(1)用甲酸钠生产甲酸
甲酸最早由J.-L.盖-吕萨克用草酸分解制得。~年,M.贝特洛用氢氧化钠与一氧化碳直接制得甲酸钠,T.戈德-施密特最先用水解的方法从甲酸钠制得甲酸。此法于年在欧洲开始用于工业生产,至今小批量生产仍用此法。年,美国科学设计公司、伯利恒钢铁公司和利奥纳德公司开发成功甲醇羰基化生产甲酸的方法,并已有年产甲酸20千吨的工厂投产。此外,甲酸也可由轻质油氧化制醋酸的副产物中回收获得。甲酸生产工艺大致为以下几类:
1、甲酸钠法:一氧化碳和氢氧化钠溶液在-℃和2MPa压力下反应生成甲酸钠,然后经硫酸酸解、蒸馏即得成品。
2、甲醇羰基合成法(又称甲酸甲酯法):甲醇和一氧化碳在催化剂甲醇钠存在下反应,生成甲酸甲酯,然后再经水解生成甲酸和甲醇。甲醇可循环送入甲酸甲酯反应器,甲酸再经精馏即可得到不同规格的产品。
3、甲酰胺法:一氧化碳和氨在甲醇溶液中反应生成甲酰胺,再在硫酸存在下水解得甲酸,同时副产硫酸铵。原料消耗定额:甲醇31kg/t、一氧化碳kg/t、氨kg/t、硫酸kg/t。
4、以甲酸钠与浓硫酸作用制得工业级甲酸,然后可用活性炭吸附后减压蒸馏以制得纯品。
5、二氧化碳法:在钯络合物催化下,在三乙胺水溶液中,二氧化碳与氢气于~℃反应而得。
(2)用甲酸钠生产草酸
甲酸钠脱氢为草酸钠,草酸钠经过硫酸铅的铅化、硫酸的酸化之后,获得草酸。
草酸,学名乙二酸;分子式:C2H2O4,主要用作还原剂和漂白剂,印染工业的媒染剂等;还大量用于稀土提炼。在医药工业上用于生产抗菌素和冰片等药物。用于合成各种草酸酯、草酸盐和草酰胺等。
工业草酸生产方法有甲酸钠法、淀粉氧化法、乙二醇氧化法和内烯氧化法等。其中甲酸钠法曾是20世纪五六一年代生产草酸的主要工艺,但由于其连续性差、流程长、自动化程度低,质量波动性大等原因,现在发达国家已基本不再采用。
(3)用甲酸钠生产保险粉(连二亚硫酸钠)
甲酸钠、焦亚硫酸钠、液体SO2在甲醇介质中发生合成反应生成保险粉悬浮液,然后转入四合一干燥器过滤、洗涤、真空干燥,加入纯碱进入包装。甲酸钠与保险粉的比率0.5:1.甲酸钠法是新工艺,由日本三菱瓦斯公司年开发成功,其资源利用合理,成本低,可大大减少环境污染。甲酸钠法生产工艺技术成熟、流程简短、废水产生量少,但产品纯度较低、稳定性较锌粉法的差。不过因其生产主流程短,采用的单元设备最先进、容量最大,从而得到的收率也最高,达80%左右,目前国内采用者较多。保险粉主要用于纺织、印染工业,作助染剂及漂白剂,同时也是医药工业、合成染料的原料,也应用于铜版印刷及分析试剂等。国内用量大约在30万~45万吨/年,且大部分集中在江浙沪一带。作为还原剂主要应用于棉织品助染剂,丝、毛织品的漂白,其中牛仔布漂染市场很大。伴随着国内高档新闻纸的生产开发,这一潜在保险粉市场逐步凸显,市场潜力也在快速增长。由于保险粉对于机械木浆、二次纤维等纸浆漂白效果良好,对纸页强度和不透明度影响很小,且成本低、漂白过程简单、投资小、污染小,在欧美,特别是北美和俄罗斯广泛使用。
国际保险粉总用量为70万吨/年,7年我国出口量为8万~10万吨,8年1~4月已出口4万吨,出口量明显增大,是世界上最大的保险粉出口国。我国保险粉企业随着生产技术的不断提高,在国际上的竞争力将逐步加强,从而能赢得更多的市场份额。国外市场的主要竞争厂商是德国的巴斯夫。
国内方面,6年保险粉总产能为65万吨,比5年分别增长16.7%,总产量50万吨,比上年增长25%。7年保险粉生产能力58.7万吨,广东中成化工有限公司生产能力最大为28万吨/年。
保险粉的主要用途如下:
(4)甲酸钠做为石油钻井液
甲酸钠已经成为钻井液用系列产品。国内销往华北、大港、胜利、辽河、新疆以及中海石油渤海、湛江、上海等公司等国内各大油田,并远销哈萨克斯坦、南美洲和非洲等国家。甲酸钠钻井液体系是一种具有半透膜效应的钻井液完井液体系,在石油钻井中与其它化学添加剂一起形成无固相钻井泥浆体系,它能够实现泥浆的高密度、低粘度、提高钻井速度,保护油(气)层,防塌,延长钻头和油井的使用寿命。是石油(气)开采技术领域中的一种先进和环保型材料。使用甲酸钠泥浆,有利于稳定页岩,减少对岩层的破坏,保证钻井、完井处于最佳的工作状态。
产品性能:
1.固相含量低,易溶于水,剪切稀释能力强,有利于快速钻进。
2.能够形成薄的泥饼,井眼规则,有利于电测和提高固井质量。
3.无毒、可生物降解,对钻具和套管等钻井设备的腐蚀性小。
4.滤液与地层流体的配伍性好,有利于发现和保护油气层。
5.抗污染能力强,性能稳定,维护简单,有较好的抑制性和防塌能力。
(5)甲酸钠的其他用途
1.环保型融雪剂。
2.金矿提炼。
3.出口。
出口的甲酸钠一般用于混凝土复合多功能减水剂和环保型融雪剂。
甲酸钠型的复合多功能减水剂,其主要成分为甲酸钠、废糖浆、聚乙醇等。它是一种浓度为40%~50%的水溶液,能明显地加速混凝土的硬化过程并能够使水泥具有微孔结构。提高混凝土的密实度、抗冻性和耐蚀性。掺入复合多功能减水剂,可使拌合物流动度从2~3cm提高到18~20cm,或者是流动度不变而混凝土强度提高30%~50%,或者节约水泥10%~20%。复合多功能减水剂的掺量仅为水泥质量的0.6%~0.8%。用于制造蒸养混凝土时,能缩短养护时间3h。这种复合多功能减水剂大量用于制造水工构件和混凝土预制件,如河渠的护面板等。