[发明专利]一种甲酸钠生产用原料气的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及甲酸钠生产技术领域，具体涉及一种甲酸钠生产用原料气的制备方法。

背景技术

目前在甲酸钠生产领域，在制备甲酸钠生产用原料气CO时，常用的制备方法为，以焦炭为原料，氧气和二氧化碳为气化剂，采用固定床部分氧化还原法连续气化制CO气，其主要反应如下：

C+O₂=CO₂+394.5KJ/mol    （1）

C+CO₂=2CO-168.5KJ/mol    （2）

C+1/2O₂=CO+112.9KJ/mol    （3）。

反应主要按式（1）和式（2）进行，反应（1）和反应（3）为氧化反应，是强放热过程，反应（2）为还原反应，为吸热反应。

长期以来，人们一直认为以煤炭为原料制备原料气CO是中国甲酸钠产业落后于国际水平的重要标志，因此在20世纪80年代末、90年代初，全国掀起了一次煤改油的浪潮，事后证明此次技改完全失败，且造成了极大的经济损失。通过深入分析，很多专家认为，中国的甲酸钠产业要具备国际市场的竞争力，还应走以煤炭为原料的路子，因为中国的硬煤价格低，约为欧洲硬煤价格的二分之一，生产成本低，制得的甲酸钠产品价格低，具有较大的市场竞争力。经过几十年的发展，我国甲酸钠工业的总规模目前已达到世界第一，甲酸钠生产装置的规模也不断扩大，甲酸钠行业取得了长足发展。但是，原料煤供应不足问题也越来越凸显，成为甲酸钠行业面临的亟待解决的问题之一。

我国煤炭资源丰富，劳动力价格相对低廉，煤炭的市场价格长期低于国际市场，以煤炭为原料的甲酸钠装置是我国甲酸钠工业的基础，目前已占甲酸钠生产总量的65%以上，今后市场份额还将进一步扩大。我国用于甲酸钠生产的块煤主要产自山西晋城、阳泉、贵州等地，年耗用量高达40000kt以上，随着甲酸钠工业的高速发展，原料煤供应不足问题日益突出，原料煤价格大幅度上涨，造成甲酸钠成本升高，推动了甲酸钠价格的上涨。

近年来，出现了富氧连续气化技术，可实现块煤、型煤的连续气化，给甲酸钠工业带来了革命性的进步。由于采用连续富氧气化技术，造气炉产气能力可以提高1～1.5倍，使甲酸钠的后续系统具备改造扩大生产规模的前提条件，将迎来甲酸钠工业一次大的发展。现有的造气炉大多是以煤为原料来制取原料气，目前制取原料气的方法主要有：固定层间歇气化法、固定层连续气化法、沸腾层气化法、气流层气化法等，以上方法存在很多弊端，工艺复杂，操作人员多、劳动强度大，对原材料煤的要求高，产能低，原料煤燃烧不彻底，灰渣残碳量高，并且上吹带出物多，对环境污染极大。

现在我国正在大力提倡节能降耗、环保等一切有利于国家、企业生产系统技术研发和改造的措施，为可持续发展和社会环保创造有利的条件，因此如何实现甲酸钠生产领域节能、清洁生产，是急待解决的重要问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种甲酸钠生产用原料气的制备方法。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种甲酸钠生产用原料气的制备方法，该制备方法为：将由富氧空气和CO₂组成的混合气连续通入800～1200℃的燃料层进行反应，制得甲酸钠生产用原料气。

进一步的，所述富氧空气为氧气体积百分比含量大于90%的空气。

所述混合气中，富氧空气和CO₂的体积比为：富氧空气体积:CO₂体积=1:1.8～1:2.2。CO₂除参加反应外，还起载热体作用和调节温度作用，可控制燃料层燃烧的最高温度在灰熔点（T₂）以下，防止灰渣结块。根据气化理论和经验以及实烧实验与生产实践证明，CO₂的用量要远远大于参与反应的理论量，过量的CO₂可缓和稳定气化温度，将最高气化温度控制在允许的范围内。本发明通过富氧空气和CO₂体积比的选择，达到了将反应温度控制在800～1200℃范围内的目的，且制得的甲酸钠生产用原料气中CO的体积百分比浓度高，可达60～75%。

所述混合气的流量为2000～3500Nm³/h。

所述燃料层为焦炭燃料层或兰炭燃料层。

所述燃料层的厚度为3.9～4.1m。

所述制得的甲酸钠生产用原料气的主要成分是CO气体，其中CO的体积百分比浓度为60～75%。CO与NaOH反应制得甲酸钠产品，反应式为：

CO+NaOH=HCOONa。