[发明专利]一种甲酸钙的制备方法

说明书

本发明涉及一种甲酸钙的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：1）CO与水溶性有机碱溶液反应，得到甲酸有机碱盐溶液；2）将石灰乳加入步骤1）得到的甲酸有机碱盐溶液中进行反应，气相得到有机碱蒸汽，液相得到甲酸钙溶液；3）步骤2）得到的甲酸钙溶液经过滤、浓缩、烘干得到甲酸钙。所述制备方法利用水溶性有机碱作为循环介质，使Ca(OH)₂间接羰基化合成甲酸钙，生产成本低，工艺简单，易于实现大规模连续化生产，得到的甲酸钙产品质量高，具有较强的市场竞争力。

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种甲酸钙的制备方法，为间接羰基化氢氧化钙制备甲酸钙。

背景技术

甲酸钙又称蚁酸钙，主要用于建筑和饲料添加。建筑上甲酸钙主要用于水泥的快速凝固剂、润滑剂、早强剂等。饲料级甲酸钙用于添加在牲畜饲料中作为酸化剂、防腐剂，可以调节动物肠道功能，促进养分吸收。

工业上生产甲酸钙的方法主要有甲酸和氢氧化钙或碳酸钙中和法、甲醛法、甲酸钠复分解法以及多羟基醇副产甲酸钙法。甲酸中和法和甲酸钠复分解法存在生产成本高的缺陷。多羟基醇副产甲酸钙法受主产品量的限制，甲酸钙不宜形成规模化生产，不能形成市场主流，而甲酸钙市场需求量大，如果单靠副产的甲酸钙满足不了市场需求。故依靠现有生产工艺无法大量提供质优价廉的甲酸钙产品，为了解决现有的甲酸钙生产工艺成本高、生产能力较低等问题，急需发明一种经济环保、生产能力高的甲酸钙合成新工艺。

CO和Ca(OH)₂合成甲酸钙为最低原料成本的路线，有很多人对此进行了研究。如专利申请号200820214570.0公开了一种一氧化碳与氢氧化钙碳基化制备甲酸钙的塔式反应器，该发明试图利用精馏塔结构强化气液相间的传加快增强反应速率，但是由于氢氧化钙溶水溶性差，反应转化率受限，且液固传质较差，反应器设计复杂，易结垢。

申请号为201611034722.4提供了一种氢氧化钙碳基化生产甲酸钙的方法，该方法采用在釜式反应器中进行预反应，再在板式塔反应器中深度碳基化制备甲酸钙的工艺，并在原料气中添加浓度为3～10％氢气抑制水煤气变换，反应压力为2～4.0MPa，反应温度为150～200℃。该方法通过增加反应行程来提高转化率，使工艺流程长，原料气中加入氢气稀释了原料气，同时也使系统压力高，对设备要求高。

申请号201010212519.8报道了使氢氧化钙乳液和一氧化碳在管式反应器中反应合成甲酸钙反应液，经结晶分离得到甲酸钙。由于管式反应器存在多处拐角，会导致不溶物沉积结垢而影响其流动性和生产过程的连续性。虽然管式反应器依靠气相快速流动强化气液传质，但仍没有解决溶液中钙离子浓度低的问题，原料转化率相对较低。

申请号201310061028.1提出一种由氢氧化钙碳基化制备甲酸钙的连续生产工艺。采用一个加压反应釜或多个加压反应釜串联或并联及未反应液物料循环的方式提高氢氧化钙转化率。该工艺的反应温度在160～230℃之间，压力为1.5～8.0MPa，反应温度和压力都比较高，容易产生副反应。而且反应物料中加入甲酸、甲酸盐、草酸、草酸盐、氢氧化钠等反应促进剂并不能改善Ca(OH)₂的溶解性，反而增加了后续甲酸钙分离、提纯的难度。

现有的发明专利都试图使CO和Ca(OH)₂直接一步反应合成甲酸钙，对反应器做了改进，但至今未见有工业化装置。主要原因在于氢氧化钙在水中的溶解度较低，当溶液中甲酸钙浓度升高时，抑制Ca(OH)₂的溶解，使反应难以持续进行，为了加快反应，研究者都采取提高反应温度的方法。但是随着温度的提升，反应容易生成碳酸钙和草酸钙，降低甲酸钙的收率，从而使甲酸钙的浓度降低，产品质量降低。而且随着温度升高反应压力也随之升高，这样对装备要求高，投资大，动力消耗也增加，难以实现工业化。