甲酸的合成研究进展
甲酸生产技术及其市场现状
大量的工业水, 用于产品分离的生产费用较高, 为此, 生产 商又在开发更加有效的甲 酸分离技术。 例如, Kemra 公司提 出了采用具有催化水解和吸附作用的固体离子交换物质, 在甲酸甲醋水解的同时, 将甲醇与甲酸分离; 巴斯夫公司 提出在温和的条件下将甲酸甲醋水解, 将甲酸和甲酸甲醋 分出后,采用如甲酸节醋来抽提分离甲酸和甲酸甲醋, 并
据称, 这四种水解工艺各有所长, 以Kemira- Leonard
工艺投资最少, 工艺过程最为经济合理。
由于现行的甲酸甲醋水解法在生产工艺过程中需要
工业甲酸生产主要有甲酸钠法、 甲酸胺法、 丁烷(或轻 油)液相氧化法和甲 醋水解法四种工艺路线。 酸甲 甲酸钠法是甲酸的传统生产方法, 但劳动条件差, 污 染严重。不少工业化国家已淘汰该法, 但我国绝大多数甲
探索阶段 。 国外市场 年上升。
2006年第 13 期
生产水平较低, 物耗能耗较高。我国历年甲酸的消耗量逐 目前, 国内甲酸的市场消费量约为 巧万t , 其消耗比
例为医药品 50%、 化工占 巧%、 农药占 13%、 橡胶化学品占 9%、 其他占 13%.
全球四大甲酸生产厂商及其产能: 德国巴斯夫公司
甲 酸甲 酪水解法工艺过程:(I) 甲 醇与co 拨基化合成 甲酸甲醋;(2)甲酸甲醋水解生成甲酸和甲醇, 甲醇循环使
始, 采用钉系催化剂, 在20.5 M Pa,50 ℃和三乙胺存在下合 成甲酸。 从环保角度来看, 这一路线具有一定开发意义, 但
江苏化工市场七 日讯
离工业化还有较长的距离, Байду номын сангаас前进展不大, 仍然处于基础
USSR 工艺特点是采用双段反应连续水解, 使用强酸性 的离子交换树脂作为酸性催化剂, 缺点是工艺操作比较困 难, 较高。 投资 反应温度55-62 ℃, 水浮酸甲 - 14:1(mol), M甲 酸甲醋转化率87%, 酸产品纯度86.5% 该法于 1989 年在 甲 a。
二甲酸钾合成工艺研究进展
f m t, D 又 叫双 甲酸钾 ) 甲酸 钾 和 甲酸 的 o ae K F, r 是
—
—
6— —
中国饲料添加剂
21 0 0年第 1 期 ( 1 总第 1 1 ) 0期
混合物, 通过 甲酸 钾 的羰基 和 甲酸 的羧基 形成氢
1 二 甲酸 钾 的理化 性质 二 甲酸 钾 ( oas m Dfr t , K— D. P t i i ma 或 su o e i
个 用作 抗生 素替 代 品的促 生长剂 。同年 B S AF
推 出二 甲酸钾 作 为 一种 新 型 的 抗 生 素促 生 长 剂 替代 物产 品 。与此 同时 , 国内二 甲酸钾 的合成 和 应用 研究 也得 到 了快 速 发展 。北 京挑 战农 业 科
一
国内准许 使 用抗 生素 的情况 下 , 太过 高 昂的添加 成本 将难 以为饲料 生产 企业 及养 殖户 所接 受 , 因 此 降低二 甲酸钾 的添 加 成 本 势 在必 行 。 目前 国 内外对 于二 甲酸钾合 成 技术 已有公 开报 道 , 多数 已经 申请 了专 利 保 护 。本 文 就 二 甲酸钾 的合 成 工 艺 和路线 做一 概述 , 以期 为 二 甲酸钾 生产及 应 用 研究 提供 参考 依据 。
自 20 0 3年开 展 了二 甲酸钾 实验 室条件 下合 成 方 法 的 研究 , 择 甲酸 和碳 酸 钾 为原 料 , 用 一 步 选 采 法 制备 二 甲酸 钾 。北 京 挑 战农 业 科 技 有 限公 司 率 先在 国 内获 得 新 型饲 料 添 加 剂 生 产许 可 。由 于 二 甲酸钾 在 饲料 中添 加 量较 大 , 因此 , 饲料 在 中有不 小 的饲料成 本 投入 。从 一般 意义上 讲 , 在
甲酸甲酯的合成及应用
防护: 操作场所必须保持良好通风, 保证 设备密闭, 操作人员应戴眼镜、防护面具、穿 防护衣。
包装及贮运: 需铁桶包装, 贮存于阴凉通 风处。桶口要密闭性好。贮运按“易燃有毒危 险品规定”进行。
2 甲酸甲酯的合成方法
甲酸甲酯的制备方法很多。国内外都在 努力研究既高效又经济的合成新工艺。现将 其合成方法概要介绍如下:
反应式如下: CH3O H+ H 2+ CO 2→HCOO CH3 + H2O 二氧化碳化学性质特别稳定, 不易活化, 因此选择和制备良好的催化剂对此反应很重 要, 所用催化剂主要是过渡金属络合物。二氧 化碳价廉易得, 以其为原料制取化学产品, 对 人类颇为有益。二氧化碳是重要的大气污染 物, 直接将其合理利用, 不仅可增加财富而且 可以净化我们的生活环境。故, 如果此工艺能 真正大规模工业化, 可谓两全其美。 2. 4 甲醛催化二聚法
工 艺 直接酯化 直接酯化
甲醇脱氢 甲醇羰基化 甲醇羰基化 甲醇羰基化
试剂级 试剂级
2500t/ a 300t/ a
4. 3 市场情况 近两年来 M eF 市场情况非常稳定, 据美
国化工市场导报报道, 工业级 MeF 价格为0. 804美元/ kg, 纯品为1. 09美元/ kg。
我国 江苏 产的 MeF 含 量≥95% , 售 价 5700元/ t 。
4. 2 国内生产情况 我国 M eF 工业始于70年代, 现主要有两
家生产厂: 广东江门市农药厂、东北第六制药 厂( 见表2) 。
表2 我国 MeF 生产状况
单 位
广东江门市农药厂 东北第六制药厂 天津化学试剂二厂 上海化学试剂一厂 化工部西南化工研究院 中科院成都有机所 济南石化集团股份公司 厦门大学
甲酸的制备
甲酸的制备
甲酸是一种常见的有机酸,具有广泛的应用。
制备甲酸的方法有多种,其中一种常用的方法是甲醇氧化法。
该方法是将甲醇和氧气在催化剂的作用下反应生成甲酸。
首先,将甲醇和氧气混合,然后通过催化剂的作用,在一定温度和压力下进行反应。
在反应过程中,甲醇被氧化生成甲酸和水。
催化剂在此过程中起着至关重要的作用。
常用的催化剂包括铂、钯等贵金属催化剂和铜、铬等过渡金属氧化物催化剂。
催化剂可以加速反应过程,提高甲酸的产率。
反应结束后,通过精馏等分离手段将甲酸从反应液中分离出来。
得到的甲酸可以进一步加工成各种用途的化学品。
除了甲醇氧化法,还有其他制备甲酸的方法,如甲醛水合法、乙酸氧化法等。
这些方法在不同的条件下可以得到不同产率的甲酸,可以根据实际需求选择适合的方法进行制备。
总的来说,制备甲酸的过程需要经过多个步骤,包括反应、分离和精制等。
制备过程中需要严格控制反应条件,如温度、压力、催化剂的种类和浓度等。
通过优化这些条件,可以提高甲酸的产率,降低生产成本,从而更好地满足市场需求。
甲酸甲酯合成研究进展
甲酸甲酯合成研究进展调研报告上海华谊集团技术研究院2013年12月编制:张怡,张新平,祝然审核:唐勇审定:张春雷目录1、概述 (4)2、市场情况 (4)2.1 用途 (4)2.2甲酸甲酯市场分析 (4)3、合成方法比较 (7)3.1甲酸酯化法 (7)3.2甲醇羰基化法 (8)3.3甲醇脱氢法 (9)3.4甲醇氧化法 (10)3.5合成气直接合成法 (10)4、不同工艺路线经济性分析 (11)5、总结 (14)6、参考文献 (14)1、概述甲酸甲酯是一种用途广泛的低沸点溶剂,可直接用作杀虫剂、杀菌剂和用于处理谷物、水果、干果、烟草的熏蒸剂。
常用作医学、农药和有机合成的中间体,醋酸纤维素的溶剂。
由于甲酸甲酯有很高的反应活性,由它出发,可制得50多个产物,故被称为万能中间体。
目前MF主要用于水解制甲酸和胺解制取甲酰胺、一甲基甲酰胺、二甲基甲酰胺、甲酰吗啉等酰胺类产品,用于乙酸纤维的溶剂,分析试剂等。
近年来甲酸甲酯作为碳一化学的中间体和无毒羰基化试剂,引起各方面关注,对甲酸甲酯的应用研究非常活跃。
2、市场情况2.1 用途从甲酸甲酯出发,可以制备甲酸、乙酸、乙二醇、碳酸二甲酯、丙酸甲酯、丙烯酸甲酯、乙醇酸甲酯及甲酰化剂(如N-甲酰吗啉、N-甲基甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺)等一系列下游产品,而且这些产品的制备条件均较温和,可根据市场的需求,灵活调节下游产品的品种和产量。
在农业中,甲酸甲酯可用作杀虫剂、杀菌剂、谷类作物熏蒸剂、烟草处理剂、果品干燥剂等。
20世纪90年代以来,又发现可用甲酸甲酯代替较昂贵的甲基叔丁基醚(MTBE)作为汽油的高辛烷值添加剂。
甲酸甲酯的应用前景不可估量。
产品市场需求:2007年我国的甲酸甲酯的消费结构如下:合成革占32%,农药占25%,医药占24%,丙烯腈占11%, 其它占8%。
2.2甲酸甲酯市场分析2.2.1国外产能情况国外甲醇羰基化制MF已工业化多年,生产工艺主要有SD-Bethlehem工艺、Leonard工艺、BASF工艺。
甲酸甲酯合成技术新进展
门等需 要 从 国 外 引进 外 , 余 设 备 均可 国产 化 I 其 。 为进 一 步 探 索 、优 化 甲醇羰 基 化 制 MF工艺 的
技 术 条 件 同 时兼 顾 MF下 游 产 品 的 开 发 , 19 9 6年
水煤 浆 气 化及 煤 化 工 国家 工 程研 究 中心与 山 东 省化 工 规 划 设 计 院 、济 南 石 化 二 厂 等 单 位 合 作 开 发 了
甲酸 装 置几 乎 全 部采 用 这 一 工艺 。
国内对 甲醇 羰 基 化 制 MF 的 开发 一 直 比较 活 跃 。 目前 ,国 内采 用 这一 工 艺 的大 型工 业 化装 置 已有 2套 ,山 东肥 城 阿斯 德 化 工 有 限公 司 2 t a甲酸 、 t aMF装 置 , 9 6年 0k/ 3k/ 19 建 成 投 产 , 引进 国外技 术 , 山东 肥城 化 肥 厂 与美 系 由 国 A T公 司合 资兴 建 ;济 南石 化 二 厂 2 t a甲酸 A 0k/ 装 置 ,9 7年建 成 投产 , 19 系采 用 国内技 术 。在 基 础 】 研 究 方 面 , 中科 院成 都 有机 所 进 行 了 甲醇催 化 羰 基 化 制 MF流动 系 统 连续 化模 型 试 验 ,采 用 无 转 动 部 件 的连 续 管 式 反应 器 , 察 了反 应 温 度 、 考 压力 、 空速 、 进 料 比 、 化剂 浓 度 、 催 甲醇 种类 等 对 甲醇 液 相羰 基 化 的影 响 ,研 究 了 甲醇 钠 添加 不 同助催 化 剂 时 的催 化 作 用 b。华 南理 工 大 学 在 甲醇 羰基 化 制 MF的最 佳 】 工 艺 条件 和 动 力学 研 究方 面做 了大量 工 作 ,同时 还
难 , 不 能保 证 经 济上 的可行 性 , 工 业 化较 远 。方 还 距 法 () 2 由甲酸 与 甲醇 通 过 酯化 反 应合 成 MF 工艺 落 ,
甲酸的合成研究进展
甲酸的合成研究进展摘要:本文在参考大量文献的基础上,介绍甲酸的一些主要合成工艺,并作简要工艺评述,尤其是当今热门的碳一化学新工艺;介绍了一些我国在相关方面的研究,例如:废气综合利用制甲酸;对其未来研究前景进行预测。
关键词:甲酸、甲酸甲酯、合成工艺、进展Progress in the Synthesis of Formic AcidXu XiaopengApplied Chemistry, Class09-1, Number 17Abstract:On the base of abundant literatures, this article introduces the major therology of Formic Acid synthesis., and make a brief comment, particularly the increasingly prevalent therology, C1 chemistry. Introduces the relevant studies of our country, for instant, comprehensive utilization of waste gas in making Formic Acid.and then, the prospect of its future.Key words: formic acid,methyl formate, synthesis process, progress引言甲酸,又称作蚁酸,结构简式HCOOH,相对分子质量46.03,无色透明液体,有刺激性气味。
甲酸能与水、乙醇、乙醚和甘油等任意混溶。
相对密度(d204)1.220,熔点8.4℃,沸点100.8℃,折光率(n20D)1.3714,闪点(开杯)59℃。
其蒸气与空气形成爆炸性混合物,遇明火、高热能引起燃烧爆炸。
可与强氧化剂发生反应,具有较强的腐蚀性。
邻氯苯甲酸的合成研究进展
学
工
程
师
C e cl E g er h mi ni e a n 文章编号 :0 2 1 2 (0 0)4 0 4 — 3 10 — 4 2 1 0 — o6 0 1
21 0 0年第 4期
:
:
; 刁
邻 氯苯 甲酸的合 成研 究进 展
述
杨 立 霞
( 河北理工大学 化工与生物技术学院 。 河北 唐山 0 3 0 ) 6 0 9
氧化法 、 氯化水解法 、 仿生催化氧化法等合成方法 。
有 些 厂家 为 降低 成本 , 接 用邻 氨基 苯 甲酸重 直
11 重 氮 化 法 .
降解反 应 :
氮化 , 但邻氨基苯甲酸是生产糖精钠 的副产物 , 目
前 来源很 少 , 原料 的短缺 限制 了工 业生 产 。
人COaa a 一 ON o o 州 c H
邻 氯 苯 甲酸是 一 种 用途 极 广 的农 药 、 药 和染 医 料 行业 的重要 中间体 , 在农 药 上 主要 用 于合 成杀 虫
剂( 苏脲 号) 防霉 剂 , 医药 上 主要 用 于合 成 抗 和 在
重氮 化反应 :
COOH 2 HCI Na + NO:一 H + CI 2 O Na + H ̄
V CONH2
∞№
此方法 的优点是反应条件温和 , 但其缺点是工
+Na + 0 CI H2
V NH COONa
CO ON a
D e eopm e fs he i vl nto ynt ssofo-c or be zo cacd hl o n i i YANG i i L —xa
( olg f h mi l n ier gadBooi l eh ooy Hee P ltcncUnvrt,a gh n0 3 0 。 hn) C l eo e c gnei n i gc cnlg , b i o eh i e C aE n l aT y i s yTn sa 6 0 9 C ia ei
4-醛基苯甲酸甲酯结构式
4-醛基苯甲酸甲酯结构式【4醛基苯甲酸甲酯结构式】的主题——合成方法、应用及相关研究进展引言:有机化学是研究碳最重要的一个分支。
有机化合物的结构决定了其性质,合成化学家们不断探索新的方法和途径来合成具有特定结构的化合物。
本文以有机化合物4醛基苯甲酸甲酯为例,详细介绍其合成方法、应用领域及相关研究进展。
一、合成方法:合成4醛基苯甲酸甲酯通常需要遵循以下步骤:第一步:合成苯甲酸1. 将苯溶解于适当的溶剂中,如冷的二甲基甲酰胺(DMF)。
2. 加入过量的溴水,将反应物放置在适当温度的光源下进行溴化反应,其中光源可为紫外灯或太阳光。
3. 反应完成后,继续加入稀碱溶液中和反应物中的过剩溴,并进行光氧化反应,生成苯甲酸。
4. 通过滤液和固体,得到苯甲酸的纯产品。
第二步:合成4醛基苯甲酸1. 将苯甲酸溶解于醇溶剂中,如甲醇或乙醇。
2. 加入适量的氧化剂,如三氯化铬(CrCl3)或偏钼酸钾(KHSO5)。
3. 在适当温度下进行氧化反应,生成4醛基苯甲酸。
第三步:合成4醛基苯甲酸甲酯1. 将4醛基苯甲酸和甲醇混合。
2. 在适当条件下进行酯化反应,生成4醛基苯甲酸甲酯。
总结起来,4醛基苯甲酸甲酯的合成方法主要包括两个关键步骤:合成苯甲酸和合成4醛基苯甲酸。
通过酯化反应,可以将4醛基苯甲酸与甲醇反应,最终得到目标产物4醛基苯甲酸甲酯。
二、应用领域:4醛基苯甲酸甲酯作为一种有机合成中间体化合物,具有广泛的应用领域,包括但不限于以下几个方面。
1. 医药化学:4醛基苯甲酸甲酯可以用作合成药物的原料,其中一些药物具有抗菌、抗病毒、抗炎和抗癌等活性。
通过合成不同的4醛基苯甲酸甲酯衍生物,可以进一步开发出具有更好药物活性和选择性的药物。
2. 香料与香精工业:4醛基苯甲酸甲酯具有芳香的气味,可用作香精或香料的成分。
在香水和香薰油中广泛应用,为产品赋予芳香。
3. 农业化学:4醛基苯甲酸甲酯可用作农药中间体,具有杀虫、杀菌、除草等功能。
甲酸甲酯合成技术新进展
甲酸甲酯合成技术新进展甲酸甲酯(MF)可经济有效地大规模生产,大吨位下游产品多,发展前景广阔,到目前为止,其合成工艺主要有5种:①甲醇、CO2和H2合成法;②甲酸酯化法;③甲醇羰基化法;④甲醇脱氢法;⑤合成气直接合成法。
方法①是C02化工研究的新成果,70年代以来随着环保要求的提高,为了消除CO2对大气的污染,这种方法在国外比较受关注。
但根据目前的研究资料,MF产率较低,而且因为CO2的性质非常稳定、不易活化,制备有效转化CO2的催化剂比较困难,还不能保证经济上的可行性,距工业化较远。
方法②由甲酸与甲醇通过酯化反应合成MF,工艺落后,消耗甲酸,设备腐蚀严重,生产成本为甲醇脱氢法的2倍,国外已淘汰,国内个别生产N、N一二甲基甲酰胺(DMF)的小厂仍在采用。
后3种方法国内近几年研究比较活跃,某些方面取得了一定进展,本文主要介绍这3种方法。
1 甲醇羰基化法80年代初,美国Leonard公司、SD-Bethle-hem公司、BASF公司等在开发MF接水解制甲酸工艺时,对甲醇羰基化制MF工艺进行了深入研究并开发成功工业化技术,在多个国家相继建成了2-5万t/a的工业化甲酸装置。
但该法存在两大缺点:①需要使用价格较高的无水甲醇;③必须使用浓度高于80%的昂贵的高浓度CO。
尽管如此,BASF公司研究认为,目前甲醇羰基化制MF直接水解制甲酸仍是甲酸的最佳生产工艺,产品成本仅为传统方法甲醇钠法的一半。
1982年以来,世界上新建的甲酸装置几乎全部采用这一工艺。
国内对甲醇羰基化制MF的基础研究和工业化装置的开发一直比较活跃。
目前国内采用这一工艺的大型工业化装置已有2套,山东肥城阿斯德化工有限公司2万t/a甲酸、3000 t/a MF装置,1996年建成投产,系引进国外技术,由山东肥城化肥厂与美国AAT公司合资兴建;济南石化二厂2万t/a甲酸装置,1997年建成投产,系采用国内技术。
在基础研究方面,中科院成都有机所进行了甲醇催化羰基化制MF流动系统连续化模型试验,采用无转动部件的连续管式反应器,考察了反应温度、压力、空速、进料比、催化剂浓度、甲醇种类等对甲醇液相羰基化的影响,研究了甲醇钠添加不同助催化剂时的催化作用。
异硫氰基甲酸甲酯的合成技术研究
异硫氰基甲酸甲酯的合成技术研究异硫氰基甲酸甲酯是一种重要的有机化合物,具有较为广泛的应用领域,如作为杀虫剂、杀菌剂以及医药原料等。
其合成技术的研究具有重要意义。
本文将围绕异硫氰基甲酸甲酯的合成技术展开研究,通过文献调研和实验分析,对其合成工艺进行探讨,并提出改进方案,以期为该化合物的生产提供参考。
一、异硫氰基甲酸甲酯的合成方法异硫氰基甲酸甲酯的合成方法主要有两种,一种是通过硫氰化钠与碘甲烷反应合成,另一种是通过硫代乙酸酯与氯甲烷反应制备。
以下将分别介绍这两种合成方法的具体步骤。
1. 硫氰化钠与碘甲烷反应合成异硫氰基甲酸甲酯的步骤如下:(1)将碘甲烷溶解在无水乙醇中,得到碘甲烷的溶液。
(2)向碘甲烷的溶液中加入硫氰化钠,控制反应温度和时间,使其反应生成异硫氰基甲酸甲酯。
(3)通过过滤、结晶、洗涤等步骤,得到最终产品异硫氰基甲酸甲酯。
二、合成技术的研究进展异硫氰基甲酸甲酯的合成技术在过去的研究中已经取得了一定的进展,但在合成过程中依然存在一些问题,如反应条件不稳定、产率较低等。
研究人员对其合成技术进行了进一步的探讨和改进。
1. 改进反应条件:在硫氰化钠与碘甲烷反应合成异硫氰基甲酸甲酯的过程中,研究人员尝试调整反应温度、反应时间和反应物的摩尔比等条件,以期提高反应产率和降低副反应的发生。
通过实验发现,在适当的温度和反应时间下,可以获得较高的合成效率。
2. 优化工艺流程:在硫代乙酸酯与氯甲烷反应制备异硫氰基甲酸甲酯的过程中,研究人员对工艺流程进行了优化,包括采用新型催化剂、改进溶剂系统和提高反应条件控制的精度等,以提高产品的纯度和产率。
三、改进方案及展望基于对异硫氰基甲酸甲酯合成技术的研究,提出以下改进方案:1. 寻找更有效的催化剂:当前合成过程中所使用的催化剂对反应的影响较大,因此有必要寻找更有效的催化剂,以提高反应速率和产率。
2. 探索新的合成途径:通过对其他原料的反应特性进行研究,可以探索新的合成途径,为异硫氰基甲酸甲酯的生产提供更多选择。
甲酸的制备原理
甲酸的制备原理甲酸是一种无色透明液体,具有刺激性气味和味道。
它被广泛应用于化学、医药等领域。
那么,它的制备方法是什么呢?本文将介绍甲酸的制备原理。
一、甲酸概述甲酸又称蚁酸,化学式为HCOOH。
它是一种无色、刺激性气味和味道的透明液体,密度为1.22 g/cm³,在常温下极易挥发。
甲酸可以被水、乙醇、甲醇等溶剂溶解,但不易溶于无水乙醇。
它是一种重要的有机酸,广泛应用于化学、医药、皮革、染料等领域。
二、制备方法甲酸制备的方法主要有以下几种。
1.合成法将二氧化碳和甲醇通过催化剂催化反应生成甲酸,这种方法被称为合成法。
在此过程中,甲醇被氧化生成甲酸和水。
催化剂可以是金属催化剂,如铑、铂、钼等,也可以是非金属催化剂,如阴离子树脂等。
合成法的优点是可以生产高纯度的甲酸,但成本较高。
2.浸出法浸出法是一种将甲醛和氨水加热反应制备甲酸的方法。
在此过程中,甲醛在氨水的催化下被氧化生成甲酸和尿素。
尿素可以通过蒸发和结晶分离出来,得到高纯度的甲酸。
3.生物发酵法生物发酵法是利用微生物对可再生资源进行发酵而制备甲酸的一种方法。
常用的微生物有毛霉、乳杆菌等。
这种方法具有低成本、绿色环保等优点,但需要一定的技术和设备。
4.其他方法此外,还有一些其他的制备甲酸的方法,如催化剂还原法、电化学法等。
这些方法的成本和复杂度不同,根据实际需求选择合适的方法。
三、性质分析甲酸是有机酸的一种,它具有许多特殊的性质。
下面是一些常见的性质分析。
1.物理性质甲酸是一种无色透明液体,密度为1.22 g/cm³,在常温下极易挥发。
它可以被水、乙醇、甲醇等溶剂溶解,但不易溶于无水乙醇。
2.化学性质甲酸具有很强的还原性,可以将一些金属(如铁)还原为相应的氧化物。
它还可以被氧化剂(如硝酸)氧化为二氧化碳和水。
3.毒性分析甲酸具有较强的腐蚀性和毒性,直接接触会导致刺激性皮肤灼伤或眼睛灼伤等。
同时,误食或吸入会对人体造成严重的损害,甚至会危及生命。
甲酸的偶极矩
甲酸的偶极矩全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:甲酸,化学式为HCOOH,是一种常见的有机化合物,它是最简单的羧酸。
在化学中,甲酸的偶极矩是一个重要的参数,它可以用来描述甲酸分子内部电荷的分布情况,以及其在外部电场中的受力情况。
本文将从甲酸的结构、性质以及偶极矩的定义和相关计算方法等方面进行探讨。
我们先来了解一下甲酸的结构和性质。
甲酸分子由一个甲基基团和一个羧基团组成,形成一个卡宾酸分子。
甲酸是一种无色、有刺激性气味的液体,在室温下易挥发。
它具有强烈的还原性,可以与氧气和一些金属反应,产生二氧化碳和水。
甲酸是一种强酸,在水中可以完全离解成HCOO-和H+离子。
接下来,我们来讨论甲酸分子的偶极矩。
偶极矩是描述分子极性的物理量,它是指分子内部正负电荷的分布情况造成的电荷中心所在的位置。
在化学中,偶极矩通常用符号μ表示,单位为戈特。
对于甲酸分子,其偶极矩主要由羧基团和甲基团中的电负性原子的贡献来确定。
调查表明,甲酸的偶极矩约为1.41戈特。
这个数值说明甲酸分子是一个极性分子,其中心存在一个电荷中心。
这种极性使得甲酸分子在外部电场中受到偶极-偶极相互作用力的影响,从而引发一系列有趣的物理和化学现象。
在实际应用中,计算和了解甲酸分子的偶极矩对于理解其性质和相互作用至关重要。
众多研究表明,在生物体系中,甲酸的偶极矩与其与其他分子的相互作用,如氢键等,有着密切的联系。
甲酸的偶极矩还可用于计算其与溶剂、金属离子等的相互作用力,进而推导出一些有价值的结构和物性信息。
甲酸的偶极矩是描述该分子极性的重要物理量,它反映了甲酸分子内部电荷分布的不均匀性。
通过对甲酸分子偶极矩的计算和研究,可以更深入地理解其结构和性质,为其在化学、生物学等领域的应用奠定基础。
希望本文可以帮助读者更好地了解甲酸的偶极矩及其在化学领域的重要性。
第二篇示例:甲酸是一种简单的有机酸,化学式为HCOOH,它是最简单的羧酸,也是最常见的有机酸之一。
甲酸在工业上广泛用于制备染料、皮革、药品等,同时也是一种重要的腐蚀剂。
制备甲酸甲酯时的气相色谱_概述说明
制备甲酸甲酯时的气相色谱概述说明1. 引言1.1 概述本篇长文主要介绍了在制备甲酸甲酯过程中使用的气相色谱技术。
气相色谱是一种重要的分析工具,通过分离和检测样品中不同成分的相对含量来揭示化合物的结构信息。
在制备甲酸甲酯时,气相色谱可以用于分析反应产物、中间体和杂质,并确定它们的相对含量,从而评估反应过程的效果。
1.2 文章结构本文首先会介绍气相色谱技术的原理,包括基本原理、仪器设备和操作步骤等方面。
然后,将详细探讨气相色谱在制备甲酸甲酯中的应用及其作用。
此外,还会给出一些实验条件与方法供参考。
接下来,我们将对所得到的数据进行分析,并对结果进行解读。
最后,文章将结束于对结果进行讨论与比较,并根据研究结果提出结论。
1.3 目的本文旨在全面概述在制备甲酸甲酯过程中使用气相色谱技术时所涉及的基本原理、应用方法和实验条件。
通过本文的阐述,读者将能够更好地了解气相色谱在该领域的重要性,并从中获取到相关研究的参考价值。
同时,文章也旨在推动气相色谱技术在制备甲酸甲酯领域的进一步应用和研究。
2. 制备甲酸甲酯时的气相色谱2.1 气相色谱的原理气相色谱(Gas Chromatography,GC)是一种常用的分离和定性分析方法。
其基本原理是利用流动相通过静态固定相层进行化合物的分离。
在气相色谱中,样品被蒸发并注入到进样口,然后通过柱管传送到固定相上。
在固定相柱中,化合物接触到固定相后会按照其特定亲疏性被吸附或排斥,并因此以不同速度移动。
这样,在柱管出口处可以得到一系列峰形代表不同物质的信号。
2.2 气相色谱在制备甲酸甲酯中的应用气相色谱在制备甲酸甲酯过程中具有重要作用。
甲酸甲酯广泛应用于有机合成领域,并且它的纯度对于保证最终产品质量至关重要。
因此,通过气相色谱技术可以有效地检测、分离和确定产物中是否存在杂质或未反应物。
在制备甲酸甲酯时,气相色谱可用于监测和分析反应过程中产物的纯度和含量。
通过将样品溶解在适当的溶剂中,然后注入到气相色谱仪中进行分析。
苯并噻唑2-甲酸的合成及应用研究进展
苯并噻唑2-甲酸的合成及应用研究进展杂环化合物对改善生命体机能有很大的作用,其与材料科学有着十分密切的关系。
目前,对杂环化合物的研究已越来越深入,并不断改善、影响着人们的生活。
其中,苯并噻唑杂环类化合物是有机合成反应的先导骨架与母体之一。
自1879年Hofmann [1]首次介绍了2-氯和2-苯基苯并噻唑以来,越来越多的衍生物被合成。
该类化合物因具有药理及生物活性而被广泛应用于农药、医药等领域[2-4]。
苯并噻唑衍生物的取代分为苯环上和2位上的取代,而2位取代衍生物活性基团对其本身活性影响较大。
李炎[5]等则介绍了一系列2-取代苯并噻唑衍生物的合成方法。
本文将对苯并噻唑2-甲酸的合成及应用进展做简要综述。
苯并噻唑2-甲酸(2-Benzothiazolecarboxylic acid ),分子式为C 8H 5NO 2S ,分子量为179.2。
20 °C ,常压下时密度是1.508±0.06 g/cm 3;沸点:378.5±25.0 °C ,熔点:108 °C ,是重要的有机医药中间体,结构式如下图所示。
1 合成方法1.1 CO 2羧化法二氧化碳(CO 2)被视为廉价、可再生、来源丰富且用途广泛的能源。
在过去的十几年内,其作为对过渡金属介导激活剂已受到越来越多的关注。
CO 2作为C1源和与它羧化的亲核物质间可以形成新的C-C 骨架,被视为羧酸及其衍生物合成的极具优势的原料。
但是由于CO 2极高的热力学及动力学稳定性,使亲核试剂被限制在某些具有金属活性的不饱和烃类及活性金属有机试剂如格氏试剂。
为了探索CO 2对亲核试剂的羧化反应,许多科研工作者做了不同程度的研究。
1.1.1 CO 2直接羧化法Oleg Vechorkin 等[6]用CO 2羧化法,通过改变催化剂的种类等条件合成了苯表 1-1SNCOOHSNCOOH图 1-1 直接羧化苯并噻唑制备苯并噻唑2-甲酸Fig 1-1 Direct Carboxylation of BenzothiazoleaSN+ CO 2(1.4 atm)aq HCl直接羧化苯并噻唑的反应条件Table 1-1Optimization of Conditions for Direct Carboxylation ofBenzothiazolea 项目 条件转化率(%) 1 2 3 4 5 6 7二甲醚,125 °C,5 mol % CuI, LiOBu 二甲醚,125 °C,5 mol % LiOBu 二甲醚,125 °C,NaOMe or NaOH or KOH二甲醚,125 °C,K 2CO 3 二甲醚,125 °C,K 3PO 4 二甲醚,125 °C,Cs 2CO 3 二甲醚,125 °C,Cs 2CO 3, no CO 2100 100 0 10 20 100 0并噻唑2-甲酸(见图1-1),具体方案及转化率如表1所示。
CO2电化学还原合成甲酸的研究
电懈液;。萤警,,g期/乜v C02棚曼篙总。,嚣
由表3可看出,电解液巾KHCO,的浓度对甲酸 的合成有较大程度的影响。随着浓度的增大,甲酸电 流效率逐渐升高,在0.45 tool·L“处达到最大值。 然瑟,浓度的遴一步提裹导致邀流效率的降低。在 CO:合成甲酸的过程中,HCO;直接参与反应,其浓 度较低时,CO:的还原受传质的控制。因此,随着 KHCO,浓度的增加,甲酸的电流效率增大;嬲浓度增 大到某个值瑟毒,甲酸的合成开始受电荷传递的拄割, 故KHCO,浓度的进一步增加弗没有提高币酸的电流 效率。另外,随着溶液中HCO;浓度的提高,还原体 系的pH值也在不断升高,导致甲酸合成电位的提 高,扶磊使褥商浓度下甲酸的电流效率降低。
衰3 不弱滚度KHCO,对翠貔耄渡效率戆影璃
Tab。3
Effect of different concentration of KHCO,on the reduction of C02
不凝损坏,使得骥翡使震寿禽大大缭短,在使惩了终 400 h后,膜变褥≈E常粗糙,孑0隙穿透,不能继续使 用。
根据前面结论融知,在KHCO,为0.45 tool·L“ 醚甲酸懿电漉效察最大,但是在0。2—0。55 tool·L“ 的浓度范围内,毫流效率变纯不是穰大。结合寿命程 电流效率的考虑,下面实验中选择0.2 tool·L叫的 KHCO,作为CO:合成甲酸的电解液。 2。4 CO,还原物种的磅究
产物甲酸在HP4890气相色谱上利用顶空空气 法进行分析,汽化室漫度为230℃,FID检测器温度 为250℃,牲溢70 oc,FE,WAX毛缨管色谱柱(30 m ×0.32 mm),氮气做载气。采用北京中科科仪技术 发展有限资任公司KYK-2800B型数字扫描电镜电子 漫微镜对离子交换膜鹃形貌交化进行观察,工作电压 20 kV,放大倍数1 500—4 000。 1。2电流效率计算
甲酸甲酯合成反应条件
甲酸甲酯合成反应条件甲酸甲酯(HCOOCH3),⼜被称为蚁酸甲酯,是⼀种重要的有机化⼯原料,具有⼴泛的应⽤价值。
了解其合成反应的条件,对于我们深⼊理解有机化学反应机理、优化⽣产⼯艺和提⾼产率具有重要的意义。
以下将对甲酸甲酯的合成反应条件进⾏详细分析。
⼀、原料选择与纯度甲酸甲酯的合成主要涉及到甲酸和甲醇的反应。
因此,原料的选择和纯度对反应的影响⾄关重要。
甲酸和甲醇应具有⾜够的纯度,以减少副反应的发⽣,提⾼⽬标产物的选择性。
同时,原料中的⽔分含量也需要严格控制,因为⽔可能会与甲酸甲酯发⽣⽔解反应,从⽽降低产物的纯度。
⼆、催化剂的选择催化剂在甲酸甲酯的合成中起着关键作⽤。
常⽤的催化剂包括硫酸、磷酸、氧化铝等。
催化剂的选择不仅影响反应的速率,还影响产物的选择性。
例如,硫酸作为催化剂时,反应速率快,但可能产⽣较多的副产物;⽽氧化铝作为催化剂时,虽然反应速率较慢,但产物选择性较⾼。
因此,在选择催化剂时,需要综合考虑反应速率、产物选择性和催化剂成本等因素。
三、反应温度反应温度是影响甲酸甲酯合成的另⼀个关键因素。
过⾼的温度可能导致副反应的发⽣,降低产物的选择性;⽽过低的温度则可能导致反应速率过慢,影响⽣产效率。
⼀般来说,甲酸甲酯的合成反应在中等温度下进⾏,如60-100℃之间。
具体的反应温度需要根据所选催化剂、原料性质以及反应器的类型等因素进⾏优化。
四、反应压⼒反应压⼒同样对甲酸甲酯的合成产⽣影响。
在加压条件下,可以增加反应物的浓度,加快反应速率,但同时也可能增加副反应的发⽣。
因此,需要在保证反应速率的前提下,尽量降低反应压⼒,以提⾼产物的选择性。
五、反应时间反应时间是影响甲酸甲酯产率的重要因素。
过短的反应时间可能导致反应不完全,降低产率;⽽过⻓的反应时间则可能导致副反应的发⽣,同样降低产率。
因此,需要通过实验来确定最佳的反应时间,以达到最⼤的产率。
六、反应器类型与材质反应器的类型和材质也对甲酸甲酯的合成产⽣影响。
甲酸铯研究报告
甲酸铯研究报告
甲酸铯,化学式为CsCHO2,是一种无机化合物,常见于实验室中的化学试剂。
甲酸铯的研究主要涉及以下几个方面:
1.合成方法:甲酸铯可以通过反应甲酸和铯氢化物制备得到。
合成过程中需要注意控制反应条件,如温度、反应时间和反应物的摩尔比。
2.物理性质:甲酸铯为白色结晶体,可溶于水。
其晶体结构和热性质也是研究的内容之一。
3.化学性质:甲酸铯可被氧化剂氧气氧化为碳酸铯和水,也可与强酸反应生成甲酸盐和铯盐等。
研究其在化学反应中的应用和反应机理也是研究的重点。
4.应用领域:甲酸铯在有机合成中常被用作氢化剂,可以还原酮、醛等官能团。
此外,甲酸铯还可用作催化剂,参与催化反应,如催化酯的加成反应等。
因此,研究其应用于有机合成的性能和机理也具有一定的实际意义。
总之,甲酸铯的研究主要涉及合成、物理性质、化学性质以及应用领域等方面,目的是为了深入了解其性质和应用,以便更好地利用这一化合物进行有机合成和催化反应。
甲酸的制备方法
甲酸的制备方法甲酸是一种常见的有机酸,广泛应用于医药、染料、农药等领域。
其制备方法也有多种,下面我们一起来了解一下甲酸的制备方法。
1. 甲酸的碳酸氢钠法甲酸的碳酸氢钠法是一种传统的制备方法。
制备甲酸的步骤如下:首先将碱金属的氢氧化物或碱金属碳酸盐与甲醛反应,得到甲酸和水。
而碳酸氢钠(NaHCO3)所含的碱金属离子可以使得水中的甲酸达到酸碱中和,不会让反应停在甲醛和甲酸之间。
化学方程式为:2 CH3OH + 2 NaHCO3 → 2 HCOONa + 2 H2O + CO22. 甲酸的甲醛加氢法甲酸的甲醛加氢法是一种高效的制备方法。
制备甲酸的步骤如下:其次是将甲醛和水在加氢催化剂(如铑或铂)的催化下进行加氢反应,得到甲酸。
化学方程式为:CH2O + H2 → HCOOH3. 甲酸的CO2加氢法甲酸的CO2加氢法可以利用CO2回收利用,是一种环保的甲酸制备方法。
制备甲酸的步骤如下:第三种甲酸的制备方法是将CO2和一定量的氢气,在添加金属催化剂(如铝、铑)的催化下进行加氢反应,生成甲酸。
化学方程式为:CO2 + 2H2 → HCOOH在上述三种方法中,碳酸氢钠法需要较高的温度和压力,反应速度较慢;甲醛加氢法需要贵重的催化剂,成本较高;而CO2加氢法虽然需要氢气和催化剂,但可以利用CO2回收,资源利用效率高,成本也较低。
因此,CO2加氢法是未来甲酸制备的主要方向。
总之,甲酸的制备方法有多种,选择不同的制备方法取决于具体的应用和成本考虑。
随着社会的发展,环保和经济效益将成为制备方法选择的重要因素。
未来,CO2加氢法将逐渐成为主流的甲酸制备方法。
甲酸的催化氧化反应
甲酸的催化氧化反应甲酸(HCOOH),也称为蚁酸,是一种常见的有机化合物,具有强烈的刺激性气味。
甲酸具有广泛的应用,可以用作蚁酸蚀刻材料、染料、医药和农药的原料等。
而甲酸的催化氧化反应也是甲酸在工业上的一个重要应用。
甲酸的催化氧化反应是指将甲酸氧化成二氧化碳和水的化学反应。
这个反应是通过引入催化剂来加速反应速率的。
催化剂可以是金属催化剂、酸性催化剂或酶类催化剂等。
其中一种常用的催化剂是铑催化剂。
铑催化剂通常以二茂铑酸盐的形式存在,它可以与甲酸反应生成具有催化活性的中间体。
这种铑催化剂具有高效的催化活性和选择性,可以在相对温和的条件下实现甲酸的氧化反应。
甲酸的催化氧化反应通常在氧气存在下进行。
在反应过程中,铑催化剂通过与甲酸分子发生氧化还原反应,将甲酸氧化为二氧化碳和水。
这个反应的化学方程式可以表示为:2 HCOOH + O2 → 2 CO2 + 2 H2O这个反应是一个放热反应,释放出大量的能量。
因此,在实际应用中,需要控制反应的温度和压力,以确保反应的安全性和高效性。
甲酸的催化氧化反应在工业上有着广泛的应用。
首先,这个反应是甲酸生产二氧化碳的重要途径之一。
二氧化碳被广泛用于饮料工业、化工工业和植物温室等领域。
其次,甲酸的催化氧化反应也可以用于废水处理和空气净化中,将有机废水和废气中的甲酸氧化为无害的产物。
此外,甲酸的催化氧化反应还可以用于电池和燃料电池等能源领域的研究和应用。
甲酸的催化氧化反应是甲酸在工业上的一个重要应用。
通过引入适当的催化剂,可以加速甲酸的氧化反应,将甲酸转化为二氧化碳和水。
这个反应在二氧化碳生产、废水处理和能源领域等方面具有广泛的应用前景。
通过进一步研究和优化,相信这个反应将在未来发挥更加重要的作用,为人类社会的可持续发展做出贡献。
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Kemira-Leonard工艺由美国Leonard公司开发,1981年在芬兰Kemira公司投资建设2万t/a装置,并于次年投产,实现工业化。其特点是采用了独特的添加了助剂的醇盐催化剂,使反应压力降低1/2,水解时采用预混合和闪蒸技术,大量甲酸甲酯在闪蒸器内被蒸出,甲酸分离塔在低回流比、低反应温度、短接触时间下操作,甲酸再酯化率小于0.1%。随后Kemira公司进行了改进,分别在韩国、印度和印尼等国得到推广应用。[6]
这四种水解工艺各有所长,以Kemira-Leonard工艺投资最省,工艺过程最为经济合理。
由于现行的甲酸甲酯水解法在生产工艺过程中需要大量的工艺水,用于产品分离的生产费用较高,为此,生产商又在开发更加有效的甲酸分离技术。例如,Kemira公司提出了采用具有催化水解和吸附作用的固体离子交换物质,在甲酸甲酯水解的同时,将甲醇与甲酸分离;BASF公司提出在温和的条件下将甲酸甲酯水解,将甲酸和甲酸甲酯分出后,采用如甲酸苄酯来抽提分离甲酸和甲酸甲酯,并将抽提出的废水进行循环再利用等。
Key words: formic acid,methylformate,synthesis process, progress
引言
甲酸,又称作蚁酸,结构简式HCOOH,相对分子质量46.03,无色透明液体,有刺激性气味。甲酸能与水、乙醇、乙醚和甘油等任意混溶。相对密度(d204)1.220,熔点8.4℃,沸点100.8℃,折光率(n20D)1.3714,闪点(开杯)59℃。其蒸气与空气形成爆炸性混合物,遇明火、高热能引起燃烧爆炸。可与强氧化剂发生反应,具有较强的腐蚀性。
2.甲酰胺法
该方法由德国BASF公司开发。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到甲酸,同时副产硫酸铵。
反应式如下:
甲酰胺工艺包括甲酸甲酯合成、甲酸甲酯酰胺化和甲酰胺酸解等工序。其流程长,又消耗氨、硫酸并副产硫铵,经济效益差,80年代初逐渐被淘汰。[2]
3.丁烷(或轻油)液相氧化法
我国在甲酸技术研发方面也开展了一些工作,并取得了丰硕成果。
6.1.合成氨铜洗弛放气综合利用制甲酸
此技术由广西河池化工股份有限公司首发。利用合成氨铜洗弛放气为原料,以热钾碱脱除铜洗再生弛放气的二氧化碳后与烧碱合成甲酸钠,经干燥、酸化、蒸馏、净化、冷凝得甲酸产品与副产硫酸钠。生产工艺技术成熟可靠,设备选型合理,有一定创新,产品质量达到国家标准。产品纯度高,杂质少。不足之处,该技术使用强碱对设备要求高,该项目为氮肥厂的三废综合利用提供了经验。
结语
目前对甲酸的研究主要集中在对于合成气的研究上通过合成气制得甲酸甲酯,水解得甲酸。与现在经济效益最好的甲醇羰基化法相比,生产成本又有较大的降低,可望降低30% ~ 50%,且在能量利用上更合理,正日益受到催化界及碳一化学工作者的极大关注。目前研究的关键是如何提高甲酸甲酯的产率和甲酸甲酯的选择性,同时对其反应机理和铜系催化剂作更深入的研究。
4.3.BASF(巴斯夫)工艺
BASF工艺的羰基化工序的操作条件与Kemira-Leonard工艺类似,其主要特点是甲酸甲酯水解时采用特殊溶剂作为萃取剂,甲酸甲酯转化率高,甲酸分离塔常压操作,甲酸塔为减压塔,可减少蒸汽用量30%,但工艺操作较困难。该工艺于1981年在德国Ludwigshafen的1万t/a装置上实现工业化。[8]
5.甲酸制备新工艺介绍
在新技术路线开发方面,其主要研发路线有:甲酸前体——甲酸甲酯制备技术、甲醛一步法直接氧化催化生成甲酸、CO2直接加氢制取甲酸、合成气直接制甲酸。其中,甲醇羰基化制甲酸甲酯工艺和甲醇催化脱氢制甲酸甲酯工艺近年来国内外研究较多,并有很多已经工业化。
5.1.甲酸前体——甲酸甲酯制备技术
水解液经蒸馏在塔项分出甲醇和甲酸甲酯,再进一步蒸馏分享,甲酸甲酯返回水解反应器,甲醇则送回酯化反应器,水解反应器釜液为含水的约85%甲酸,送到精馏塔进一步精制。
依工艺的不同特点,该法又可分为Kemira-Leonard工艺、Bethlechem Stell工艺、BASF工艺和USSR工艺。[5]
4.1.Kemira-Leonard工艺
反应式:
这项技术从90年代中期开始,采用钌系催化剂,在20.5MPa、50℃和三乙胺存在下合成甲酸。从环保角度来看,这一路线具有一定开发意义,但离工业化还有较长的距离,目前进展不大,仍然处于基础探索阶段。
5.4.合成气直接加氢技术[11]
反应式:
同样,甲酸甲酯经水解精馏后制得甲酸,并得副产甲醇。这是一个原子经济型反应,理论上没有资。国内主要用铜基催化剂生产甲酸甲酯。厦门大学[12]采用Cu-ZSM-5及CuY负载的KOCH3(液膜)催化剂提出的串联催化一体化合成甲醇体系可联产甲酸甲酯,而且表明甲酸甲酯的含量可以调节。中科院采用所用的铜系复合催化剂的活性和选择性均达到国际领先水平。
传统产方法主要有:甲酸钠法、甲酰胺法、丁烷(或轻油)液相氧化法和甲酸甲酯水解法四种。
1.甲酸钠法
一氧化碳和氢氧化钠溶液在160~200℃、2MPa压力下反应生成甲酸钠,然后经硫酸酸解得到甲酸和硫酸钠,蒸馏即得成品。
反应式如下:
甲酸钠法是最早使用的生产方法,消耗大量的氢氧化钠和硫酸,副产物硫酸钠约为甲酸的1.25倍,且难以处理。此法能耗高,污染严重。不少工业化国家已淘汰该法,但我国大多数甲酸生产企业仍采用此法。[1]
6.3.甲醇羰基化改进工艺制取甲酸
以一氧化碳和甲醇为原料,在催化剂、一定温度和压力下,反应生成甲酸甲酯。甲酸甲酯再水解制得甲醇和甲酸。肥城阿斯德化工有限公司在引进了美国的技术后进行了技术革新。改进后的工艺一氧化碳转化率为99%,甲醇转化率为98%,工艺技术达国际先进水平。产品质量稳定,生产成本为甲酸钠法工艺成本的40%,可生产高浓度甲酸,且无“三废”产生。
6.国内生产现状及技术研究
我国从1989年开始采用甲酸钠法生产甲酸,截止到2008年4月份统计,共有生产厂家60余家,总装置能力约35万t/a,其中山东肥城阿斯德化工公司(6万t/a)、南京扬巴合资装置(5万t/a)、济南化工厂(2万t/a)和新安江化工厂(1万t/a)采用甲酸甲酯水解工艺,其余皆为甲酸钠法工艺,生产水平较低,物耗能耗较高。我国历年甲酸的消耗量逐年上升。2011年甲酸消耗量为25万t。
此领域有甲醇催化脱氢法、甲醇氧化脱氢法、CO2与甲醇加氢缩合法、合成气直接合成法等,首先制得甲酸甲酯,然后水解。
5.1.1.甲醇催化脱氢法[10]
反应式:
副反应:
5.1.2.甲醇氧化脱氢
反应式:
5.1.3.CO2与甲醇加氢缩合法
反应式:
甲酸甲酯经水解得到甲酸。该法可达到的质量标准为:无色透明,甲酸甲酯含量≥95%。基本无污染,但产生脱氢尾气。约800~1000m2。
甲酸的合成研究进展
摘要:本文在参考大量文献的基础上,介绍甲酸的一些主要合成工艺,并作简要工艺评述,尤其是当今热门的碳一化学新工艺;介绍了一些我国在相关方面的研究,例如:废气综合利用制甲酸;对其未来研究前景进行预测。
关键词:甲酸、甲酸甲酯、合成工艺、进展
Progress in the Synthesis of Formic Acid
6.2.黄磷尾气净化制取甲酸
由化工部西南化工研究设计院、昆明理工大学等单位共同开发的"净化黄磷尾气制甲酸技术",将黄磷尾气回收净化,经羰基合成或变换成合成气,再制得质量高、成本低的甲酸产品,是黄磷工业废气处理和甲酸生产的一项重大技术创新。云南具有丰富的CO资源,其中废气资源占绝大部分,该项目利用富含CO的业废气,经预处理及变压吸附提纯制取浓度为98%以上的CO气体,再经高压液相催化合成甲酸甲酯,甲酯甲酯再水解制得甲酸。该工艺为绿色工艺,无污染排放,从甲酸甲酯还可得到多种碳一化工产品。CO利用率大于85%。该项目也可推广到转炉烟气、电弧炉烟气、电石烟气的回收利用。目前也有一些正建或拟建装置,例如:贵州省开阳县双流乡镇企业开发公司2万t/a已经投产,山东鲁西化工股份有限公司工业园区2万t/a招商引资等。
5.2.甲醛一步法直接氧化技术
此技术由BIC公司开发。
反应式:
这项技术采用V-Ti-O催化剂,温度范围约为100~140℃,甲酸初始选择性可达到约96%~98%,催化剂产出率达到70g甲酸/L·h。目前该法已进行了实验室实验和中试。由于甲醛毒性较大,易挥发、易燃、易爆,因此不适合工业化推广。
5.3.CO2直接加氢技术
4.甲酸甲酯水解法
目前,国外甲酸生产主要采用甲酸甲酯水解工艺,约占甲酸总产能的80%以上。其主要工艺过程是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[4],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。
反应式:
当用强碱性阴离子交换树脂为催化剂时,合成甲酸甲酯的反应约为47℃和9MPa条件下进行;当以醇钠,高级醇和胆碱为催化剂时,反应在80℃和4.0MPa下进行。生成的甲酸甲酯经蒸馏分出,含催化剂的母液返回反应器。甲酸甲酯在90~140℃和0.5~1.8MPa下水解。
SR工艺
该工艺于1989年在乌克兰Saratov的一套4万t/a装置上实现工业化。工艺特点是采用双段反应连续水解,使用强酸性的离子交换树脂作为酸性催化剂,缺点是工艺操作比较困难,投资较高。反应温度55~62℃,水:甲酸甲酯=14:1(mol),甲酸甲酯转化率87%,甲酸产品纯度86.5%。[9]
Xu Xiaopeng
Applied Chemistry,Class09-1, Number 17