甲酸、甲酸钠等产品简要

甲酸的简要

甲酸，又称作蚁酸。蚂蚁分泌物和蜜蜂的分泌液中含有蚁酸，当初人们蒸馏蚂蚁时制得蚁酸，故有此名。甲酸无色而有刺激气味，且有腐蚀性，人类皮肤接触后会起泡红肿。熔点8.4℃，沸点100.8℃。由于甲酸的结构特殊，它的一个氢原子和羧基直接相连。也可看做是一个羟基甲醛。因此甲酸同时具有酸和醛和性质。在化学工业中，甲酸被用于橡胶、医药、染料、皮革种类工业。

甲酸性质

甲酸与水和大多数的极性有机溶剂混溶，在烃中也有一定的溶解性。在烃中及气态下，甲酸以通过以氢键结合的二聚体形态出现。在气态下，氢键导致甲酸气体与理想气体状态方程之间存在较大的偏差。液态和固态的甲酸由连续不断的通过氢键结合的甲酸分子组成。甲酸甲酸具有与大多数其他羧酸相同的性质，尽管在通常情况下甲酸不会生成酰氯或者酸酐。直到不久以前，所有试图将甲酸转化成这些衍生物的尝试都以产物一氧化碳告终。甲酸酐可由甲酰氟和甲酸钠在零下78摄氏度反应得到。甲酰氯可由将氯化氢气体通过零下60度1-甲酰基咪唑的一氯甲烷溶液得到。甲酸脱水分解为一氧化碳和水。甲酸具有和醛类似的还原性。它能起银镜反应，把银氨络离子中的银离子还原成金属银，而自己被氧化成二氧化碳和水：HCOOH+2AgOH→2Ag+2H2O+CO2

甲酸是唯一能和烯烃进行加成反应的羧酸。甲酸在酸的作用下（如硫酸，氢氟酸），和烯烃迅速反应生成甲酸酯。但是类似于Koch反应的副反应也会发生，产物是更高级的羧酸。大多数的甲酸盐溶于水。

物化性质

主要成分：含量：一级≥90.0％; 二级≥85.0％。

外观与性状：无色透明发烟液体，有强烈刺激性酸味。

熔点(℃)：8.2

沸点(℃)：100.8

相对密度(水=1)：1.23

相对蒸气密度(空气=1)：1.59

饱和蒸气压(kPa)：5.33(24℃)

燃烧热(kJ/mol)：254.4

临界温度(℃)：306.8

临界压力(MPa)：8.63

辛醇/水分配系数的对数值：-0.54

闪点(℃)：68.9(O.C)

引燃温度(℃)：410

爆炸上限%(V/V)：57.0

爆炸下限%(V/V)：18.0

溶解性：与水混溶，不溶于烃类，可混溶于醇。

稳定性和反应活性：稳定。

禁配物：强氧化剂、强碱、活性金属粉末。

危险特性：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。与强氧化剂蚵发生反应。具有较强的腐蚀性。

溶解性：与水混溶，不溶于烃类，可混溶于醇。HCOOH又名蚁酸,是无色、发烟、易燃而有刺激气味的液体，具有很强的腐蚀性，甲酸能与水，乙醇、乙醚、甘油等混溶具有强腐蚀性和辛辣刺激性酸味的挥发性液体，甲酸最早由J.-L.盖-吕萨克用草酸分解制得。1855～1856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1896年在欧洲开始用于工业生产，至今小批量生产仍用此法。1980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20kt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。

甲酸生产方法

制备其他化学药品（尤其是乙酸）的过程中，大量的甲酸作为副产物被生产出来。然而这样的制备远远的不能满足目前对甲酸的需要，所以有些甲酸被直接生产。在强碱作用下，甲醇和一氧化碳反应生成甲酸甲酯：

CH3OH + CO →HCOOCH3

在工业生产中，此反应在液态和加压的状态下进行。典型的反应条件为8 0摄氏度和40个大气压。广泛使用的碱为甲醇钠。水解甲酸甲酯得到甲酸。

HCOOCH3 + H2O →HCOOH + CH3OH

水解甲酸甲酯需要大量的水来保证反应顺利进行。有些生产商使用一种间接的水解途径, 即先将甲酸甲酯和氨反应产生甲酰胺，然后用硫酸水解甲酰胺得到甲酸：

HCOOCH3 + NH3 →HCONH2 + CH3OH

2HCONH2 + 2H2O + H2SO4 →2HCOOH + (NH4)2SO 4

这种技术有其自身缺点，尤其是在对副产物硫酸铵的处理上。有些生产商最近发展了一类节能的方法，即将甲酸从直接水解的大量水溶液中提取出来。在其中一种方法（由巴斯夫所使用）中，甲酸在有机碱的作用下由湿法萃取得到。

在实验室制备中，甲酸可由在无水丙三醇中加热草酸，然后蒸汽蒸馏得到。另外一种制备方法（必须要在通风橱中进行）是在盐酸作用下的异乙腈的水解。

C2H5NC + 2H2O →C2H5NH2 + HCOOH

异腈的制备由乙胺和氯仿反应获得。（异腈过于令人不快的气味使此反应必须在通风橱中进行。）

工业生产方法

工业上甲酸生产主要有甲酸钠法、甲酰胺法、丁烷（或轻油）液相氧化法和甲酸甲酯水解法四种工艺路线

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，但我国绝大多数甲酸生产企业仍采用此法。德国BAS F公司开发的甲酰胺法工艺因生产成本太高，随后也遭淘汰。丁烷（或轻油）液相氧化工艺是一种生产醋酸同时联产甲酸的生产方法，每生产1t乙酸，副产0.05～0.25t甲酸，上世纪70年代曾是国外生产甲酸的主要方法，后来随着甲醇低压羰基合成醋酸技术的工业化，使该法已无发展前途，现在大部分丁烷（或轻油）液相氧化装置已相继停产。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。

甲酸甲酯水解法工艺过程为：(1)甲醇与CO羰基化合成甲酸甲酯；(2)甲酸甲酯水解生成甲酸和甲醇，甲醇循环使用。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。Kemira-Leonard工艺特点是采用了独特的添加了助剂的醇盐催化剂，使反应压力降低一半，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%。该工艺于1982年在芬兰Kemira的2万t/a装置上实现工业化，随后Kemira公司进行了改进，分别在韩国、