草酸二甲酯水解生产草酸新工艺

《草酸二甲酯水解生产草酸新工艺》是在“CO与亚硝酸酯催化偶联合成草酸二甲酯，草酸二甲酯催化加氢生产乙二醇新工艺”研究成功后，成功开发的生产草酸新工艺。该工艺解决了氧化法草酸和甲酸钠合成法草酸生产中的一系列问题，相比之下，该工艺最节能、最环保、最经济。

最先报道研究成功的是上市公司丹化科技旗下子公司内蒙古通辽金煤化工有限公司，网上查到的报道标题是：丹化科技：10万吨草酸工艺流程全打通具体内容：“年产10万吨草酸装置已经建成，经过联动试车，于2010年5月3日试产出合格产品，至此，草酸生产工艺流程全部打通，草酸产品国内销售渠道也已建成。通辽金煤将重点做好设备的余留消缺和投产前各项准备。（张楠）”

我注意到，报道没有提到达到设计要求。也没有后续报道。

与此同时，上海xx集团旗下xxxx有限公司(甲方)和上海xxxx设计院(甲方)也在紧锣密鼓地开发此项目。2010年3、4月，甲方将《10kt/a草酸二甲酯生产草酸工艺包技术》（以下简称《工艺包》）委托给了xxxx大学的xxx(乙方)。

乙方将《工艺包》中下列工作委托给了我：

技术软件包中的《第四章工艺计算说明书》和《第五章设备计算说明书》（《工艺包》21页～55页，共82页）

《物料流程图》(草图)

上海xxxx设计院要求填写的《工质工况表》和《设备条件表》的大部分。

我认为，在我参与此项目接触过的甲乙双方的技术人员中，只有我真正熟悉草酸生产。

尽管我参与了《工艺包》的设计计算工作，但是对乙方提出的工艺流程方案自始至终认为存在着严重问题，分析如下：

乙方提供的工艺路线是，在水解反应罐中完成水解反应后，在水解罐中蒸出水解反应生成的甲醇，没有蒸出的草酸水溶液进入结晶罐结晶。

水解反应完成后，要从水解罐内蒸出甲醇-水的液体混合物。大家都称此过程为“蒸发”，对草酸而言，过程是“蒸发”，但是，对甲醇-水的液体混合物而言，这个过程是“简单蒸馏”。蒸出的是浓度较高的甲醇-水的液体混合物，没蒸出的是草酸-甲醇-水三组分物系，而不是草酸水溶液，溶剂是较低浓度的甲醇-水的液体混合物，而不是纯水。

粗算一下（因为没有减压条件下的草酸-甲醇-水三组分物系中甲醇-水的相平衡数据，所以只能是估算），蒸甲醇-水的液体混合物前溶剂中甲醇的浓度约为17%，摩尔分数是0.10左右。蒸出的液体浓度是从第一个气泡到最后一个气泡的混合液。蒸出的量越多，浓度越低。蒸出的量少（但也不会达到53%），母液的量就大，随母液带回到水解罐的甲醇的量就多，等于提高了“简单蒸馏”的起始浓度，蒸出的液体中甲醇的浓度提高，没蒸出的液体中甲醇的浓度也提高。

由于大量甲醇随母液循环，而且不断积累，可以肯定的是，该工艺不能稳定操作，连一个合理的操作规程都那不出来，且会给后面的操作带来一系列问题。如：

1.进入结晶罐、离心机的草酸-甲醇-水的三元物料中甲醇的浓度极高，有恶化操作环境的潜在问题，也有空气中甲醇含量超过爆炸下限(空气中甲醇的体积分数0.06)的潜在安全问题。

2.在离心机中要用大量水洗涤草酸中含的甲醇，洗涤水用多少？可以肯定的是50kg/h的洗涤水的用量远远不够。如果洗不净或洗不净，将甲醇带入干燥器，干燥器后排放的湿空气中含有甲醇蒸气，有污染环境的潜在问题。

……。

在乙方不能理解问题的严重性，甲方一旦启动项目建设，面临造成重大经济损失的情况下，我将工艺中存在的问题直接向甲方提出。

工艺中出现问题的原因是将落后的氧化草酸生产工艺流程几乎不变地硬套在了草酸二甲酯

水解成产草酸工艺上。在此基础上进行改造是解决不了一系列的问题的。必须采用新工艺流程，既不同于氧化草酸生产工艺流程，也不同于合成甲酸钠草酸生产工艺的新工艺流程，而是适应草酸二甲酯水解成产草酸特点的新工艺流程。

我参与草酸工作的经历简介

上世纪70年代在河北化工学院化工实验厂草酸车间工作。当时正逢新开发的《利用黄磷尾气生产草酸》新工艺代替糖蜜氧化法草酸旧工艺之际。

大学期间所学专业是化工工艺。

上世纪80年代在河北化工学院开发了利用合成氨铜洗再生气生产草酸新工艺【主要负责人高文林（科研处处长）、吴传炎，赵松岭。项目获河北省科技进步二等奖）】。我参加了此项目的推广工作。主要负责内蒙古察右前旗化肥厂(厂方负责人副厂长任凯)、江苏金坛化肥厂(厂方负责人王总工程师和草酸分厂副厂长韩敏华)等几个厂的设计、安装指导和试生产等工作。此后，得到浙江海宁化肥厂厂长吕仁文先生的启发，研究过钙化草酸工艺）。发表过解决连续脱氢工艺的论文。