硫酸鈣循環(huán)法生產(chǎn)草酸的工藝

說明書硫酸鈣循環(huán)法生產(chǎn)草酸的工藝本發(fā)明硫酸鈣循環(huán)法生產(chǎn)草酸的工藝屬于化學(xué)化工領(lǐng)域，涉及羧酸鹽及羧酸制備，具體來說是一種草酸的生產(chǎn)工藝。目前，國內(nèi)生產(chǎn)草酸的工藝主要是草酸鈉鉛化、酸化法。方法是先將由CO和NaOH合成的甲酸鈉脫氫后生成的草酸鈉與硫酸鉛反應(yīng)生成草酸鉛沉淀和硫酸鈉水溶液，然后再將草酸鉛沉淀與硫酸鈉水溶液分離，并用水洗滌后用硫酸酸化生成草酸和硫酸鉛沉淀，硫酸鉛沉淀返回上一步循環(huán)使用，母液經(jīng)濃縮、結(jié)晶得到固體草酸產(chǎn)品。這種方法的主要優(yōu)點是鉛化和酸化轉(zhuǎn)化率高，總的產(chǎn)品收率高。但由于鉛的毒性大，工藝中不可避免的要排出大量的含鉛廢水如洗水，給環(huán)境造成一定的污染和破壞，對工人的健康也有極大的影響。為了避免含鉛廢水的污染，改善生產(chǎn)環(huán)境，國內(nèi)外專家均在研究新的草酸生產(chǎn)工藝，最具代表性的是用石灰水代替硫酸鉛的鈣化法。它是將草酸鈉與氧化鈣在水溶液中反應(yīng)，生成草酸鈣的沉淀和NaOH水溶液，經(jīng)液固分離后NaOH水溶液返回合成工段與CO合成甲酸鈉，將固體草酸鈣反復(fù)多次水洗后，再用硫酸進行酸化生成硫酸鈣沉淀和草酸水溶液，將草酸水溶液濃縮后結(jié)晶得到固體草酸產(chǎn)品。這種方法的優(yōu)點是避免了含鉛廢水的污染，而且由于鈣化過程中產(chǎn)生NaOH,可以返回合成工段與CO合成甲酸鈉，大大降低了合成成本。但這種方法的缺點有二，一是酸化后形成的硫酸鈣固體難以分離，草酸鈣轉(zhuǎn)化率偏低，流失嚴(yán)重，造成總的收率較低，成本較高；二是由于硫酸鈣的溶度積常數(shù)遠遠大于草酸鈣的溶度積常數(shù)，因而酸化過程要求硫酸過量，造成母液中硫酸濃度較高，導(dǎo)致后續(xù)如濃縮、結(jié)晶等工序設(shè)備腐蝕嚴(yán)重。由于這種方法存在收率低、成本高、設(shè)備腐蝕嚴(yán)重及操作難度大等原因，至今國內(nèi)尚未實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化。本發(fā)明的目的在于改進傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝，提高收率、降低成本，并克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，從而提供一種硫酸鈣循環(huán)法生產(chǎn)草酸的工藝。本發(fā)明的目的可以通過以下措施來實現(xiàn)：本發(fā)明硫酸鈣循環(huán)法生產(chǎn)草酸的工藝是以草酸鈉為原料，制備草酸的新工藝。這個反應(yīng)的化學(xué)式如下：NaCO+CaSOTCaCOl+NaSO22442424CaCO+HSOTHCO+CaSOl24242244反應(yīng)在30-95r下進行。由于該反應(yīng)形成的硫酸鈣沉淀返回上一步繼續(xù)參與鈣化反應(yīng)，循環(huán)利用不排放，可免去復(fù)雜的水洗工藝，草酸鈣的綜合轉(zhuǎn)化率較高，因而總的收率較高，成本較低，而且無需使用過量的硫酸酸化，大大減輕了設(shè)備腐蝕，便于進行工業(yè)化生產(chǎn)。硫酸鈣循環(huán)法生產(chǎn)草酸的工藝，（1）、在草酸鈉水溶液中加入過量硫酸鈣，使其與草酸鈉反應(yīng)后生成草酸鈣沉淀和硫酸鈉水溶液，此時硫酸鈣過量200-1000%；（2）、將上述混合物經(jīng)液固分離，硫酸鈉水溶液經(jīng)濃縮后得硫酸鈉工業(yè)品；（3）、將上述分離后得到的草酸鈣和硫酸鈣固體混合物經(jīng)水洗后，投入酸解釜中，加水充分?jǐn)嚢?，形成懸浮液；?）、向上述含有草酸鈣和硫酸鈣的懸浮溶液中加入當(dāng)量的濃硫酸，生成草酸水溶液和硫酸鈣沉淀；（5）、將上述混合物液固分離，液相經(jīng)蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶、干燥得出成品草酸晶體，硫酸鈣固體中仍然含有少量草酸，但無需水洗，直接返回上述步驟（1）中循環(huán)使用；本發(fā)明的優(yōu)點：1、實現(xiàn)了生產(chǎn)過程無鉛化，改善了生產(chǎn)條件和勞動環(huán)境，減輕了環(huán)境污染；2、由于不用過量的硫酸酸化，減輕了設(shè)備腐蝕程度，延長了設(shè)備使用年限；3、由于硫酸鈣循環(huán)使用，免去了硫酸鈣復(fù)雜的水洗工序，簡化了生產(chǎn)工藝，降低了生產(chǎn)成本；下面通過實施例進一步詳述：年產(chǎn)10000噸草酸生產(chǎn)裝置，將一氧化碳氣體加壓后送入合成反應(yīng)器中，在合成反應(yīng)器中一氧化碳和氫氧化鈉充分反應(yīng)后生成甲酸鈉，將反應(yīng)后生成的甲酸鈉送入脫氫反應(yīng)器中，在310?450°C之間進行脫氫反應(yīng)，甲酸鈉脫除氫氣后生成草酸鈉；將草酸鈉加水溶解變成草酸鈉水溶液后再送入鈣化反應(yīng)器中與過量500%的硫酸鈣反應(yīng)，反應(yīng)后生成草酸鈣和硫酸鈣的沉淀物，以及硫酸鈉水溶液；經(jīng)過液固分離后，硫酸鈉水溶液經(jīng)濃縮、結(jié)晶、干燥得出成品硫酸鈉；草酸鈣和硫酸鈣固體混合物經(jīng)水洗后，投入酸解釜中，加水充分?jǐn)嚢瑁纬蓱腋∫?；向上述含有草酸鈣和硫酸鈣的懸浮溶液中加入