專利名稱：硝酸和二氧化氮同時氧化淀粉制造草酸的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及硝酸氧化淀粉制造草酸的工藝領(lǐng)域，特別是涉及利用硝酸氧化淀粉反應(yīng)中釋放的二氧化氮和硝酸同時氧化淀粉制造草酸的工藝。
到現(xiàn)在為止，硝酸氧化淀粉制造草酸的工藝，在反應(yīng)過程中釋放中的二氧化氮氣體，沒有得到充分的利用，有些工廠采用水吸收二氧化氮，產(chǎn)生了稀硝酸，有些工廠采用堿吸收產(chǎn)生了硝酸鹽。但是不管使用那一種吸收的方法，吸收效率很低，大量的氮氧化物放空，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染，而且還存在著硝酸消耗量大的問題。按理論計算，每生產(chǎn)一噸草酸，只要消耗680公斤的濃硝酸，而現(xiàn)在許多廠家，每生產(chǎn)一噸草酸要消耗1.1至1.3噸的濃硝酸。
本發(fā)明的目的有二方面。一方面是充分利用反應(yīng)過程中產(chǎn)生的二氧化氮補充硝酸作氧化劑，降低硝酸的消耗;另一方面，由于二氧化氮的回收、循環(huán)使用，完全解決了硝酸氧化淀粉制造草酸過程由于二氧化氮的排空造成的大氣污染。
為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明的方法大致敘述如下本發(fā)明是利用硝酸氧化淀粉反應(yīng)中產(chǎn)生的二氧化氮氣體通過冷凝，以液體狀態(tài)，返回反應(yīng)器中，做為氧化劑與淀粉發(fā)生氧化反應(yīng)生產(chǎn)草酸，補充了部份硝酸的消耗，其反應(yīng)式由(A)式表示
(A)式中C6H12O4是淀粉，(COOH)2是草酸，反應(yīng)產(chǎn)生的一氧化氮與空氣作用繼續(xù)產(chǎn)生二氧化氮，通入反應(yīng)器與淀粉起氧化反應(yīng)。反應(yīng)器的溫度維持在38至42℃，使用的催化劑是五氧化二釩-硫酸亞鐵-硫酸錳的三元混合體，催化劑的使用量是淀粉糖總量的4.5%，催化劑中的五氧化二釩與硫酸亞鐵與硫酸錳的比例是0.1∶2.4∶2.0。整個反應(yīng)時間3.5至4小時。
下面根據(jù)附圖進一步說明本發(fā)明。


圖1是本發(fā)明的工藝流程圖參照圖1，一種由反應(yīng)器(1)，吸收塔(2)，空氣調(diào)節(jié)閥(3)，引風(fēng)機(4)，緩沖罐(5)，冷凝器(6)組成的硝酸二氧化氮同時氧化淀粉制造草酸的工藝流程圖。
由反應(yīng)器(1)產(chǎn)生的氣體二氧化氮經(jīng)過吸收塔(2)，一部份二氧化氮被水吸收為稀硝酸，大部份沒有被水吸收的氣體二氧化氮，通過緩沖罐(5)，冷凝器(6)，冷卻為液體的二氧化氮通到反應(yīng)器和淀粉起氧化反應(yīng)?？諝庹{(diào)節(jié)閥(3)的作用，是調(diào)節(jié)空氣與反應(yīng)中產(chǎn)生的一氧化氮氧化成為二氧化氮。
通過上面介紹的利用硝酸氧化淀粉制造草酸排出氣體二氧化氮的循環(huán)與沉淀反應(yīng)的工藝，減少了硝酸的消耗量，每生產(chǎn)1噸草酸，只需消耗0.48噸的硝酸，由于氮氧物循環(huán)使用，沒有往大氣放空，減少了環(huán)境的嚴(yán)重污染。通過本發(fā)明工藝，每生產(chǎn)1噸草酸消耗0.48噸濃硝酸比不補充二氧化氮的工藝每生產(chǎn)一噸草酸消耗1.1至1.3噸的硝酸的硝酸消耗量降低了60至80%比理論用量680公斤的硝酸用量減少了27%，達到了本發(fā)明減少硝酸消耗量和消除氮氧化物排放于大氣造成的環(huán)境污染的目的。
實施例例一含有水350克，414克濃硫酸的反應(yīng)器中，加入五氧化二釩、硫酸亞鐵和硫酸錳的混合催化劑4.5克在攪拌下，加入100克淀粉糖液(40波美度含葡萄80%以上)開始升溫，慢慢地分批加入濃硝酸，濃硝酸的總量為100克，反應(yīng)溫度維持在38至42℃，反應(yīng)器中產(chǎn)生的二氧化氮，用吸收塔的水(2)吸收后，沒有被吸收的二氧化氮和一氧化氮按本發(fā)明的流程收集并冷凝至為液態(tài)的二氧化氮，收集時，通過空氣調(diào)節(jié)閥(3)通入適量的空氣，這樣，一邊加濃硝酸，一邊通收集的二氧化氮于反應(yīng)器內(nèi)，經(jīng)4-4.5小時后反應(yīng)終止，冷卻結(jié)晶，得草酸粗品105克，經(jīng)精致后得98克的草酸，吸收塔內(nèi)的吸收液，經(jīng)分析含有硝酸53克，因此實際消耗硝酸100-53＝47克。
產(chǎn)品耗用量＝98∶47＝1∶0.47。從這個實施例可以說明，生產(chǎn)一噸的草酸，只消耗0.47噸硝酸。
例二含有水350克和414克的濃硫酸的反應(yīng)器中，加入五氧化二釩、硫酸亞鐵和硫酸錳的混合催化劑4.5克，在攪拌下加入100克的淀粉糖液，反應(yīng)器的溫度升至60至70℃之間，開始逐漸地分批加入濃硝酸，濃硝酸加入的總量為100克，產(chǎn)生的二氧化氮，用吸收塔的水吸收后，沒有被吸收的氮氧化物按本發(fā)明的流程收集并冷凝為液態(tài)的二氧化氮，收集時，通過空氣調(diào)節(jié)閥(3)通入適量的空氣。當(dāng)硝酸加到40%時，反應(yīng)器的溫度從60至70℃改變?yōu)?8至42℃開始通入按本發(fā)明的流程循環(huán)通入二氧化氮，經(jīng)3.5至4小時，反應(yīng)完成，經(jīng)冷卻結(jié)晶得草酸98克，草酸的純度經(jīng)分析99.25，吸收液的硝酸經(jīng)分析為53克，因此，實際消耗硝酸為100-53＝47克。
產(chǎn)品∶耗用量＝1∶0.47，從這個實施例可以看出，生產(chǎn)一噸的草酸只消耗0.47噸濃硝酸。
例三在含有水350克和414克的濃硫酸的反應(yīng)器中，加入五氧化二釩，硫酸亞鐵和硫酸錳的混合催化劑4.5克，在攪拌下加入100克淀粉糖液，反應(yīng)器的溫度升至60℃，開始逐漸地分批加入濃硝酸，濃硝酸的加入總量為100克，產(chǎn)生的二氧化氮，用吸收塔的水吸收后，沒有被吸收的氮氧化物，按本發(fā)明的流程收集，并冷凝為液態(tài)的二氧化氮，收集時，通過空氣調(diào)節(jié)閥通入適量的空氣，當(dāng)硝酸加到總量的40%時不改變反應(yīng)器的溫度，仍維持在60至70℃之間，開始通入按本發(fā)明的流程循環(huán)通入二氧化氮，經(jīng)3至3.5小時，反應(yīng)完成，冷卻結(jié)晶，得草酸49克，吸收塔的吸收液經(jīng)分析內(nèi)含硝酸44克，耗用硝酸＝100-44＝56克。
產(chǎn)品∶耗酸量＝49∶56＝1∶XX＝1.14從這個實施例可以看出，例3與例4的差別在于通二氧化氮的溫度不同，生產(chǎn)一噸草酸，消耗了1.14噸的硝酸。草酸的純度為99.15。
例四含有水350克和414克的濃硫酸的反應(yīng)器中，加入五氧化二釩、硫酸亞鐵和硫酸錳的混合催化劑4.5克，在攪拌下加入100克的淀粉糖液，反應(yīng)器的溫度改為28至30℃，硫酸加入量為100克，其它操作程序和二氧化氮的循環(huán)與例一、例二、例三相同，經(jīng)7個小時的反應(yīng)，冷卻得草酸92克，分析吸收液含硝酸44克，耗用硝酸＝100-44＝56克。
產(chǎn)品∶耗酸量＝92∶56＝1∶XX＝0.60，從這個實施例可以說明生產(chǎn)一噸草酸，消耗0.60噸的硝酸，草酸的純度為99.20。
例五在含有水306克，濃硝酸458克的反應(yīng)器中，加入五氧化二釩、硫酸亞鐵和硫酸錳的混合催化劑，在攪拌下加入100克的淀粉糖液，加入濃硝酸的總量為100克，反應(yīng)器的溫度為60至70℃，當(dāng)硝酸加到40%時，反應(yīng)器的溫度改為38至42℃之間，開始按本發(fā)明的流程循環(huán)通入二氧化氮，經(jīng)3至3.5小時反應(yīng)，冷卻得草酸86克。
權(quán)利要求
1.硝酸氧化淀粉制造草酸的工藝，其特征在于使用二氧化氮來氧化淀粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硝酸氧化淀粉制造草酸的工藝，其特征在于所述的二氧化氮是利用硝酸氧化淀粉過程中所釋放出的二氧化氮氣體收集冷凝的為液體二氧化氮。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硝酸氧化淀粉制造草酸的工藝，其特征在于使用的催化劑是五氧化二釩-硫酸亞鐵-硫酸錳的三元混合體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硝酸氧化淀粉制造草酸的工藝，其特征在于使用五氧化二釩-硫酸亞鐵-硫酸錳催化劑的量占淀粉糖總量的4.5%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硝酸氧化淀粉制造草酸的工藝其特征在于使用五氧化二釩-硫酸亞鐵-硫酸錳催化劑的比例為五氧化二釩∶硫酸亞鐵∶硫酸錳＝0.1∶2.4∶2.0。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硝酸氧化淀粉制造草酸的工藝其特征在于反應(yīng)器的溫度維持在38至42℃。
全文摘要
本發(fā)明介紹了一種硝酸、二氧化氮同時氧化淀粉制造草酸的方法，二氧化氮是利用硝酸氧化淀粉過程中釋放的氣體二氧化氮經(jīng)冷凝通入反應(yīng)器，催化劑使用V
文檔編號C07C55/06GK1047854SQ8910530
公開日1990年12月19日 申請日期1989年6月7日 優(yōu)先權(quán)日1989年6月7日
發(fā)明者蔣現(xiàn)明 申請人:蔣現(xiàn)明