本發(fā)明涉及化工生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無水甲酸的制備方法。

背景技術(shù)：

甲酸，又稱作蟻酸，分子式為hcooh。甲酸無色而有刺激氣味，且有腐蝕性，人類皮膚接觸后會起泡紅腫。甲酸同時具有酸和醛的性質(zhì)。在化學(xué)工業(yè)中，甲酸被用于橡膠、醫(yī)藥、染料、皮革種類工業(yè)。

甲酸最早由j.-l.蓋-呂薩克用草酸分解制得。1855～1856年m.貝特洛用氫氧化鈉與一氧化碳直接制得甲酸鈉，t.戈德-施密特最先用水解的方法從甲酸鈉制得甲酸。此法于1896年在歐洲開始用于工業(yè)生產(chǎn)，至今小批量生產(chǎn)仍用此法。1980年美國科學(xué)設(shè)計公司、伯利恒鋼鐵公司和利奧納德公司開發(fā)成功甲醇羰基化生產(chǎn)甲酸的方法，并已有年產(chǎn)甲酸20kt的工廠投產(chǎn)。此外，甲酸也可由輕質(zhì)油氧化制醋酸的副產(chǎn)物中回收獲得。

傳統(tǒng)的甲酸制備方法中，甲酸甲酯不經(jīng)提純直接水解得到甲酸，水解速率較低，制備出的甲酸純度不高，浪費較多的水資源?，F(xiàn)提供一種工藝簡潔，水解速度快，甲酸純度高，無其他副產(chǎn)品，可直接制備無水甲酸的無水甲酸的制備方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種工藝簡潔、水解速度快、甲酸純度高、無其他副產(chǎn)品、可直接制備無水甲酸的無水甲酸的制備方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種無水甲酸的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：。

(1)將甲醇和一氧化碳運送入反應(yīng)釜中，在催化劑的作用下，控制溫度在65-80℃，壓力2.5-6.0mpa下進(jìn)行反應(yīng)，產(chǎn)生甲酸甲酯混合液；

(2)在氣液分離器的作用下，向所述甲酸甲酯混合液中添加碳酸鈉溶液，甲醇可溶于所述碳酸鈉溶液，甲酸甲酯不溶，將甲酸甲酯提純；

(3)將所述甲酸甲酯水解，水解溫度115-125℃，水和甲酸甲酯的重量比為2-3：1，水解時間為1-3h，壓力為水解反應(yīng)體系的飽和蒸汽壓，得到含有甲酸的混合溶液；

(4)將所述混合溶液輸送至精餾塔中精餾，得到甲酸；

(5)將硼酸置甩滬中高溫脫水至不再產(chǎn)生氣泡，所得熔融物倒在鐵片一上，置干燥器中冷卻，然后研磨成粉，將硼酸細(xì)粉加到所述甲酸中，放置72h，形成硬塊，分出清徹液體進(jìn)行減壓蒸餾，收集22-25℃/12-18mm餾份，為無水甲酸。

優(yōu)選的，步驟(1)所述的催化劑為甲醇鈉，所述甲醇鈉的添加量為所述甲醇重量的5％。

優(yōu)選的，步驟(1)的反應(yīng)時間為1-2h。

優(yōu)選的，所述水解溫度為120℃，水和所述甲酸甲酯的重量比為2：1，所述水解時間為1.5h。

優(yōu)選的，步驟(4)所述精餾的方法為，將所述混合溶液和鄰苯二甲酸酐混合全回流6h，然后進(jìn)行精餾。

優(yōu)選的，步驟(5)所述減壓蒸餾收集23℃/16mm餾份。

由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：

甲醇和一氧化碳在催化劑甲醇鈉的作用下，合成甲酸甲酯；

甲酸甲酯在碳酸鈉溶液下提純，甲醇溶于碳酸鈉溶液，提純后可將甲醇可通過蒸餾提純，重復(fù)利用；

甲酸甲酯經(jīng)過提純后，可保證水解過程中甲酸的量不斷增加，不會由于殘余的甲醇降低甲酸甲酯的水解速率；

無水甲酸的制備過程中采用硼酸，硼酸可以通過加熱達(dá)到重復(fù)利用的目的。

本發(fā)明提供的無水甲酸的制備方法，工藝簡潔、水解速度快、甲酸純度高、甲酸純度可達(dá)到99.5％，無其他副產(chǎn)品、可直接制備無水甲酸，無水甲酸的水含量≦0.02％。

具體實施方式

以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，因此只作為示例，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

以下實施例中，甲醇鈉的添加量為甲醇重量的5％。

實施例1

無水甲酸的制備方法：

(1)將甲醇和一氧化碳運送入反應(yīng)釜中，在甲醇鈉的作用下，控制溫度在65℃，壓力2.5mpa下進(jìn)行反應(yīng)1h，產(chǎn)生甲酸甲酯混合液；

(2)在氣液分離器的作用下，向甲酸甲酯混合液中添加碳酸鈉溶液，甲醇可溶于碳酸鈉溶液，甲酸甲酯不溶，將甲酸甲酯提純；

(3)將甲酸甲酯水解，水解溫度115℃，水和甲酸甲酯的重量比為2：1，水解時間為1h，壓力為水解反應(yīng)體系的飽和蒸汽壓，得到含有甲酸的混合溶液；

(4)將混合溶液和鄰苯二甲酸酐混合全回流6h，然后進(jìn)行精餾，得到甲酸；

(5)將硼酸置甩滬中高溫脫水至不再產(chǎn)生氣泡，所得熔融物倒在鐵片一上，置干燥器中冷卻，然后研磨成粉，將硼酸細(xì)粉加到甲酸中，放置72h，形成硬塊，分出清徹液體進(jìn)行減壓蒸餾，收集22℃/12mm餾份，為無水甲酸。

所得到的無水甲酸的純度經(jīng)檢測為99.5，無水甲酸的水含量為0.02％。

實施例2

無水甲酸的制備方法：

(1)將甲醇和一氧化碳運送入反應(yīng)釜中，在甲醇鈉的作用下，控制溫度在80℃，壓力6.0mpa下進(jìn)行反應(yīng)2h，產(chǎn)生甲酸甲酯混合液；

(2)在氣液分離器的作用下，向甲酸甲酯混合液中添加碳酸鈉溶液，甲醇可溶于碳酸鈉溶液，甲酸甲酯不溶，將甲酸甲酯提純；

(3)將甲酸甲酯水解，水解溫度125℃，水和甲酸甲酯的重量比為3：1，水解時間為3h，壓力為水解反應(yīng)體系的飽和蒸汽壓，得到含有甲酸的混合溶液；

(4)將混合溶液和鄰苯二甲酸酐混合全回流6h，然后進(jìn)行精餾，得到甲酸；

(5)將硼酸置甩滬中高溫脫水至不再產(chǎn)生氣泡，所得熔融物倒在鐵片一上，置干燥器中冷卻，然后研磨成粉，將硼酸細(xì)粉加到甲酸中，放置72h，形成硬塊，分出清徹液體進(jìn)行減壓蒸餾，收集25℃/18mm餾份，為無水甲酸。

所得到的無水甲酸的純度經(jīng)檢測為99.4，無水甲酸的水含量為0.01％。

實施例3

無水甲酸的制備方法：

(1)將甲醇和一氧化碳運送入反應(yīng)釜中，在甲醇鈉的作用下，控制溫度在70℃，壓力3mpa下進(jìn)行反應(yīng)1.5h，產(chǎn)生甲酸甲酯混合液；

(2)在氣液分離器的作用下，向甲酸甲酯混合液中添加碳酸鈉溶液，甲醇可溶于碳酸鈉溶液，甲酸甲酯不溶，將甲酸甲酯提純；

(3)將甲酸甲酯水解，水解溫度120℃，水和甲酸甲酯的重量比為2.5：1，水解時間為2h，壓力為水解反應(yīng)體系的飽和蒸汽壓，得到含有甲酸的混合溶液；

(4)將混合溶液和鄰苯二甲酸酐混合全回流6h，然后進(jìn)行精餾，得到甲酸；

(5)將硼酸置甩滬中高溫脫水至不再產(chǎn)生氣泡，所得熔融物倒在鐵片一上，置干燥器中冷卻，然后研磨成粉，將硼酸細(xì)粉加到甲酸中，放置72h，形成硬塊，分出清徹液體進(jìn)行減壓蒸餾，收集23℃/13mm餾份，為無水甲酸。

所得到的無水甲酸的純度經(jīng)檢測為99.5，無水甲酸的水含量為0.02％。

實施例4

無水甲酸的制備方法：

(1)將甲醇和一氧化碳運送入反應(yīng)釜中，在甲醇鈉的作用下，控制溫度在75℃，壓力3.5mpa下進(jìn)行反應(yīng)1.5h，產(chǎn)生甲酸甲酯混合液；

(2)在氣液分離器的作用下，向甲酸甲酯混合液中添加碳酸鈉溶液，甲醇可溶于碳酸鈉溶液，甲酸甲酯不溶，將甲酸甲酯提純；

(3)將甲酸甲酯水解，水解溫度120℃，水和甲酸甲酯的重量比為2：1，水解時間為1.5h，壓力為水解反應(yīng)體系的飽和蒸汽壓，得到含有甲酸的混合溶液；

(4)將混合溶液和鄰苯二甲酸酐混合全回流6h，然后進(jìn)行精餾，得到甲酸；

(5)將硼酸置甩滬中高溫脫水至不再產(chǎn)生氣泡，所得熔融物倒在鐵片一上，置干燥器中冷卻，然后研磨成粉，將硼酸細(xì)粉加到甲酸中，放置72h，形成硬塊，分出清徹液體進(jìn)行減壓蒸餾，收集23℃/16mm餾份，為無水甲酸。

所得到的無水甲酸的純度經(jīng)檢測為99.5，無水甲酸的水含量為0.01％。

實施例5

無水甲酸的制備方法：

(1)將甲醇和一氧化碳運送入反應(yīng)釜中，在甲醇鈉的作用下，控制溫度在75℃，壓力4mpa下進(jìn)行反應(yīng)1.5h，產(chǎn)生甲酸甲酯混合液；

(2)在氣液分離器的作用下，向甲酸甲酯混合液中添加碳酸鈉溶液，甲醇可溶于碳酸鈉溶液，甲酸甲酯不溶，將甲酸甲酯提純；

(3)將甲酸甲酯水解，水解溫度121℃，水和甲酸甲酯的重量比為3：1，水解時間為2.5h，壓力為水解反應(yīng)體系的飽和蒸汽壓，得到含有甲酸的混合溶液；

(4)將混合溶液和鄰苯二甲酸酐混合全回流6h，然后進(jìn)行精餾，得到甲酸；

(5)將硼酸置甩滬中高溫脫水至不再產(chǎn)生氣泡，所得熔融物倒在鐵片一上，置干燥器中冷卻，然后研磨成粉，將硼酸細(xì)粉加到甲酸中，放置72h，形成硬塊，分出清徹液體進(jìn)行減壓蒸餾，收集24℃/15mm餾份，為無水甲酸。

所得到的無水甲酸的純度經(jīng)檢測為99.4，無水甲酸的水含量為0.02％。

實施例6

無水甲酸的制備方法：

(1)將甲醇和一氧化碳運送入反應(yīng)釜中，在甲醇鈉的作用下，控制溫度在72℃，壓力5mpa下進(jìn)行反應(yīng)1h，產(chǎn)生甲酸甲酯混合液；

(2)在氣液分離器的作用下，向甲酸甲酯混合液中添加碳酸鈉溶液，甲醇可溶于碳酸鈉溶液，甲酸甲酯不溶，將甲酸甲酯提純；

(3)將甲酸甲酯水解，水解溫度120℃，水和甲酸甲酯的重量比為2.5：1，水解時間為2.5h，壓力為水解反應(yīng)體系的飽和蒸汽壓，得到含有甲酸的混合溶液；

(4)將混合溶液和鄰苯二甲酸酐混合全回流6h，然后進(jìn)行精餾，得到甲酸；

(5)將硼酸置甩滬中高溫脫水至不再產(chǎn)生氣泡，所得熔融物倒在鐵片一上，置干燥器中冷卻，然后研磨成粉，將硼酸細(xì)粉加到甲酸中，放置72h，形成硬塊，分出清徹液體進(jìn)行減壓蒸餾，收集22℃/17mm餾份，為無水甲酸。

所得到的無水甲酸的純度經(jīng)檢測為99.4，無水甲酸的水含量為0.01％。

以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求和說明書的范圍當(dāng)中。