淺談草酸生產(chǎn)中脫氫工段的部分成功改造

摘 要：草酸，學(xué)名乙二酸，分子式H2C2O4.2H2O是最簡(jiǎn)單的兩元飽和酸，有兩個(gè)羧基直接相連，其中一個(gè)羧基對(duì)另一個(gè)羧基有誘導(dǎo)效應(yīng)，因此它的酸性比其它二元酸酸性強(qiáng)，被廣泛地應(yīng)用于冶金、醫(yī)藥、輕工等許多行業(yè)。文章主要闡述了在草酸生產(chǎn)中對(duì)脫氫工段的一些成功改造。

關(guān)鍵詞：草酸；脫氫工段；改造

目前草酸的生產(chǎn)工藝大都采用合成法生產(chǎn)，主要分以下幾步：

（1）合成甲酸鈉。由煤氣發(fā)生爐制得的含一氧化碳26～31%的煤氣經(jīng)洗后加壓到18～20kg/cm2，在160℃左右與相同溫度、壓力、濃度約為300g/l的氫氧化鈉反應(yīng)生成甲酸鈉。（2）甲酸鈉脫氫生成草酸鈉。合成甲酸鈉經(jīng)過(guò)濃縮后放入脫氫鍋中升溫到360～410℃，兩個(gè)分子甲酸鈉在熱作用下，羧基碳原子上的氫原子與其碳原子間鏈斷開(kāi)，兩個(gè)分子甲酸鈉的羧基碳原子相連，生成一個(gè)分子草酸鈉，斷開(kāi)的兩個(gè)氫原子，生成一分子氫氣。（3）草酸鈉經(jīng)反應(yīng)生成草酸。草酸鈉經(jīng)過(guò)與硫酸鉛反應(yīng)生成草酸鉛，經(jīng)過(guò)洗滌后用硫酸酸化，生成草酸和硫酸鉛，草酸再經(jīng)過(guò)一系列物理處理，最終形成成品。

在草酸的整個(gè)生產(chǎn)工藝過(guò)程中，我們時(shí)刻在進(jìn)行著以節(jié)約能源，改善環(huán)境，降低成本，提高效率為重點(diǎn)的技術(shù)改造工作。

通過(guò)我們多方面的反復(fù)試驗(yàn)，主要做了三方面的改革，第一方面，在其中的甲酸鈉脫氫工藝的改造中取得了成功，將原工藝的濕法脫氫（即液態(tài)甲酸鈉濃縮到600～700g/l時(shí)放入容器加熱脫氫）改為干法脫氫（即將甲酸鈉濃縮到800～1000g/l時(shí)分離出其中析出的晶體，也就是干甲酸鈉，簡(jiǎn)稱干鈉，將干鈉放入容器加熱至脫氫）。由于干法脫氫較比原先濕法脫氫工藝具有節(jié)約能源、提高產(chǎn)量和收率等諸多優(yōu)點(diǎn)，目前已成為草酸行業(yè)普遍應(yīng)用的一種新工藝，在生產(chǎn)中起到很大作用。它的工藝為：將上道工序打來(lái)的淡甲酸鈉（約330g/l）通過(guò)雙效蒸發(fā)器濃縮成1000g/l左右的濃料，再經(jīng)過(guò)甩水機(jī)分離出干甲酸鈉，將干鈉放入脫氫鍋脫氫。在整個(gè)干法脫氫工藝中，對(duì)物料的濃縮是十分重要的一步，它改變了以往的低濃度液態(tài)物料直接放到脫氫鍋中加熱到脫氫的工藝，此項(xiàng)改造不但對(duì)脫氫工段帶來(lái)較大效益，對(duì)整個(gè)草酸后半段的生產(chǎn)都產(chǎn)生有利條件和帶來(lái)了極大效益。這其中主要有以下幾個(gè)方面：

第一，就是提高了收率，這是最主要的一點(diǎn)，生產(chǎn)中，我們?cè)趯⑽锪贤度朊摎溴伹?，先使用雙效蒸發(fā)器對(duì)物料進(jìn)行濃縮，濃縮成高濃度，含有很多結(jié)晶顆粒的溶液，然后對(duì)此溶液進(jìn)行分離，將分離出的顆粒進(jìn)行加熱至脫氫，由于結(jié)晶顆粒物料的高濃度，既降低了由于液體物料中雜質(zhì)多而發(fā)生的副反應(yīng)，同時(shí)也使物料在脫氫鍋內(nèi)的加熱時(shí)間大大縮短，僅為原有時(shí)間的一半（同時(shí)也提高了脫氫鍋中物料的投入量，從而提高了產(chǎn)量），由于反應(yīng)時(shí)間的縮短，這也使反應(yīng)過(guò)程中的副反應(yīng)大大減少，從面提高了收率。

第二，干法脫氫還在其他方面帶來(lái)了較大效益，首先是節(jié)約能源，由于更多的使用了熱效率較高的雙效蒸發(fā)器對(duì)物料進(jìn)行濃縮，然后分離，然后再加熱脫氫，這使得加熱脫氫所用的物料含量高，脫氫過(guò)程的時(shí)間大大縮短，用煤量?jī)H為以前用煤量的50%左右，在煤的消耗上節(jié)約了大量成本。

其次是保護(hù)環(huán)境，由于用煤量的大量減少，使工廠煙塵的排放量大大減少，對(duì)周邊環(huán)境的改良起了很大作用。

最后是對(duì)后道工序的貢獻(xiàn)。由于采用了干法脫氫工藝，使整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中的副反應(yīng)大大減少，這就使得脫氫后的草酸鈉質(zhì)量得到大大改良，其中的雜質(zhì)成份含量大大降低，送到下道工序后，在反應(yīng)過(guò)程中，副反應(yīng)也大大減少，一方面對(duì)下道工序的反應(yīng)后物料質(zhì)量有了極大提高，另一方面由于副反應(yīng)的減少，使反應(yīng)的收率也都有很大提高，使得工廠最終產(chǎn)品的質(zhì)量和全廠的整體消耗也都有了很大提高。

第二方面，在脫氫反應(yīng)過(guò)程中的澆鍋環(huán)節(jié)進(jìn)行了改革，以前的脫氫反應(yīng)過(guò)程的工藝是在甲酸鈉脫氫時(shí)，用自來(lái)水澆鍋中物料，使其迅速的降溫和溶解，現(xiàn)在改為用抽濾后的堿水澆鍋（脫氫后的草酸鈉溶液用真空過(guò)濾機(jī)負(fù)壓抽濾，濾掉溶液和其中的雜質(zhì)后再溶解使用，過(guò)濾后的堿水送去苛化車間用Ca（OH）2與之反應(yīng)再生成NaOH參與反應(yīng)），雖然此堿水中含有大量雜質(zhì)，但雜質(zhì)含量一般較低，遠(yuǎn)沒(méi)達(dá)到其溶解度，同時(shí)其中還含有大量溶解的草酸鈉，如用其澆鍋中物料，不但不會(huì)對(duì)物料質(zhì)量有影響，還有兩點(diǎn)重要的好處，一是有效的減少了澆鍋堿水中的草酸鈉的溶解量，從面提高了收率，另一方面在多次循環(huán)使用后（一般只使用兩次）提高了其中的以Na2CO3為主的鈉鹽含量，使得在苛化工段，向NaOH的轉(zhuǎn)化率提高，提高了NaOH的含量，對(duì)合成甲酸鈉的反應(yīng)有較大好處（事實(shí)證明含量高，轉(zhuǎn)化率也高）。

第三方面，對(duì)抽濾崗抽濾前的草酸存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行了改造。我們?cè)诓菟徕c存儲(chǔ)罐的外面加了一個(gè)夾套冷卻層，其中加入冷卻水，用夾套冷卻的方法給草酸鈉溶液降溫（溫度降低，草酸鈉在水中的溶解度也下降），也是為了降低溶液中的草酸鈉溶解量，使得在草酸鈉真空過(guò)濾時(shí)，更多的草酸鈉從堿水中保留下來(lái)，對(duì)整個(gè)工段的收率管理工作，做出了一定貢獻(xiàn)。

以上這三方面的改革是筆者在一線生產(chǎn)中與車間同志通過(guò)不斷探索和反復(fù)實(shí)踐，最終完成，并已成功實(shí)現(xiàn)在實(shí)際生產(chǎn)中，其中所帶來(lái)的效益，也已為事實(shí)所驗(yàn)證。在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，在分分秒秒，在每個(gè)崗位都有很多同志在為節(jié)約能源，改善環(huán)境，降低成本，提高效率而努力工作，因此還有很多意想不到的改革有待進(jìn)一步探索。

作者簡(jiǎn)介：薛昌寶（1975年-），男，黑龍江省牡丹江市人，原為牡丹江市鴻利化工有限公司工程師，現(xiàn)為東部福阿母韓農(nóng)（黑龍江）化工有限公司工程師）。