浅谈草酸生产中脱氢工段的部分成功改造

摘 要：草酸，学名乙二酸，分子式H2C2O4.2H2O是最简单的两元饱和酸，有两个羧基直接相连，其中一个羧基对另一个羧基有诱导效应，因此它的酸性比其它二元酸酸性强，被广泛地应用于冶金、医药、轻工等许多行业。文章主要阐述了在草酸生产中对脱氢工段的一些成功改造。

关键词：草酸；脱氢工段；改造

目前草酸的生产工艺大都采用合成法生产，主要分以下几步：

（1）合成甲酸钠。由煤气发生炉制得的含一氧化碳26～31%的煤气经洗后加压到18～20kg/cm2，在160℃左右与相同温度、压力、浓度约为300g/l的氢氧化钠反应生成甲酸钠。（2）甲酸钠脱氢生成草酸钠。合成甲酸钠经过浓缩后放入脱氢锅中升温到360～410℃，两个分子甲酸钠在热作用下，羧基碳原子上的氢原子与其碳原子间链断开，两个分子甲酸钠的羧基碳原子相连，生成一个分子草酸钠，断开的两个氢原子，生成一分子氢气。（3）草酸钠经反应生成草酸。草酸钠经过与硫酸铅反应生成草酸铅，经过洗涤后用硫酸酸化，生成草酸和硫酸铅，草酸再经过一系列物理处理，最终形成成品。

在草酸的整个生产工艺过程中，我们时刻在进行着以节约能源，改善环境，降低成本，提高效率为重点的技术改造工作。

通过我们多方面的反复试验，主要做了三方面的改革，第一方面，在其中的甲酸钠脱氢工艺的改造中取得了成功，将原工艺的湿法脱氢（即液态甲酸钠浓缩到600～700g/l时放入容器加热脱氢）改为干法脱氢（即将甲酸钠浓缩到800～1000g/l时分离出其中析出的晶体，也就是干甲酸钠，简称干钠，将干钠放入容器加热至脱氢）。由于干法脱氢较比原先湿法脱氢工艺具有节约能源、提高产量和收率等诸多优点，目前已成为草酸行业普遍应用的一种新工艺，在生产中起到很大作用。它的工艺为：将上道工序打来的淡甲酸钠（约330g/l）通过双效蒸发器浓缩成1000g/l左右的浓料，再经过甩水机分离出干甲酸钠，将干钠放入脱氢锅脱氢。在整个干法脱氢工艺中，对物料的浓缩是十分重要的一步，它改变了以往的低浓度液态物料直接放到脱氢锅中加热到脱氢的工艺，此项改造不但对脱氢工段带来较大效益，对整个草酸后半段的生产都产生有利条件和带来了极大效益。这其中主要有以下几个方面：

第一，就是提高了收率，这是最主要的一点，生产中，我们在将物料投入脱氢锅前，先使用双效蒸发器对物料进行浓缩，浓缩成高浓度，含有很多结晶颗粒的溶液，然后对此溶液进行分离，将分离出的颗粒进行加热至脱氢，由于结晶颗粒物料的高浓度，既降低了由于液体物料中杂质多而发生的副反应，同时也使物料在脱氢锅内的加热时间大大缩短，仅为原有时间的一半（同时也提高了脱氢锅中物料的投入量，从而提高了产量），由于反应时间的缩短，这也使反应过程中的副反应大大减少，从面提高了收率。

第二，干法脱氢还在其他方面带来了较大效益，首先是节约能源，由于更多的使用了热效率较高的双效蒸发器对物料进行浓缩，然后分离，然后再加热脱氢，这使得加热脱氢所用的物料含量高，脱氢过程的时间大大缩短，用煤量仅为以前用煤量的50%左右，在煤的消耗上节约了大量成本。

其次是保护环境，由于用煤量的大量减少，使工厂烟尘的排放量大大减少，对周边环境的改良起了很大作用。

最后是对后道工序的贡献。由于采用了干法脱氢工艺，使整个生产过程中的副反应大大减少，这就使得脱氢后的草酸钠质量得到大大改良，其中的杂质成份含量大大降低，送到下道工序后，在反应过程中，副反应也大大减少，一方面对下道工序的反应后物料质量有了极大提高，另一方面由于副反应的减少，使反应的收率也都有很大提高，使得工厂最终产品的质量和全厂的整体消耗也都有了很大提高。

第二方面，在脱氢反应过程中的浇锅环节进行了改革，以前的脱氢反应过程的工艺是在甲酸钠脱氢时，用自来水浇锅中物料，使其迅速的降温和溶解，现在改为用抽滤后的碱水浇锅（脱氢后的草酸钠溶液用真空过滤机负压抽滤，滤掉溶液和其中的杂质后再溶解使用，过滤后的碱水送去苛化车间用Ca（OH）2与之反应再生成NaOH参与反应），虽然此碱水中含有大量杂质，但杂质含量一般较低，远没达到其溶解度，同时其中还含有大量溶解的草酸钠，如用其浇锅中物料，不但不会对物料质量有影响，还有两点重要的好处，一是有效的减少了浇锅碱水中的草酸钠的溶解量，从面提高了收率，另一方面在多次循环使用后（一般只使用两次）提高了其中的以Na2CO3为主的钠盐含量，使得在苛化工段，向NaOH的转化率提高，提高了NaOH的含量，对合成甲酸钠的反应有较大好处（事实证明含量高，转化率也高）。

第三方面，对抽滤岗抽滤前的草酸存储设备进行了改造。我们在草酸钠存储罐的外面加了一个夹套冷却层，其中加入冷却水，用夹套冷却的方法给草酸钠溶液降温（温度降低，草酸钠在水中的溶解度也下降），也是为了降低溶液中的草酸钠溶解量，使得在草酸钠真空过滤时，更多的草酸钠从碱水中保留下来，对整个工段的收率管理工作，做出了一定贡献。

以上这三方面的改革是笔者在一线生产中与车间同志通过不断探索和反复实践，最终完成，并已成功实现在实际生产中，其中所带来的效益，也已为事实所验证。在实际的生产过程中，在分分秒秒，在每个岗位都有很多同志在为节约能源，改善环境，降低成本，提高效率而努力工作，因此还有很多意想不到的改革有待进一步探索。

作者简介：薛昌宝（1975年-），男，黑龙江省牡丹江市人，原为牡丹江市鸿利化工有限公司工程师，现为东部福阿母韩农（黑龙江）化工有限公司工程师）。