淺談草酸生產中脫氫工段的部分成功改造

摘 要：草酸，學名乙二酸，分子式H2C2O4.2H2O是最簡單的兩元飽和酸，有兩個羧基直接相連，其中一個羧基對另一個羧基有誘導效應，因此它的酸性比其它二元酸酸性強，被廣泛地應用于冶金、醫藥、輕工等許多行業。文章主要闡述了在草酸生產中對脫氫工段的一些成功改造。

關鍵詞：草酸；脫氫工段；改造

目前草酸的生產工藝大都采用合成法生產，主要分以下幾步：

（1）合成甲酸鈉。由煤氣發生爐制得的含一氧化碳26～31%的煤氣經洗后加壓到18～20kg/cm2，在160℃左右與相同溫度、壓力、濃度約為300g/l的氫氧化鈉反應生成甲酸鈉。（2）甲酸鈉脫氫生成草酸鈉。合成甲酸鈉經過濃縮后放入脫氫鍋中升溫到360～410℃，兩個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，兩個分子甲酸鈉的羧基碳原子相連，生成一個分子草酸鈉，斷開的兩個氫原子，生成一分子氫氣。（3）草酸鈉經反應生成草酸。草酸鈉經過與硫酸鉛反應生成草酸鉛，經過洗滌后用硫酸酸化，生成草酸和硫酸鉛，草酸再經過一系列物理處理，最終形成成品。

在草酸的整個生產工藝過程中，我們時刻在進行著以節約能源，改善環境，降低成本，提高效率為重點的技術改造工作。

通過我們多方面的反復試驗，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（即液態甲酸鈉濃縮到600～700g/l時放入容器加熱脫氫）改為干法脫氫（即將甲酸鈉濃縮到800～1000g/l時分離出其中析出的晶體，也就是干甲酸鈉，簡稱干鈉，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約能源、提高產量和收率等諸多優點，目前已成為草酸行業普遍應用的一種新工藝，在生產中起到很大作用。它的工藝為：將上道工序打來的淡甲酸鈉（約330g/l）通過雙效蒸發器濃縮成1000g/l左右的濃料，再經過甩水機分離出干甲酸鈉，將干鈉放入脫氫鍋脫氫。在整個干法脫氫工藝中，對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物料直接放到脫氫鍋中加熱到脫氫的工藝，此項改造不但對脫氫工段帶來較大效益，對整個草酸后半段的生產都產生有利條件和帶來了極大效益。這其中主要有以下幾個方面：

第一，就是提高了收率，這是最主要的一點，生產中，我們在將物料投入脫氫鍋前，先使用雙效蒸發器對物料進行濃縮，濃縮成高濃度，含有很多結晶顆粒的溶液，然后對此溶液進行分離，將分離出的顆粒進行加熱至脫氫，由于結晶顆粒物料的高濃度，既降低了由于液體物料中雜質多而發生的副反應，同時也使物料在脫氫鍋內的加熱時間大大縮短，僅為原有時間的一半（同時也提高了脫氫鍋中物料的投入量，從而提高了產量），由于反應時間的縮短，這也使反應過程中的副反應大大減少，從面提高了收率。

第二，干法脫氫還在其他方面帶來了較大效益，首先是節約能源，由于更多的使用了熱效率較高的雙效蒸發器對物料進行濃縮，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，脫氫過程的時間大大縮短，用煤量僅為以前用煤量的50%左右，在煤的消耗上節約了大量成本。

其次是保護環境，由于用煤量的大量減少，使工廠煙塵的排放量大大減少，對周邊環境的改良起了很大作用。

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

第二方面，在脫氫反應過程中的澆鍋環節進行了改革，以前的脫氫反應過程的工藝是在甲酸鈉脫氫時，用自來水澆鍋中物料，使其迅速的降溫和溶解，現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濾機負壓抽濾，濾掉溶液和其中的雜質后再溶解使用，過濾后的堿水送去苛化車間用Ca（OH）2與之反應再生成NaOH參與反應），雖然此堿水中含有大量雜質，但雜質含量一般較低，遠沒達到其溶解度，同時其中還含有大量溶解的草酸鈉，如用其澆鍋中物料，不但不會對物料質量有影響，還有兩點重要的好處，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的轉化率提高，提高了NaOH的含量，對合成甲酸鈉的反應有較大好處（事實證明含量高，轉化率也高）。

第三方面，對抽濾崗抽濾前的草酸存儲設備進行了改造。我們在草酸鈉存儲罐的外面加了一個夾套冷卻層，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濾時，更多的草酸鈉從堿水中保留下來，對整個工段的收率管理工作，做出了一定貢獻。

以上這三方面的改革是筆者在一線生產中與車間同志通過不斷探索和反復實踐，最終完成，并已成功實現在實際生產中，其中所帶來的效益，也已為事實所驗證。在實際的生產過程中，在分分秒秒，在每個崗位都有很多同志在為節約能源，改善環境，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一步探索。

作者簡介：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，現為東部福阿母韓農（黑龍江）化工有限公司工程師）。