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保险粉( N a S 0 ) 是一种强还原剂, 主要用作 印染助剂、 织物漂白剂、 纸浆漂白剂、 某些食品的防 腐剂和某些化学品制造过程的还原剂。保险粉最早的生产工艺是锌粉法, 之后有钠汞齐法、 甲酸钠法和硼氢化钠法等 J 。其中甲酸钠法发展最快, 其产品在国际保险粉市场上的占有率大约为 7 5 %。中国只有甲酸钠生产法和锌粉法两种工艺, 其生产比例大约 为 97.5 %和2.5 %。可见, 甲酸钠法生产保险粉, 无论在中国还是在国际都处于主流地位。

1、甲酸钠法制保险粉的新万博app客户端要点

甲酸钠法制保险粉的原料是甲酸钠、 二氧化硫和另一种钠的化合物, 反应介质是甲醇水溶液, 生产方式为逐批投料。另一种钠的化合物为氢氧化钠、碳酸钠和焦manxbet万博体育app中的一种, 早期的甲酸钠法都是采用氢氧化钠。无论采用何种钠的化合物, 甲酸钠法制保险粉的基本反应如下:

H C O O N a+N a OH+2 S 0 2 — N a 2 S 2 0 4+C O 2+H2 0

甲酸钠法制保险粉的主要新万博app客户端要点: 1 ) 3种原料并非按表观反应方程式的比例投料, 而是让甲酸钠过量, 以维持反应体系的p H稳定; 2 ) 所有进入反应釜的原料和溶剂都要求较高的纯度, 对水不溶物、 重金属离子、 硫代硫酸盐和硫化物等杂质含量有严格的限制 ; 3 ) 作为反应介质的甲醇水溶液, 甲醇与水的比例大约为7 8: 2 2 ( 质量比) ; 4 ) 反应过程的 p H一般控制在 4 . 0~5 . 0 , 最高反应温度一般控制在7 5~ 8 5℃, 反应压强控制在 0 . 1~ 0 . 3 MP a ; 5 ) 由于反应中有大量的 C O 气体排出, 会夹带其他挥发成分, 因此必须对排出的尾气进行充分的冷凝, 并使凝液回流至反应釜, 以维持物料平衡; 6 ) 在上述反应条件下, 保险粉合成反应一般为4 h 左右; 7 ) 用中温真空干燥法干燥保险粉产品; 8 ) 从投料到出产品的全过程都必须严防空气和水进入系统。

2 、甲酸钠法制保险粉新万博app客户端在中国的发展

甲酸钠法制保险粉新万博app客户端在中国的发展经历了两个阶段, 第一阶段是 2 0世纪 7 0年代末至 9 0年代中, 生产企业从 1家发展到4家, 最大生产装置的产能为8 0 0 0 t / a 。第二阶段是9 0年代后, 生产企业发展到7~8家, 这些企业的产能均在 1万 t / a以上, 最大的单装置产能达到了1 0万 t / a 。这个阶段中国逐步成为保险粉的出口大国, 现在的出口量已占国 际保险粉贸易量的5 0 %以上。

第一阶段的新万博app客户端( 简称传统工艺) 是在 日本三菱瓦斯初期实现工业化生产的新万博app客户端基础上开发和发展起来的。生产原料为甲酸钠、 二氧化硫和氢氧化钠, 反应介质为甲醇水溶液。其新万博app客户端特点是, 所有进入反应釜的原料都是溶液状态, 便于自动控制。由于反应物的浓度较低 , 决定了这种工艺单位容积的产量较低, 大约 1 n l 有效容积只能生产 1 5 0 k g产品。国外的甲酸钠法制保险粉基本上仍然采用这种工艺。

第二阶段的新万博app客户端( 简称新工艺) 是中国企业开发成功并逐步完善的。其生产原料为甲酸钠、 二氧化硫和焦manxbet万博体育app, 反应介质仍然是甲醇水溶液, 但主要来自循环母液。其新万博app客户端特点是, 除二氧化硫外 , 甲酸钠和焦manxbet万博体育app基本上是以晶粒状态进入生产过程, 用循环母液和甲醇溶液作流态化载体, 并且在母液中加入了一种能与 N a S 0 反应以降低其浓度的有机物。N a S 0 是保险粉生产过程的副产物, 具有催化保险粉分解的作用, 必须控制其在母液中的浓度。由于参加反应的 3种原料所带人的水很少, 使得需要补充的甲醇量少, 这就为大部分母液的循环利用, 以及提高反应物的浓度创造了条件。

3、新工艺的创新性和优势 

1 ) 用焦manxbet万博体育app代替氢氧化钠和部分二氧化硫, 使原料成本降低, 同时使反应的 p H比较容易控制。在前述 3种钠的化合物中, N a S 0 是最接近基本反应步骤的反应物,N a S 0 可由纯碱和低浓 度气体二氧化硫, 甚至废气中的二氧化硫来制造, 成本较低。N a S 0 的p H与过程所要求的 p H接近, 因此过程的p H主要由二氧化硫和甲酸钠两种原料来调节。而在传统工艺中, 3种原料对过程的 p H影响都较大, 控制难度也较大。

2 ) 实现了部分母液长期的循环利用。母液循环利用不仅可以减少蒸馏的能耗, 而且母液中未反应的HC O O N a和 N a H S O 可继续用来生产保险粉。 在母液中加入了一种能与 N a S 0 反应以降低其浓度的有机物。这种有机物可以是一种环氧化合物, 或一种卤代烃, 或它们的混合物, 也可以是其他能与N a 2 S 0 反应的有机物 。中国企业一般用环氧乙烷。 

3 ) 直接加入固体原料使反应物的浓度大幅度提高, 单位容积的产量达到了传统工艺的2倍以上, 而且这种提高单产的措施并不造成产品质量的下降和反应时间的延长。 

4 ) 原料利用率显著提高。这主要得益于原料组成的优化和大量母液的循环利用。

5 ) 单产的成倍提高使得劳动生产率显著提升, 能耗大幅度下降, 保险粉生产装置的建设费和产品的制造成本降低。极大地提高了中国保险粉产品的市场竞争力。

 

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