膜法制备甲酸钾的方法技术

本发明专利技术提供了一种膜法制备甲酸钾的方法，所述膜法制备甲酸钾的方法包括以下步骤：（A1）分别制备甲酸钠溶液、硫酸锌溶液；（A2）混合所述甲酸钠溶液和硫酸锌溶液，过滤反应液，得到甲酸锌；（A3）配置硫酸钾溶液，利用上述甲酸锌配置甲酸锌溶液；（A4）混合所述硫酸钾溶液和甲酸锌溶液，混合液通过膜，混合液中的一价离子选择性地透过所述膜，二价离子被截留；（A5）浓缩透过液，得到甲酸钾溶液。本发明专利技术具有成本低等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及化工领域，具体涉及甲酸钾的改进制备方法，特别涉及膜法制备甲酸钾的方法。
技术介绍
目前，甲酸钾生产工艺因原料不同而有以下几种。（1）甲酸法以甲酸与氢氧化钾为原料反应生成甲酸钾和水。KOH+HCOOH——HCOOK+H2O以甲酸与碳酸钾为原料反应生成甲酸钾和水。K2CO3+2HCOO2——HCOOK+CO2+H2O以甲酸和氢氧化钾或碳酸钾在一定条件下直接反应制取甲酸钾，其工艺过程是将甲醇和氢氧化钾或碳酸钾加入反应器中，进行搅拌，并控制反应温度，便可制取甲酸钾，再将制取的甲酸钾送入蒸发器，蒸发甲酸钾中反应生成的水，并使甲酸钾呈熔融状，制成产品，便可供用户使用。但想得到较高纯度的甲酸钾还需要配套相对复杂的提纯工艺，成本高，质量偏低。该方法可参见专利CN02110175.2。（2）CO和KOH高压合成法以CO和氢氧化钾为原料，反应生成甲酸钾，没有副产物。CO+KOH——HCOOK目前国内主要采用的是CO法生产甲酸钾。用纯度达到90%以上的CO气体与浓度为3-5M的氢氧化钾溶液，在压力1.0-1.7MPa，温度180℃下合成，得到6.6-7.5M的甲酸钾合成液，最后经澄清、浓缩结晶后得到产品。该方法能够利用含有CO的废气，减少环境污染，但氢氧化钾成本较高，且为了产生反应所需要的温度和压力条件需要消耗大量的能源，属于高耗能方法。其工艺过程包括合成气变压吸附、合成反应、蒸发浓缩、结晶、离心分离、干燥包装等工艺步骤，可参见专利CN00112814.0、CN03120711.1。（3）酸碱中合法 该中和法包含氢氧化钾和甲酸中合法、碳酸钾与甲酸中合法及碳酸氢钾与甲酸中和法，这三种方法具有工艺简单易操作的优点，但上述方法均要用到具有挥发性腐蚀性的甲酸作为原料，造成其生产成本高、污染严重、设备造价高且工人易受到伤害的缺点。（4）阴阳离子交换树脂法这种方法解决了现有技术中存在的制备甲酸钾的工艺总体上存在着成本高能耗高的问题。其步骤包括，以阳离子交换树脂为反应载体，将浓度为15%-30%的KCl溶液与阳离子交换树脂进行交换反应，反应时间为2-12小时；然后洗净阳离子交换树脂，再用20-60%的甲酸钠溶液继续和阳离子交换树脂经行反应，最后得到甲酸钾溶液，经过浓缩沉降处理后结晶得到合格产品。能耗大大降低，间接使产品成本下降。反应后没有有害物质产生，没有环境污染。由于产生的甲酸钾溶液几乎没有有害杂质，所以结晶后纯度高，质量优良。但所用原料为15%-30%的KCl溶液，原料价格较高，导致产品的成本增加。该方法可参见专利CN200610012740.2。（5）甲醛、氢氧化钾和异丁醛水中反应法这种方法使用摩尔比为1:1:1至3:2:1的甲醛、氢氧化钾和异丁醛在0-100℃、优选30-70℃的温度下在水中反应。中和所得到的反应溶液到PH值为4-6并且在第一步中蒸发，由此得到两相，一个有机相和一个水相，后者包括主要部分的甲酸钾，随后将所述有机相和水相分开，在水相0-0.1巴的压力下且在160-250℃的温度下发生最终蒸发之后，得到甲酸钾的熔体，加入水然后过滤，得到甲酸钾含量大于99WT%的溶液，该WT%基于无水基础计算。这种方法得到的产品纯度高，但由于使用了有机溶剂甲醛和异丁醛，容易造成环境污染。该方法可参见专利CN200780050087.1。（6）海水吸附法这种方法以海水、苦卤或其他含钾卤水为原料，用天然斜发沸石作为无机离子吸附剂实现钾富集，用水将吸附饱和后的吸附剂中的原料顶出进而以甲酸钠溶液洗脱吸附剂，制得富钾液，再将富钾液经两次蒸发浓缩离心分离制得工业用75%液体甲酸钾成品，或将液体甲酸钾再经蒸发浓缩、冷却结离心分离得到固体甲酸钾产品。天然斜发沸石经洗脱再生后可循环利用，反应过程中所产生的废水和湿甲酸钠均可循环使用。与现有技术相比，本方法来源广泛、成本低廉、环保，但适于沿海及内陆卤水资源丰富地区。该方法可参见专利CN201110234307.4。
技术实现思路
为了解决上述现有技术方案中的不足，本专利技术提供了一种低成本的膜法制备甲酸钾的方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种膜法制备甲酸钾的方法，所述膜法制备甲酸钾的方法包括以下步骤：（A1）分别配制甲酸钠溶液、硫酸锌溶液；（A2）混合步骤（A1）所得到的甲酸钠溶液和硫酸锌溶液，得到甲酸锌沉淀，过滤得到甲酸锌；（A3）配制硫酸钾溶液，利用步骤（A2）得到的甲酸锌配制甲酸锌溶液；（A4）混合步骤（A3）所得到的硫酸钾溶液和甲酸锌溶液，混合液采用膜进行浓缩，混合液中的一价盐甲酸钾选择性地透过所述膜，二价盐硫酸锌被截留循环回步骤（A1）套用；（A5）用膜浓缩步骤（A4）的透过液，得到甲酸钾溶液。根据上述的膜法制备甲酸钾的方法，步骤（A4）所采用的膜为纳滤膜。根据上述的膜法制备甲酸钾的方法，步骤（A5）所采用的膜为反渗透膜。根据上述的膜法制备甲酸钾的方法，优选地，在步骤（A1）中，溶液的制备方式为：分别将甲酸钠、硫酸锌溶解在0-50℃的水中。根据上述的膜法制备甲酸钾的方法，优选地，在步骤（A1）中，所述甲酸钠的最终浓度为20-60wt%，硫酸锌的最终浓度为10-40wt%。根据上述的膜法制备甲酸钾的方法，优选地，在步骤（A4）中，混合溶液通过纳滤膜的温度为10-80℃，压力为2-20MPa。根据上述的膜法制备甲酸钾的方法，优选地，在步骤（A5）中，用反渗透膜浓缩步骤（A4）得到的透过液，工作温度为0-50℃，压力为0.5-20MPa。根据上述的膜法制备甲酸钾的方法，优选地，在步骤（A3）中，分别将甲酸锌、硫酸钾溶于20-80℃的水中。根据上述的膜法制备甲酸钾的方法，优选地，在步骤（A4）中，混合液中甲酸锌和硫酸钾摩尔比为1:1。与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果为：工艺简单，反应过程容易控制，产品纯度高，原料价格便宜、低成本。附图说明参照附图，本专利技术的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本专利技术的技术方案，而并非意在对本专利技术的保护范围构成限制。图1是根据本专利技术实施例的膜法制备甲酸钾的方法的流程图。具体实施方式图1和以下说明描述了本专利技术的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本专利技术。为了教导本专利技术技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本专利技术的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本专利技术的多个变型。由此，本专利技术并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。实施例1图1示意性地给出了本专利技术实施例1的膜法制备甲酸钾的方法的流程图，如图1所示，所述膜法制备甲酸钾的方法包括以下步骤：（A1）分别将甲酸钠、硫酸锌溶解在0-50℃的水中，配制甲酸钠溶液、硫酸锌溶液，所述甲酸钠的浓度为20-60wt%，硫酸锌的浓度为10-40wt%；（A2）混合步骤（A1）所得的甲酸钠溶液和硫酸锌溶液，过滤反应液，得到甲酸锌沉淀；（A3）分别将上述甲酸锌、硫酸钾溶于20-80℃的水中，配制硫酸钾溶液、甲酸锌溶液；（A4）混合步骤(A3)得到的硫酸钾溶液和甲酸锌溶液，甲酸锌和硫酸钾摩尔比为1:1，混合液通过纳滤膜浓缩，混合液中的一价离子选择性地透过所述膜，二价离子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种膜法制备甲酸钾的方法，所述膜法制备甲酸钾的方法依次包括以下步骤：（A1）分别配制甲酸钠溶液、硫酸锌溶液；（A2）混合步骤（A1）所得到的甲酸钠溶液和硫酸锌溶液，得到甲酸锌沉淀，过滤得到甲酸锌；（A3）配制硫酸钾溶液，利用步骤（A2）得到的甲酸锌配制甲酸锌溶液；（A4）混合步骤（A3）所得到的硫酸钾溶液和甲酸锌溶液，混合液采用膜进行浓缩，混合液中的一价盐甲酸钾选择性地透过所述膜，二价盐硫酸锌被截留循环回步骤（A1）套用；（A5）用膜浓缩步骤（A4）的透过液，得到甲酸钾溶液。

【技术特征摘要】
1.一种膜法制备甲酸钾的方法，所述膜法制备甲酸钾的方法依次包括以下步骤：（A1）分别配制甲酸钠溶液、硫酸锌溶液；（A2）混合步骤（A1）所得到的甲酸钠溶液和硫酸锌溶液，得到甲酸锌沉淀，过滤得到甲酸锌；（A3）配制硫酸钾溶液，利用步骤（A2）得到的甲酸锌配制甲酸锌溶液；（A4）混合步骤（A3）所得到的硫酸钾溶液和甲酸锌溶液，混合液采用膜进行浓缩，混合液中的一价盐甲酸钾选择性地透过所述膜，二价盐硫酸锌被截留循环回步骤（A1）套用；（A5）用膜浓缩步骤（A4）的透过液，得到甲酸钾溶液。2.根据权利要求1所述的膜法制备甲酸钾的方法，其特征在于：在步骤（A1）中，溶液的制备方式为：分别将甲酸钠、硫酸锌溶解在0-50℃的水中。3.根据权利要求1所述的膜法制备甲酸钾的方法，其特征在于：在步骤（A1）中，所述甲酸钠的最终浓度为20-60wt%，硫酸锌的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李君占，
申请(专利权)人：北京鑫佰利科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11