一种制备草酸的方法技术

本发明专利技术为用玉米杆做原料制备草酸的方法。玉米杆干燥粉碎后，在硫酸和母液（本法制取的析出草酸结晶后的母液）配制的酸液中进行水解，其水解温度按前后两期分别调控在３０８．１５Ｋ－３１３．１５Ｋ，和３６３．１５Ｋ－３６８．１５Ｋ。水解液经氧化、结晶、精制得草酸。母液在水解中全部循环回印２菟岬寐剩ㄒ杂衩赘送读系闹柿考疲┰嘉罚担ァＳ衩赘死丛捶岣弧⒓鄹竦土蛑山洗蠓鹊亟档筒菟岢杀荆纳缁岷途眯б妗?（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于草酸的制备方法，具体为以碳水化合物为原料，经催化氧化制备草酸的方法。当前制备草酸的方法，最常用的是合成法和氧化法(化工产品手册，有机化工原料上册，化学工业出版社，1985年2月第一版，227-230)。其氧化法指出，以葡萄糖母液为原料，在钒触媒存在下，与硝酸-硫酸进行氧化反应，得到草酸。葡萄糖母液(含糖60%-65%)消耗定额为1.2吨/吨;《碳水化合物催化氧化制草酸》一文(化学世界，1988年，第11期，491-492)介绍了以淀粉、稻草为原料，用混酸(硫酸、硝酸)催化氧化制草酸的方法。其操作程序是向加入了混合催化剂(硫酸钼铁、五氧化二钒)的混酸中分批加入淀粉或稻草氧化成草酸。得率达40%。上述技术中的以葡萄糖母液为原料的不足是原料价高;以淀粉为原料也同样存在价高的问题，而且由于没有明确的水解步骤和水解条件，限制了原料的利用率;以稻草为原料虽解决了价高的问题，但由于其本身水解困难，又无适当的水解条件，也限制了原料的利用率，影响了草酸的得率。本专利技术的目的在于寻求一种制备草酸的价廉，易得的原料，且寻求适宜的水解条件，使原料得到充分利用，又使这种水解条件能与水解后的氧化条件相适应，使母液全部回用，以获得草酸的高收率，而且使方法简单可行，适于工业化生产。本专利技术方法的基本点是以玉米杆为原料，并使用硫酸和母液(本专利技术方法所得的析出草酸结晶后的母液)配制的酸液对其进行水解。具体工艺过程是将去掉叶、切除根部的玉米杆干燥、粉碎，得玉米杆粉，取100份(质量)待用。取浓度为98%的硫酸80-100份(以玉米杆质量计)与总酸含量(以硫酸计)为55%-60%的析出草酸结晶的母液配制成浓度为73%-80%的酸液，并在温度为308.15K-313.15K及有搅拌的条件下，将玉米杆粉分批加入到配制的酸液中，其加入速度以温度控制在上述温度范围，且搅拌均匀为宜。加完玉米杆粉后，在上述温度范围内维持水解10分钟。然后再加入730份-770份前述母液，在搅拌条件下升温至363.15K-368.15K，并在此温度范围内保持10分钟。上述条件可使原料中的半纤维素水解，纤维素部分水解，蛋白质凝固。原料中的木质素和未水解的部分纤维素以及凝固蛋白等以水解渣的形式经的分离除去。过多偏离上述水解条件，可能导致原料不能充分利用或水解过程副产物增加或蛋白质凝固不好，引起处理上的麻烦。水解产物经分离后，其渣再用剩余的全部母液洗涤，洗液并入滤液为水解液。在水解液中加入催化剂五氧化二钒0.05份，使用浓度为55%-60%的硝酸210份-230份进行催化氧化，然后冷却结晶，经离心过滤，得粗草酸结晶，同时所得母液正好适于下批水解，构成母液的全部回用。使用上述浓度范围的硝酸，除可构成母液全部循环利用外，还考虑到氧化反应生成的一氧化氮再氧化成二氧化氮，用水吸收所回收稀硝酸的利用。以降低98%硝酸的消耗定额。所得粗草酸结晶用常规方法精制。第一次水解时所需前述母液用浓度55-60%的硫酸代替。实施例1将去掉叶，切除根部所得的玉米杆在343.15K-353.15K下干燥2小时，于纤维粉碎机中粉碎，使几乎全部通过0.351mm筛，所得玉米杆粉备用。在耐酸反应器中加入98%硫酸81.2克和本专利技术方法所得的析出草酸结晶后的母液100克，混匀并在308.15K-313.15K及搅拌条件下分批加入上述玉米杆粉100克，加入玉米杆粉的速度以温度控制在上述温度范围，且使物料搅拌混合均匀为宜。加完玉米杆粉后，在上述温度范围内维持水解10分钟。然后再加入759克前述母液，搅拌升温至363.15K-368.15K，并在此温度范围内维持10分钟。水解产物去离心甩干，之后用170克前述母液洗涤滤渣，再甩干得水解渣196克，水解液988克，水解液移入另一耐酸反应器，加入0.05克五氧化二钒，于308.15K-313.15K下将已称量的55%硝酸230克分批加入。加完硝酸后，氧化反应温度控制在308.15K-328.15K，直至反应观察不到气体生成，液体为橙黄色为止。冷却结晶，离心甩干，得母液1012克。所得粗草酸结晶用常规方法精制，得草酸74.9克。实施例2在耐酸反应器中加入98%硫酸97.5克和前述母液120克，混匀并在308.15K-313.15K及搅拌下分批加入按实施例1方法所得玉米杆粉100克，加完后在上述温度范围内维持水解10分钟，再加入739克前述母液，搅拌升温至363.15K-368.15K，并在此温度范围内维持10分钟。水解产物去离心甩干，之后用170克前述母液洗涤滤渣，再甩干，得水解渣191克，水解液1014克。水解液移入另一耐酸反应器中，以后的处理均与实施例1相同，得母液1048克，粗草酸结晶精制后得草酸75.2克。本专利技术与现有技术相比具有的优点是原料来源丰富，价格低廉，原料利用率高，同时由于母液的全部回用，故无废液排放问题，可降低草酸生产成本，产生积极的经济效果。权利要求1.，以碳水化合物为原料，在酸中进行催化氧化，其特征在于以玉米秆做原料，使用硫酸和母液(用本专利技术方法所得析出草酸结晶后的母液)配制的酸液进行水解。2.根据权利要求1所述的草酸制备方法，其特征在于水解前期使用的酸液浓度为73%-80%，温度为308.15K-313.15K。后期补加母液后，升温至363.15K-368.15K进行水解。3.根据权利要求1所述的草酸制备方法，其特征在于母液在水解中全部回用。全文摘要本专利技术为用玉米秆做原料制备草酸的方法。玉米秆干燥粉碎后，在硫酸和母液(本法制取的析出草酸结晶后的母液)配制的酸液中进行水解，其水解温度按前后两期分别调控在308.15K-313.15K，和363.15K-368.15K。水解液经氧化、结晶、精制得草酸。母液在水解中全部循环回用。草酸得率(以玉米秆投料的质量计)约为75％。玉米秆来源丰富、价格低廉，因之可较大幅度地降低草酸成本，产生积极的社会和经济效益。文档编号C07C55/06GK1053228SQ9010023公开日1991年7月24日 申请日期1990年1月13日 优先权日1990年1月13日专利技术者巫云龙, 于奕峰, 张李丽, 贺群英, 沈心佩, 尹省方 申请人:河北轻化工学院本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备草酸的方法，以碳水化合物为原料，在酸中进行催化氧化，其特征在于以玉米杆做原料，使用硫酸和母液（用本专利技术方法所得析出草酸结晶后的母液）配制的酸液进行水解。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：巫云龙，于奕峰，张李丽，贺群英，沈心佩，尹省方，
申请(专利权)人：河北轻化工学院，
类型：发明
国别省市：13[中国|河北]