以电石炉尾气为原料制备甲酸钾、钠的方法 【技术领域】
本发明涉及一种甲酸盐的生产工艺，特别是一种利用电石炉尾气制备甲酸钾、钠的方法。背景技术
甲酸钾作为一种重要的化合物，广泛应用于石油开采行业，用作石油开采的钻井液时，它能够实现高密度，并保持低粘度，提高钻井速度，延长钻头使用寿命，是石油开采技术领域的一种新型材料。甲酸钾还可作为制备草酸和甲酸及甲酰胺等重要的化工产品的原料，也可作为饲料添加剂，市场前景十分广阔。甲酸钠作为基本化工原料，主要用作保险粉、甲酸等基本化工原料和石油工业的压井液等，具有较好的市场前景。
目前，制备甲酸盐通常有两种方法，一种是采用酸碱反应制取化学试剂型甲酸盐，这种方法价格成本昂贵；另一种是用硫酸盐与甲酸反应制得甲酸盐，此工艺复杂，生产成本也较高。日本专利文献JP7714716“Alkali Metal Formates”公开了一种用碱金属与碳酸盐和二氧化碳及氢反应来生产甲酸钾和甲酸钠，该工艺制得的甲酸盐产品浓度低，无实用价值。另有中国专利00112814.0公开了应用氢氧化钾溶液与纯度大于90％的一氧化碳气体反应制备甲酸钾的方法。由于该法对一氧化碳纯度的要求高，制备高纯度一氧化碳的工艺也较为复杂。
电石厂生产电石时会产生大量的一氧化碳，但该一氧化碳地浓度不高，一般不能直接进行回收利用，但排放会造成严重的污染。发明内容
本发明的目的在于提供一种以电石厂电石炉尾气为原料制备甲酸钾的方法，其不仅可以实现电石炉尾气的回收利用，降低电石炉尾气对环境的污染，同时还可以生产出价值较高的化工产品甲酸钾。
本发明是以电石炉尾气为原料制备甲酸钾的方法，包括以下步骤：
(a)：电石炉尾气降温除尘：电石炉排放的尾气经过水洗塔进行降温除尘；
(b)：电石炉尾气净化：经步骤(a)降温除尘后的电石炉尾气进入装有净化剂的净化塔脱除硫化氢、二氧化碳等酸性气体及微量粉尘；
(c)：压缩增压：用压缩机将净化后的电石炉尾气加压至反应压力；
(d)：吸收：电石炉尾气在1.2～2.4Mpa的压力，120-220摄氏度的条件下，经过多个串联反应器的逐级循环吸收，与15～50％的氢氧化钾溶液作用生成含有甲酸钾的溶液；
(e)：干燥包装：甲酸钾溶液经脱水干燥后，进行包装得到产品甲酸钾。
上述的步骤(a)中，降温除尘后尾气中尘的含量要求小于10mg/Nm3。
上述步骤(c)中是将电石炉尾气中的硫化氢、二氧化碳等酸性气体以及粉尘除掉，并不要求一氧化碳的浓度。
上述吸收过程中使用的该氢氧化钾溶液进入反应器的温度为120～200摄氏度。
上述步骤(d)中的吸收反应器的个数可以是4～12个，逐级循环吸收。
本发明方法通过逐级循环吸收反应的方法，使电石炉尾气中的一氧化碳气体充分得到吸收，并转化为甲酸钾。不仅解决了电石炉尾气产生的污染问题，还得到了价值较高的化工原料甲酸钾。附图说明
图1是本发明的工艺流程图。具体实施方式
如图1所示，电石炉尾气在风机的作用下从底部进入洗涤塔1，同时洗涤塔1的顶部引入洗涤水，在洗涤塔1内洗涤水和电石炉尾气相向流动作用，使电石炉尾气内的灰尘沉降到塔的底部而清除，同时还可以吸收部分可溶性气体。
接着将从塔顶引出的除尘后尾气通过风机2引入净化塔3的底部进入净化塔，在净化塔3内装有ALGA-B01型吸附剂，该吸附剂可以吸收脱除硫化氢、二氧化碳等酸性气体及微量粉尘，进一步净化电石炉尾气，减少付产物的产生，提高甲酸钾的纯度。
经净化的电石炉尾气经压缩机4的压缩，使尾气的压力在1.2～2.4Mpa的之间，温度在120-220摄氏度之间，引入串联的5个反应器7内，进行逐级循环吸收。吸收液采用15％～50％的氢氧化钾溶液，该氢氧化钾溶液的温度控制在120～220摄氏度之间，以确保吸收反应温度。氢氧化钾溶液储存在储存槽5中，并通过加热器6进行加热。
如图1所示，电石炉尾气和氢氧化钾溶液均从反应器的顶部进入，在各个反应器之间设有控制阀门。其中阀门V11、V21、V31、V41、V51分别控制电石炉尾气进入不同的反应器R1、R2、R3、R4、R5；阀门V12、V22、V32、V42、V52分别控制氢氧化钾溶液进入反应器R1、R2、R3、R4、R5。各反应器还分别设有反应后的尾气排出阀门V14、V24、V34、V44、V54，分别用于排放反应后的电石炉尾气。同时各反应器之间的管线上还设有阀门V13、V23、V33、V43，以控制逐级循环吸收的方法和步骤。与各反应器连接的阀门V15、V25、V35、V45、V55分别控制反应液体的引出。
本实施例的操作顺序如下：打开阀门V11、V13、V23、V33、V44，其它阀门关闭，净化后的电石炉尾气进入甲酸钾浓度最大的第一反应器R1，经第一个反应器R1吸收后的尾气进入甲酸钾浓度次之第二反应器R2，以此类推，通过反应R3，直至进入反应器R4，此时的反应后的尾气经V44排出。而反应器R5装好氢氧化钾作为下一次循环使用。待反应器R1吸收完毕后，关闭阀门V11、V13，切断反应器R1的气源，打开阀门V15将反应器R1中的甲酸钾溶液放出进行喷雾干燥，再开阀V12将配制好的氢氧化钾溶液装入反应器作为下一次循环时用，完成一个吸收循环。打开阀门V21，使电石炉尾气切换到反应器R2，接着关闭阀门V44，打开阀门V43、V54，使电石炉尾气经过反应器R2、R3、R4、R5的吸收循环。再放出反应器R2中甲酸钾溶液。依次进行的吸收循环为R3、R4、R5、R1循环，R4、R5、R1、R2循环，R5、R1、R2、R3循环。经过逐级循环吸收，大大提高了电石炉尾气的吸收效率。
由于甲酸钾在水中的溶解度较大，如在90摄氏度时，甲酸钾在水中的溶解度为657克/100克水。因此本发明采用喷雾干燥的方法来生产固体的甲酸钾。
当然，上述生产甲酸钾的方法完全可以用来生产甲酸钠。
本发明的方法解决了电石厂电石炉尾气排放问题，消除了电石炉尾气排放对环境的污染，具有明显的社会效益；利用电石炉尾气生产的甲酸钾是一种价值高的重要的化工产品，给企业带来较大的经济效益；本发明方法生产的甲酸钾产品纯度高，可根据需要生产90-99％的产品。由于采用废气为原料，故生产成本低，产品在市场上有很强的竟争力。对生产甲酸钾的原料气中一氧化碳的含量无任何要求，避免了需获取高浓度一氧化碳原料气而增加浓缩设备带来的投资增大的问题。