способ получения формиата натрия

Формула изобретения

Способ получения формиата натрия щелочным гидролизом хлорорганических продуктов, отличающийся тем, что процесс осуществляется путем каталитического гидродехлорирования четыреххлористого углерода водородом в водном растворе NaOH в присутствии палладиевого катализатора на углеродном носителе в интервале температур 90-110°С и давлений в системе 1,2-1,9 МПа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу получения формиата натрия, используемого в качестве консерванта кормов (силоса, влажного сена) в сельском хозяйстве, кожевенной промышленности и других областях, а также для получения муравьиной кислоты.

Известен способ получение формиата натрия совместно с хлороформом путем взаимодействия водного раствора NaOH с хлоралем (RU 2076854). Процесс ведут с добавлением к реакционной мессе избытка активного хлора. Реационная масса расслаивается на хлороформ и водную фазу, содержащую формиат натрия, хлорид и гипохлорит натрия. Процесс ведут при температурах до 40°С. Недостатком процесса является использование избытка активного хлора - сильного окислителя, способствующего образованию побочных продуктов

Наиболее близким к изобретению по технической сути является способ получения формиата натрия путем взаимодействия водного раствора NaOH с хлороформом (Промышленные хлорорганические продукты. Справочник. / Под ред. Л.А.Ошина. - М.: Химия, 1978, с.26-31). Процесс ведут при 56°С. Начальная концентрация NaOH составляет 8-10% масс. При этом кроме формиата натрия в продуктах образуется монооксид углерода (СО), и при увеличении концентрации щелочи выход формиата натрия снижается. Основными недостатками данного способа являются использование в качестве сырья товарного хлороформа, низкая селективность по формиату натрия и образование в качестве побочного продукта монооксида углерода, который имеет 2 класс опасности.

Технической задачей настоящего изобретения является замена товарного хлороформа на четыреххлористый углерод (ЧХУ), увеличение селективности по формиату натрия, увеличение безопасности процесса за счет исключения из продуктов реакции СО.

Данная задача решается путем каталитического гидродехлорирования ЧХУ газообразным водородом в водном растворе NaOH в присутствии палладиевого катализатора на углеродном носителе (УН), в интервале температур 90-110°С и давлений в системе 1,2-1,9 МПа.

Примеры, иллюстрирующие способ

Пример 1 (по прототипу)

Процесс проводили на лабораторной установке, включающей реактор - стеклянную круглодонную колбу, снабженную колбонагревателем и обратным холодильником. В реактор загрузили 20,02 г NaOH, 141,40 г воды, 15.28 г. хлороформа.

Реактор разогрели до температуры 57°С, при этом наблюдалось интенсивное кипение реакционной массы. Пары воды и хлороформа конденсировались в обратном холодильнике и возвращались в реактор, монооксид углерода после холодильника собирали в газометре. Опыт вели в течение 60 минут. Конверсия хлороформа составила 78%, селективность по формиату натрия - 57%.

Примеры 2-9

Процесс проводился в стальном реакторе при давлениях от 1,1-1,9 МПа и температурах 90-110°С. Обогрев реактора осуществлялся подачей теплоносителя из термостата в рубашку реактора.

После опыта реакционную массу разделяли на водную и органическую фазы. Органическую фазу анализировали хроматографически. Водную - на определение хлор-аниона титриметрически. В реактор загружали 23 г ЧХУ, 96 г водного раствора щелочи (20% мас.), 1,5 г гранулированного катализатора (1% металлического палладия, нанесенного на УН). Реакционную массу разогревали до заданной температуры. В реактор подавали водород до достижения заданного давления. Опыт длился 60 минут. Условия и результаты опытов представлены в таблице 1.

Таблица 1
Условия проведения процесса получения формиата натрия и результаты
Пример	Катализатор	Температура,°С	Давление, МПа	Селективность, %
Формиат натрия	СО
1 (по прототипу)	отсутствует	57	0,1	57,2	42,8
2	1% Pd на УН	90	1,9	74,4	отсутствует
3	1% Pd Ha УН	100	1,9	72,1	отсутствует
4	1% Pd на УН	110	1,9	69,3	отсутствует
5	1% Pd на УН	120	1,9	63,7	отсутствует
6	1% Pd нa УН	130	1,9	56,4	отсутствует
7	1% Pd Ha УН	110	1,7	67,6	отсутствует
8	1% Pd нa УН	110	1,5	64,4	отсутствует
9	1% Pd нa УН	110	1,2	62,3	отсутствует

Анализ данных, представленных в таблице, показывает, что применение в качестве сырья ЧХУ вместо хлороформа дает увеличение селективности по формиату натрия, при этом полностью отсутствует в продуктах окись углерода.

При температуре ниже 90°С наблюдается заметное снижение конверсии ЧХУ. При температурах выше 120°С селективность по формиату натрия уменьшается. Также при давлениях ниже 1,2 МПа выход формиата резко снижается, и процесс становится неконкурентоспособным прототипу.