Introducción al proceso y flujo de producción de ácido fórmico

I. Resumen

El ácido fórmico (ácido metanoico) es el ácido carboxílico más simple y se utiliza ampliamente en el curtido de cuero, el teñido e impresión de textiles, aditivos para caucho, productos farmacéuticos, pesticidas y síntesis química. A continuación se presentan las principales rutas de producción industrial de ácido fórmico:

Carbonilación de metanol (proceso principal)

Hidrólisis de formiato de metilo

Hidrogenación de ácido oxálico

Síntesis de dióxido de carbono e hidrógeno (proceso verde emergente)

II. Principales procesos de producción

1. Carbonilación de metanol (el más utilizado)

Materias primas: metanol (CH₃OH), monóxido de carbono (CO)

Reacción: En presencia de un catalizador, el metanol y el monóxido de carbono reaccionan para formar formiato de metilo (HCOOCH₃), que luego se hidroliza para producir ácido fórmico.

Ecuación de reacción:

CH₃OH + CO → HCOOCH₃

HCOOCH₃ + H₂O → HCOOH + CH₃OH

Características: El metanol subproducto puede reciclarse, el proceso es maduro y el costo es bajo, lo que lo convierte en el método más utilizado.

2. Método de hidrólisis de formiato de metilo

El formiato de metilo se hidroliza directamente para producir ácido fórmico mediante hidrólisis catalizada por ácido o base.

Adecuado para producción a pequeña escala, el proceso es simple, pero el costo de las materias primas es relativamente alto.

3. Método de hidrogenación de ácido oxálico

El ácido oxálico se utiliza como materia prima para producir ácido fórmico mediante hidrogenación catalítica en condiciones de alta temperatura y alta presión.

Debido a las limitaciones de la fuente de materias primas y el costo, actualmente se utiliza menos.

4. Método de hidrogenación de dióxido de carbono (nuevo proceso verde)

Se sintetizan ácido fórmico o sales de formiato utilizando CO₂ y H₂ como materias primas sobre un catalizador.

Respetuoso con el medio ambiente, con una amplia gama de fuentes de materias primas, pero el catalizador y el proceso aún están en la etapa de investigación, desarrollo y optimización.

III. Resumen del proceso de producción (tomando como ejemplo la carbonilación de metanol)

Pretratamiento de materias primas: refinación de metanol; purificación de monóxido de carbono (eliminación de impurezas como azufre y oxígeno)

Reacción de síntesis: Metanol + CO → Formiato de metilo

Separación y recuperación: El formiato de metilo se separa de los subproductos y el metanol sin reaccionar se recicla

Hidrólisis: El formiato de metilo reacciona con agua para producir ácido fórmico y metanol

Destilación y purificación: El ácido fórmico se separa del metanol para obtener la concentración deseada de ácido fórmico (85%, 90%, 99%)

Almacenamiento del producto: El ácido fórmico terminado se almacena en recipientes sellados para evitar el contacto directo con la piel.