高純度固體甲醇鈉的生產(chǎn)方法及應(yīng)用

陳寶毅

（銀川精鷹精細(xì)化工有限公司，寧夏銀川 750021）

高純度固體甲醇鈉有著比較廣泛的用途。主要用于維生素A1、維生素B1、長(zhǎng)效磺胺、磺胺嘧啶等制藥工業(yè)；用于生物柴油工業(yè)；用于食用催化劑和分析試劑等。近十年來(lái)，固體甲醇鈉的主產(chǎn)地已從山東、安徽等地發(fā)展到寧夏、內(nèi)蒙古等西北地區(qū)，單個(gè)固體甲醇鈉企業(yè)的產(chǎn)能規(guī)模已在寧夏發(fā)展到萬(wàn)噸以上，市場(chǎng)潛力仍在不斷擴(kuò)大。該產(chǎn)品具有產(chǎn)銷(xiāo)機(jī)動(dòng)、靈活、環(huán)保及成本低等特點(diǎn)，生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益一直呈現(xiàn)較好態(tài)勢(shì)，為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)做出了一定的貢獻(xiàn)。寧夏、內(nèi)蒙等西北地區(qū)具有氣候干燥及電力、人力、甲醇、金屬鈉等資源優(yōu)勢(shì)，非常適合甲醇鈉企業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展。但個(gè)別甲醇鈉企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中還潛存著易燃易爆等不安全隱患，可能會(huì)給企業(yè)造成一定的損失，也會(huì)給社會(huì)生產(chǎn)生活造成一些不良影響。本文正是從這些方面考量，根據(jù)多年的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)做了一些詳細(xì)的介紹和補(bǔ)充說(shuō)明，以期同行借鑒，能夠真正實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益雙贏。

1 固體甲醇鈉的理化性質(zhì)

1.1 產(chǎn)品概述

產(chǎn)品中文名稱(chēng)：甲醇鈉，英文名稱(chēng)：Sodium methoxide；Sodium methylate，別名：甲氧基鈉，國(guó)標(biāo)編號(hào)：42020，CAS 號(hào)124-41-4。

1.2 主要理化性質(zhì)

分子式：CH3ONa，外觀與性狀：白色無(wú)定形易流動(dòng)粉末，無(wú)臭，相對(duì)分子質(zhì)量：54.02，沸點(diǎn)：＞450 ℃，溶解性：溶于甲醇、乙醇，密度：相對(duì)密度（水=1）1.3；相對(duì)密度（空氣=1）1.1，穩(wěn)定性：穩(wěn)定，危險(xiǎn)標(biāo)記：20（堿性腐蝕品）36（自燃物品），固體甲醇鈉呈無(wú)定型白色粉末狀，極易吸潮。遇水分解成甲醇和氫氧化鈉，在126.6 ℃以上的空氣中分解。有強(qiáng)烈的刺激性，極強(qiáng)的腐蝕性。

1.3 固體甲醇鈉行業(yè)質(zhì)量指標(biāo)

固體甲醇鈉（粉末）是甲醇鈉的純品，生產(chǎn)企業(yè)一般能達(dá)到97 %～99 %的含量；用于生產(chǎn)固體時(shí)的液體甲醇鈉含量常控制在27.5 %～31 %；銷(xiāo)售液體時(shí)其含量也可視客戶需要進(jìn)行調(diào)制。

表1 固體甲醇鈉產(chǎn)品行業(yè)理化指標(biāo)

2 固體甲醇鈉的生產(chǎn)方法

2.1 固體甲醇鈉生產(chǎn)工藝流程

2.1.1 生產(chǎn)原理 化學(xué)反應(yīng)方程式：

圖1 生產(chǎn)工藝流程圖

2.1.2 生產(chǎn)工藝流程（見(jiàn)圖1）及說(shuō)明 生產(chǎn)工藝流程說(shuō)明：金屬鈉和甲醇按規(guī)定配比在反應(yīng)釜中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)（甲醇過(guò)量），生成甲醇鈉溶液和混合氣體（即：氣體甲醇和氫氣），混合氣體經(jīng)過(guò)冷卻，氣體甲醇冷凝后回流再入反應(yīng)釜繼續(xù)參加反應(yīng)或作溶劑，不凝氣體氫氣排入大氣中。液體甲醇鈉經(jīng)保溫、靜置、沉淀后用泵打入耙式干燥機(jī)并在高溫、負(fù)壓狀態(tài)下干燥成固體甲醇鈉（粉體），經(jīng)質(zhì)檢合格后按需求規(guī)格包裝即成為固體甲醇鈉產(chǎn)品。

2.1.3 生產(chǎn)材料及動(dòng)力 甲醇、金屬鈉、電、水蒸汽、冷卻水等。

2.2 生產(chǎn)過(guò)程控制要點(diǎn)

2.2.1 生產(chǎn)液體甲醇鈉 生產(chǎn)實(shí)踐中，生產(chǎn)液體甲醇鈉時(shí)所用反應(yīng)釜的容積在2 000～5 000 L 較好。金屬鈉和甲醇的投料比控制在1：7.4（質(zhì)量比），金屬鈉含量≥99.7 %，甲醇含量≥99.96 %。整個(gè)反應(yīng)過(guò)程約需時(shí)長(zhǎng)8～10 h。生產(chǎn)的液體甲醇鈉需用泵打入儲(chǔ)罐內(nèi)靜置24小時(shí)左右，需定期檢查并清理儲(chǔ)罐底部沉淀物。

2.2.2 生產(chǎn)固體甲醇鈉 生產(chǎn)實(shí)踐中，生產(chǎn)固體甲醇鈉常用容積為4 000 L 的真空耙式干燥機(jī)，投料容積率為80 %。干燥過(guò)程分前、中、后期，整個(gè)干燥過(guò)程約需時(shí)長(zhǎng)18～22 h。其中，前期干燥主要是用水蒸汽給耙機(jī)升溫蒸出甲醇，甲醇的蒸發(fā)量與冷凝回流量均較大，時(shí)長(zhǎng)約2～3 h，水蒸汽壓力控制在0.3～0.4 MPa，真空度控在-0.07 MPa 左右，溫度控制在80～100 ℃；中期干燥主要是恒溫均勻干燥，約需時(shí)長(zhǎng)12～14 h，水蒸汽壓力控制在0.3 MPa 左右，真空度控制在-0.06～-0.07 MPa 左右，溫度控制在80～100 ℃，甲醇蒸發(fā)與冷凝回流慢長(zhǎng)；后期干燥主要是研磨、降溫，時(shí)長(zhǎng)約4～5 h，水蒸汽壓力控制在0.3 MPa，溫度控制在80 ℃，當(dāng)真空度增高至-0.08 MPa 時(shí)開(kāi)始用冷卻水給耙機(jī)降溫，降溫至40℃以下時(shí)向耙機(jī)內(nèi)充入氮?dú)獬掷m(xù)10 min 防著火，之后取樣化驗(yàn)合格，干燥過(guò)程結(jié)束。生產(chǎn)實(shí)踐中固體甲醇鈉產(chǎn)品品質(zhì)（見(jiàn)表2）。

表2

3 生產(chǎn)過(guò)程中安全注意事項(xiàng)

原料：金屬鈉含量在99.7 %以上，鈉棒表面無(wú)氧化。甲醇含水量在0.04 %以下。鈉棒氧化了將嚴(yán)重影響產(chǎn)品的收率和品質(zhì)，甲醇含水量高則會(huì)產(chǎn)生過(guò)多的氫氧化鈉（游離堿）影響產(chǎn)品的質(zhì)量。

投料生產(chǎn)（反應(yīng)）：必須嚴(yán)格按照安檢、吹除、投入金屬鈉、緊固投料口大蓋、甲醇計(jì)量、滴加甲醇的順序進(jìn)行。檢查冷卻水系統(tǒng)無(wú)躥流等隱患；檢查反應(yīng)釜上防爆管完好；檢查反應(yīng)釜釜底不得殘留有前一釜剩留的鈉粒、殘液（有則務(wù)必安全地清凈）；把反應(yīng)釜內(nèi)壁用干空氣（或氮?dú)猓┐蹈芍脫Q至無(wú)醇味；投鈉棒時(shí)，操作人員務(wù)必站在投料口的側(cè)面（不得正面面對(duì)反應(yīng)釜的投料口）投料，嚴(yán)防閃爆傷人；投料畢，關(guān)閉擰緊反應(yīng)釜的投料口大蓋，所用板手等鐵質(zhì)物品須輕拿輕放，嚴(yán)禁撞擊產(chǎn)生火花，嚴(yán)防閃爆；嚴(yán)防甲醇計(jì)量罐溢流甲醇，否則可能會(huì)致著火事故；滴加甲醇時(shí)控制好流速；觀察釜溫釜壓。

液體甲醇鈉靜置沉淀：液體甲醇鈉需在罐儲(chǔ)內(nèi)靜置沉淀24 h 以上；適時(shí)清理罐底雜物，防堵和防有鈉粒；嚴(yán)防液體甲醇鈉從儲(chǔ)罐上部阻火器溢出流淌，罐底下部不得有蒸汽管道，否則，可能會(huì)引燃溢流的甲醇致著火事故。

液體甲醇鈉干燥：控制好真空度和蒸汽溫度及蒸餾時(shí)間，防止甲醇過(guò)度從真空系統(tǒng)流失；降溫結(jié)束時(shí)務(wù)必充入氮?dú)猓乐辜状尖c著火；檢查冷卻水系統(tǒng)。

甲醇鈉包裝：包裝前必須檢查包裝袋無(wú)破損、無(wú)潮濕，固體甲醇鈉一旦受潮就會(huì)自燃燒廢。包裝的成品甲醇鈉需置放在陰涼通風(fēng)處。

甲醇鈉的生產(chǎn)過(guò)程中必須防水、防潮、防靜電、防火花、防氧化、防明火、防甲醇泄漏、防高溫、降低車(chē)間空氣中甲醇的濃度等，車(chē)間通風(fēng)必須良好。務(wù)必確保整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程安全，一旦發(fā)生著火、閃爆，后果極為嚴(yán)重。

4 結(jié)論

采用鈉法技術(shù)工藝條件（金屬鈉和甲醇發(fā)生置換反應(yīng)）生產(chǎn)固體甲醇鈉，可成功地制備甲醇鈉工業(yè)化產(chǎn)品，產(chǎn)品的含量和游離堿等指標(biāo)均優(yōu)于HG/T2561-94標(biāo)準(zhǔn)，主含量高，游離堿低，活性強(qiáng)，能有效地增加用戶產(chǎn)品的收率和成色。鈉法技術(shù)，工藝簡(jiǎn)單、設(shè)備投入少、節(jié)能、節(jié)水、環(huán)保、安全性高。產(chǎn)品品質(zhì)完全可以滿足醫(yī)藥等行業(yè)的需要，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)可為企業(yè)贏得豐厚的經(jīng)濟(jì)效益。

［1］ GB22379-2008，工業(yè)金屬鈉［S］.2008.

［2］ GB13690-1992，常用危險(xiǎn)化學(xué)品的分類(lèi)及標(biāo)志［S］.1992.

［3］ 謝克昌，房鼎業(yè).甲醇工藝學(xué)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.