甲酸生产工艺技术及其市场应用的统计分析

　甲酸，又名蚁酸，化学分子式为HCOOH，无色，有刺激性气味，具有腐蚀性，是最简单的一元酸。甲酸作为基础有机化工原料被广泛用于医学，橡胶，皮革，染料等工业生产中。在医药工业，甲酸可用于合成咖啡因、安乃近、氨基比林、氨茶碱、维生素B1、甲硝唑、甲苯咪唑等；在橡胶行业，甲酸主要用于有机合成天然橡胶凝聚剂，橡胶防老剂等；在皮革行业，甲酸可用于制造皮革鞣软剂，脱灰剂、中和剂等；在染料工业，甲酸用与制造印染煤染剂，纤维和纸张的染色剂、处理剂等。由于甲酸在使用过程中可以分解成二氧化碳和水，对环境影响小，不产生污染。随着社会对企业环保要求的提高，国内外市场对甲酸的需求量日益增加，未来甲酸应用具有非常广阔的市场前景。本文综述了国内外甲酸生产工艺技术的现状和发展趋势，同时，对各种甲酸生产技术进行分析及近期市场分进行预测。
　　1 甲酸生产的主要工艺
　　目前，国内外甲酸生产的工艺主要可以概括为传统生产工艺，生物法生产工艺和二氧化碳法生产工艺三种工艺。
　　1.1 传统甲酸生产工艺
　　传统甲酸生产工艺有4 种：甲酰胺法、轻烃氧化法、甲酸钠法和甲酸甲酯水解法。目前，实际生产中甲酰胺法已经被淘汰，轻烃氧化法也没有发展前景。这里重点叙述普遍使用的甲酸钠法和甲酸甲酯水解法。
　　1.1.1 甲酸钠法
　　生产甲酸工业最早的工艺就是甲酸钠法，其原理是在特定的反应条件下，一氧化碳和氢氧化钠反应，生成甲酸钠；甲酸钠继续与硫酸发生酸解反应，生成甲酸和硫酸钠。以上反应均在由多级反应群组成的反应器中，具体工艺过程为：经过脱硫和压缩后的一氧化碳通入装有NaOH 溶液比重为20%～30%的反应器中，加热到160～200 ℃，待反应结束后，出料到蒸发釜，加热浓缩，经蒸馏、冷凝后，得到干燥的甲酸钠。然后在甲酸钠中加入浓硫酸，常温酸化反应半小时，反应得甲酸和硫酸钠，加热蒸发出甲酸。成品甲酸可通过浓度配比得到。
　　甲酸钠法生产甲酸技术成熟，流程简单，但是所需的原料成本高，污染严重，产生的废水多，劳动强度大。该工艺是目前国内才用的最主要的生产甲酸的工艺，但国外已经基本淘汰。
　　1.1.2 甲酸甲酯水解法
　　上世纪八十年代，甲酸甲酯水解法生产甲酸工艺开发成功并开始投入生产，是目前主流的甲酸生产工艺，其原理是：甲醇和羰基在催化剂作用下生成甲酸甲酯，然后甲酸甲酯发生水解生成甲酸和甲醇。具体的工艺过程为：由CO与甲醇发生羰基化反应生成甲酸甲酯，该反应的工艺条件是温度80 ℃，压力4.0 MPa甲醇钠做为催化剂。然后在温度140 ℃和压力1.8 MPa下甲酸甲酯水解得到甲酸和甲醇，此时的甲醇可循环使用，成品甲酸可通过分离精制得到，其浓度可达85%以上。甲酸甲酯水解法生产甲酸的原料成本只是甲酸钠工艺的65%。随着此工艺工业化进程，不少国际大公司参与研发升级，目前应用广泛的有：K-L工艺、SD-Bethlehem工艺、BASF工艺和USSR工艺。这四种各有其优缺点，其中BASF工艺甲酸甲酯转化率高，催化剂寿命长，但是是需要有机溶剂，工艺路线长，工艺操作困难；SD-Bethlehem工艺用甲醇钾作为催化剂，可低价使用较低浓度的合成气生产高纯度甲酸；USSR工艺工艺操作控制困难，投资高；K-L工艺投资最省，工艺过程最为经济合理。
　　1.2 生物法生产工艺
　　生物法生产工艺生产甲酸原理是：在氧气充足，反应完全的情况下，1 mol葡萄糖能氧化生成6 mol甲酸。由于甲酸易分解，该工艺需要严格的反应温度，反应时间以及催化剂，以保证甲酸成品有较高的收率。此工艺才用清洁环保的生物质能作为原料，在节约能源和环境无危害方面有重大的意义。然而，目前此工艺仍处于实验室研究阶段，要实现工业化生产任重而道远。
　　1.3 二氧化碳法生产工艺
　　二氧化碳法生产甲酸工艺的原理是：在催化剂作用下，二氧化碳和氢直接反应生成甲酸。该工艺原料利用率高，方法简单，对环境无污染。该工艺的关键是催化剂，在以往的研究中使用过铁镍合金、甘油、乙醇作为催化剂，结果都差强人意。最新研究提出使用异丙醇作为催化剂，该方法比以前的催化剂拥有显著优势，大大提高了甲酸产率。目前，对于二氧化碳法生产甲酸的工艺仍在继续研究中。
　　2 国内外甲酸市场应用探讨
　　甲酸作为基础有机化工原料被广泛用于医学，橡胶，皮革，染料等工业生产中。在医药工业，甲酸可用于合成咖啡因、安乃近、氨基比林、氨茶碱、维生素B1、甲硝唑、甲苯咪唑等；在橡胶行业，甲酸主要用于有机合成天然橡胶凝聚剂，橡胶防老剂等；在皮革行业，甲酸可用于制造皮革鞣软剂，脱灰剂、中和剂等；在染料工业，甲酸用与制造印染煤染剂，纤维和纸张的染色剂、处理剂等。
　　2.1 国际甲酸市场应用探讨
　　世界范围内，甲酸的需求趋势呈稳步增长。国际甲酸市场应用最大量的是皮革，主要用于制造皮革鞣软剂，脱灰剂、中和剂，防止皮革发霉等。其次是农业，用于保存青饲料和谷物。下表1为国外主要地区甲酸市场应用。
　　美国的甲酸市场14.9%的甲酸用于橡胶化学品， 14.1%用于医药，12%用于催化剂，其次为皮革，增塑剂，植物印染等行业，据统计美国年甲酸消耗量为2.5 t；西欧为甲酸最大的需求地区，占世界总需求的60%，每年约45%的甲酸用于是饲料青贮，18%用于橡胶化学品，18%用于皮革行业，其余用于医学和植物印染等，据统计西欧每年甲酸消费量约30 万t。特别是2006年后，欧盟禁止在饲料中添加抗生素防霉，甲酸的市场需求量显著增加，年增长量约3%，市场也尤为广阔。日本甲酸市场应用30%用于印染，30%用于医药，25%用于皮革业，据统计日本甲酸年消耗约万余吨。
　　另外，东南亚也是重要的甲酸市场，主要用于橡胶行业，有机合成天然橡胶凝聚剂，橡胶防老剂等。泰国、印尼和马来西亚三大天然橡胶产量国，每年橡胶产量速度增长可达3%，甲酸需求量也将逐年增加。目前，马来西亚的每的甲酸年需求量就可达1 万t；泰国，其橡胶产量占世界总量的36%，而所需甲酸完全依赖进口。未来，东南亚地区甲酸的需求量稳中有升，而且国际甲酸市场用于保存青饲料的应用有很大的增长势头。
　　2.2 国内甲酸市场应用

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　　目前，随着我国经济的增长和工业化水平的提高，国内甲酸的产量和消费量均不断增长。我国生产的甲酸80% 以上远销东南亚和日本，其次是欧洲约占12%，剩余均到大洋洲。国内甲酸主要用于医学，化工，农药，橡胶等，其中医学约占甲酸总消耗量的50%。
　　3 结 语
　　与国际市场相比，甲酸在国内的皮革、印染、青贮饲料霉等方面的应用基本上属于空白。随着中国政府对环保的高度重视，作为皮革加工和纺织生产大国，甲酸在国内皮革和印染行业中的市场需求量将大大提高；同时，随着我国正在开发的青饲料保鲜剂和谷物防霉剂，甲酸因加工质童高、环境污染小等突出优点将有较大的潜在市场。
　　参考文献：
　　[1] 宁忠培，戴志谦.甲酸生产工艺技术与应用[J].化学工程师，2009，（4）：52-55.
　　[2] 王立华.甲酸生产技术及市场分析[J].山东化工，2006，（25）：43-46.
　　[3] 卢振成，吴昕.甲酸生产技术经济及市场分析[J].云南化工.2007，（34）：30-33.
　　[4] 张敏，周婧斐.甲酸用途与生产的研究进展[J].安徽农业科学.2012，（1）：310-313.

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