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草酸遍布于自然界,常以草酸鹽形式存在于植物如伏?;?、羊蹄草、酢漿草和酸模草的細(xì)胞膜,幾乎所有的植物都含有草酸鈣。草酸是植物特別是草本植物常具有的成分,多以鉀鹽或鈣鹽的形式存在。秋海棠、芭蕉中以游離酸的形式存在。從前工業(yè)上用木屑和強(qiáng)堿在240~250℃共熔,首先制取草酸鹽,再經(jīng)酸化即得草酸。后來(lái),采用甲酸鈉脫氫法生產(chǎn)草酸。工業(yè)上取(如生產(chǎn)尾氣)經(jīng)吸收后,制得甲酸鈉,后者在380℃下脫氫得到草酸鈉,再經(jīng)石灰、硫酸處理,制成草酸
草酸是生物體的一種代謝產(chǎn)物,廣泛分布于植物、動(dòng)物和真菌體中,并在不同的生命體中發(fā)揮不同 的功能。 研究發(fā)現(xiàn)百多種植物富含草酸,尤以菠菜、莧菜、甜菜、、芋頭、甘薯和大黃等植物中含量高,由于草酸可降低礦質(zhì)元素的生物利用率,在人體中容易與鈣離子形成草酸鈣導(dǎo)致,所以草酸往往被認(rèn)為是一種礦質(zhì)元素吸收利用的拮抗物。 工業(yè)化生產(chǎn)方法主要有:甲酸鈉法、氧化法、羰基合成法、乙二醇氧化法、氧化法、偶聯(lián)法。
1、甲酸鈉法 凈化后在加壓情況下與反應(yīng),生成甲酸鈉,然后經(jīng)高溫脫氫生成草酸鈉,草酸鈉再經(jīng)鉛化(或鈣化)、酸化、結(jié)晶和脫水干燥等工序,得到成品草酸。與合成壓力一般為1.8-2.0MPa。脫氫溫度為400℃。
2、氧化法 以淀粉或葡萄糖母液為原料,在礬觸媒存在下,與-硫酸進(jìn)行氧化反應(yīng)得草酸。廢氣中的氧化氮送吸收塔回收生成稀。
3、羰基合成法 經(jīng)提純到90%以上,在鈀催化劑存在下與丁醇發(fā)生羰基化反應(yīng),生成草酸二丁酯,然后通過(guò)水解得到草酸,此法分為液相法和氣相法兩種,氣相法反應(yīng)條件較低,反應(yīng)壓力為300-400kPa。而液相法反應(yīng)壓力為13.0-15.0MPa。
草酸的生產(chǎn)過(guò)程是在廠房里進(jìn)行的,相對(duì)來(lái)說(shuō)廠房比較密閉,做好有必要的通風(fēng)措施,在生產(chǎn)的時(shí)候,及時(shí)排出廢氣,它需要做的通風(fēng)措施有哪些?
1、使用防爆型的通風(fēng)系統(tǒng)和設(shè)備。防止蒸氣泄漏到工作場(chǎng)所空氣中。灌裝時(shí)應(yīng)控制流速,且有接地裝置,防止靜電積聚。草酸避免與氧化劑、堿金屬、酸類、胺類接觸。
2、生產(chǎn)草酸要嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。要經(jīng)過(guò)密閉操作,通風(fēng)。
3、配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材及泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。倒空的容器可能殘留有害物。儲(chǔ)存于干燥、陰涼、通風(fēng)良好的庫(kù)房。遠(yuǎn)離火種、熱源。草酸包裝密封,切勿受潮。應(yīng)與物、酸類等分開(kāi)存放。
草酸的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛了,不僅是許多試劑的常用的原料,而且也可以作為一些催化劑,金屬螯合劑來(lái)使用,在生產(chǎn)的時(shí)候用到了哪些生產(chǎn)工藝呢?
1、碳水化合物氧化法 把粗淀粉分散到等量的草酸水溶液,加熱加酸,回流,淀粉水解成單糖,然后加入和鐵-釩催化劑水解,反應(yīng)后精制即得工業(yè)草酸。后面工序基本上是連續(xù)操作。
2、氧化法 用氧化使轉(zhuǎn)化為α-硝基乳酸,中間產(chǎn)物在催化劑存在的環(huán)境下進(jìn)行氧化。在中加入九水合作為催化劑。
3、纖維素堿熔法 纖維素材料通常使用生產(chǎn)廢料。這些物料與或混合生成草酸鹽等產(chǎn)物。用熱水進(jìn)出反應(yīng)產(chǎn)物,冷卻后得到沉淀。濾出沉淀,溶于熱水,加石灰得到草酸鈣。草酸鈣用稀硫酸處理,過(guò)濾除去硫酸鈣,濃溶液冷卻后得到工業(yè)草酸。