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甲酸的主要应用

发布日期:2020/10/26 11:48:42

背景及概述[1]

甲酸是最简单的有机酸,少量存在于蚁、蜂体内,故又名“蚁酸”。分子式为HCOOH。为无色透明有刺激气味的发烟液体,易溶于水,醇及醚。有较强酸性和还原性,是重要的化工原料。易挥发,受热发生分解。遇火种高热有燃烧危险。其蒸汽与空气能形成爆炸性混合物。遇过氧化氢会引起爆炸。有毒,吸入体内会刺激肺及胃,大量吸入会致人死亡。空气中最高容许浓度为5ppm。相对密度:1.23(15℃/4℃);凝固点:8.4℃;闪点:68.89℃;沸点:101℃;自燃点:600℃;爆炸极限:18%~57%。贮藏时要远离火种、热源,应与氧化剂、碱类、强酸,H发孔剂及氰化物隔离。装卸时要轻拿轻放、不得倒置。防止结水、防止包装破损。对散漏物要用水冲洗,但处理时要戴防护工具。与皮肤接触反应立即用大量水冲洗,必要时再敷软膏。吸入中毒时应急送医院。制取甲酸工业上一般用一氧化碳和氢氧化钠,在医药、皮革、印染、纺织、橡胶和农药等行业中有广泛应用。我国主要产地在河南、沈阳、江西、江苏、济南、广西等地。年出口量近6000吨,主要运往马来西亚、日本和新西兰。

应用[2]

甲酸(Formicacid),俗称蚁酸,作为最简单的有机羧酸,与其他有机酸相比,其分子中既含有羧基又含有醛基,因此甲酸既有酸的性质,又有醛的性质。作为重要的化工原料,甲酸在橡胶、制革、医药、农药、染料、燃料电池、催化制氢、农业、环境保护(为绿色融雪剂的主要原料)及其他多种行业具有广泛用途,近年来国内甲酸需求量一直以10%以上的速度增长。

中毒诊断要点[3]

1.吸入低浓度蒸气,可致眼结膜及呼吸道刺激症状,如鼻咽部不适、咽痛、咳嗽、胸痛、呼吸困难等;吸入高浓度后可有流泪、流涕、喷嚏、咳嗽、咽痛及声音嘶哑等,重者可发生结膜炎、眼睑水肿、鼻炎、支气管炎,甚至可引起急性化学性肺炎。

2.皮肤接触主要引起刺激症状,表现为皮肤发红、结膜充血。7%甲酸溶液亦可引起皮肤灼伤,有水疱,灼伤处无痛,愈合后不留瘢痕。

3.吞咽后出现流涎、口腔和咽喉有灼热感,并伴有呕吐、腹泻及剧烈的腹痛。浓甲酸可腐蚀口腔及消化道黏膜,引起呕吐、腹泻及胃肠出血,并可引起肾损害,重者可死亡。

中毒处理原则[3]

1.吸入中毒,予以吸氧,可给予2%~4%的碳酸氢钠溶液雾化吸入,防治化学性肺炎。

2.眼部损害可用生理盐水或2%碳酸氢钠溶液冲洗。如现场无上述溶液则应用大量清水冲洗。重者可用肾上腺糖皮质激素及抗生素眼药水交替点眼,必要时请眼科处理。

3.皮肤接触后,用清水、生理盐水或4%碳酸氢钠溶液冲洗。

4.误服者催吐、洗胃及导泻。洗胃可用清水或2.5%氧化镁溶液,不可用碳酸氢钠溶液,以免产生二氧化碳而引起胃穿孔的可能。可口服牛奶、豆浆及蛋清等黏膜保护剂。

5.对症治疗。

制备[2]

甲酸的制备主要有传统工艺、生物法工艺和二氧化碳加氢3种工艺,其中所谓传统工艺主要有甲酸钠法、丁烷液相氧化法、甲酰胺法、甲醇羰基合成法及甲酸甲酯水解法;生物法是指在氧气充足和反应完全的条件下,由葡萄糖氧化制备甲酸的工艺,虽然在理论上1mol葡萄糖可氧化生成6mol甲酸,但是该工艺目前仍然处于实验室阶段,实现产业化尚需时日。目前,甲酸的生产仍然以传统工艺为主。1935年,Farlow和Adkins最早发现以RaneyNi为催化剂,二氧化碳加氢可产生甲酸(盐)。而到了20世纪90年代,以二氧化碳

为碳源,经还原反应制备甲酸(盐)或者甲酸酯的工艺日渐成为C1化学研究的热点,也成为二氧化碳利用的重要途径之一。二氧化碳加氢制甲酸的反应方程式为:

显然在理论上属于原子经济性100%的绿色工艺。研究该反应,一是对于如何将热力学上稳定的惰性分子二氧化碳进行活化具有理论价值;二是二氧化碳加氢转化为甲酸的反应也是无机物转化为有机物的反应;三是可以将温室气体二氧化碳转化为具有广泛用途甲酸及其衍生物;四是制备的甲酸是重要的液态储氢原料,可实现将气态氢转化为液态氢的目的,便于储存和运输,而甲酸在一定条件下又可分解释放出氢气,进而实现能量循环。

主要参考资料

[1]集装箱运输业务技术辞典·下册

[2] 二氧化碳催化转化为甲酸的技术进展

[3] 实用中毒急救数字手册