مقدمة عن عملية إنتاج حمض الفورميك وتدفق العملية

أولاً: نظرة عامة

حمض الفورميك (حمض النمليك) هو أبسط الأحماض الكربوكسيلية ويستخدم على نطاق واسع في دباغة الجلود، والطباعة والصباغة النسيجية، وإضافات المطاط، والأدوية، ومبيدات الآفات، والتخليق الكيميائي. فيما يلي الطرق الرئيسية للإنتاج الصناعي لحمض الفورميك:

كربونلة الميثانول (العملية السائدة)

تحلل ميثيل الفورمات

هدرجة حمض الأكساليك

تخليق ثاني أكسيد الكربون والهيدروجين (عملية خضراء ناشئة)

ثانياً: عمليات الإنتاج الرئيسية

1. كربونلة الميثانول (الأكثر استخداماً)

المواد الخام: ميثانول (CH₃OH)، أول أكسيد الكربون (CO)

التفاعل: في وجود عامل حفاز، يتفاعل الميثانول وأول أكسيد الكربون لتكوين ميثيل الفورمات (HCOOCH₃)، والذي يتم تحلله بعد ذلك لإنتاج حمض الفورميك.

معادلة التفاعل:

CH₃OH + CO → HCOOCH₃

HCOOCH₃ + H₂O → HCOOH + CH₃OH

المميزات: يمكن إعادة تدوير الميثانول الثانوي، العملية ناضجة والتكلفة منخفضة، مما يجعلها الطريقة الأكثر استخداماً.

2. طريقة تحلل ميثيل الفورمات

يتم تحلل ميثيل الفورمات مباشرة لإنتاج حمض الفورميك عبر التحلل الحمضي أو القلوي.

مناسبة للإنتاج الصغير النطاق، العملية بسيطة ولكن تكلفة المواد الخام مرتفعة نسبياً.

3. طريقة هدرجة حمض الأكساليك

يستخدم حمض الأكساليك كمادة خام لإنتاج حمض الفورميك عبر الهدرجة الحفزية تحت ظروف درجة حرارة وضغط مرتفعين.

بسبب قيود مصدر المواد الخام والتكلفة، فهي حالياً أقل استخداماً.

4. طريقة هدرجة ثاني أكسيد الكربون (عملية خضراء جديدة)

يتم تخليق حمض الفورميك أو أملاح الفورمات باستخدام CO₂ وH₂ كمواد خام فوق عامل حفاز.

صديقة للبيئة، مع مصادر واسعة للمواد الخام، ولكن العامل الحفاز والعملية لا يزالان في مرحلة البحث والتطوير والتحسين.

ثالثاً: نظرة عامة على عملية الإنتاج (بأخذ كربونلة الميثانول كمثال)

المعالجة المسبقة للمواد الخام: تكرير الميثانول؛ تنقية أول أكسيد الكربون (إزالة الشوائب مثل الكبريت والأكسجين)

تفاعل التخليق: الميثانول + CO → ميثيل الفورمات

الفصل والاسترداد: يتم فصل ميثيل الفورمات عن المنتجات الثانوية، وإعادة تدوير الميثانول غير المتفاعل

التحلل: يتفاعل ميثيل الفورمات مع الماء لإنتاج حمض الفورميك والميثانول

التقطير والتنقية: يتم فصل حمض الفورميك عن الميثانول للحصول على تركيز حمض الفورميك المطلوب (85%، 90%، 99%)

تخزين المنتج: يتم تخزين حمض الفورميك النهائي في حاويات مغلقة لتجنب التلامس المباشر مع الجلد.