催化法電石合成新工藝及其特征催化劑的研究.pdf

1、電石-乙炔路線是重要的有機(jī)合成路線,但是工業(yè)上生產(chǎn)電石的電熱法需要2200℃左右的高溫,是一條高能耗、高污染的合成工藝路線。本論文主要是向現(xiàn)有的電石合成工藝中引入催化的概念,并開發(fā)出一種特征催化劑,利用催化反應(yīng)降低電石合成的能耗、提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率。
　　 基于對(duì)電石熱合成反應(yīng)的理論分析,本論文通過電熱法將石灰和焦炭的混合物在1700℃、氬氣氣氛下反應(yīng)1.5h制得了電石樣品,所得電石樣品與水反應(yīng)尾氣中乙炔含量較高,體積分?jǐn)?shù)可達(dá)97％

2、。本論文考察了碳源和鈣源的活性對(duì)于電石合成的影響,結(jié)果表明活性炭作為碳源合成電石樣品的發(fā)氣量較高；預(yù)處理鈣源有利于電石合成,但預(yù)處理碳源卻不利于電石合成。本論文考察了粘結(jié)劑、助熔劑等助劑對(duì)電石合成反應(yīng)的影響,結(jié)果表明在反應(yīng)過程中液相的形成對(duì)于電石合成有促進(jìn)作用。
　　 在此基礎(chǔ)上,本論文選取碳酸鉀、氧化鐵、磷酸三鈣、硅酸鈣等作為備選催化劑,通過X射線衍射技術(shù)(XRD)考察了備選催化劑的加入對(duì)合成的電石樣品組成的影響,并將標(biāo)準(zhǔn)電石

3、發(fā)氣量測(cè)定裝置測(cè)定的發(fā)氣量結(jié)果作為評(píng)價(jià)備選催化劑催化效果的依據(jù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在所有備選催化劑中,磷酸三鈣具有最好的催化效果,可將合成樣品的發(fā)氣量提高32％,故而本論文選取磷酸三鈣作為電石催化合成工藝的特征催化劑。本論文同時(shí)考察了青海湖鉀鹽對(duì)于電石合成的影響,結(jié)果表明青海湖鉀鹽對(duì)于提高電石合成反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的催化效果不明顯。
　　 本論文對(duì)以磷酸三鈣為特征催化劑的電石催化合成工藝的工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化,考察了原料的粒徑及配比、催化劑加