甲酸鈉脫氫制草酸鈉的動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、草酸是一種重要的化工原料，在化工生產(chǎn)的許多領(lǐng)域均有應(yīng)用。根據(jù)不同的原料劃分，工業(yè)上主要有四種生產(chǎn)草酸的方法。甲酸鈉脫氫法是目前我國(guó)應(yīng)用最為廣泛且轉(zhuǎn)化率較高的一種工業(yè)方法，甲酸鈉脫氫偶聯(lián)轉(zhuǎn)化為草酸鈉是該工藝的最關(guān)鍵步驟，以前的研究主要集中在其熱分解行為的一般性描述，缺乏針對(duì)該復(fù)雜脫氫過(guò)程的詳細(xì)動(dòng)力學(xué)研究。本文的主要目的就是獲得甲酸鈉熱分解過(guò)程的動(dòng)力學(xué)模型和參數(shù)。
　　 本文在不同氣氛及不同升溫速率條件下，用動(dòng)態(tài)熱分析法研究了甲酸鈉

2、和草酸納的熱分解行為，探討了氣氛、升溫速率和添加劑氫氧化鈉對(duì)反應(yīng)行為的影響。并且第一次得到了甲酸鈉脫氫過(guò)程主副反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)模型和參數(shù)。
　　 試驗(yàn)表明甲酸鈉的脫氫過(guò)程在室溫到600℃之間有兩個(gè)失重階段：第一個(gè)失重階段同時(shí)發(fā)生主反應(yīng)和副反應(yīng)(3-2)，此時(shí)甲酸鈉生成草酸鈉和碳酸鈉；生成的草酸鈉在第二個(gè)失重階段熱分解。
　　 升溫速率和氣氛是影響熱解失重的重要因素，氫氧化鈉的添加基本不影響甲酸鈉的熱重分析。隨著升溫速率的增加

3、，TG和DTG曲線均向高溫側(cè)移動(dòng)，而達(dá)到最大失重速率的溫度降低。惰性氣氛有利于主反應(yīng)，氧化氣氛有利于副反應(yīng)。
　　 采用氧氣氣氛并降低升溫速率來(lái)分離特征曲線在熱分析譜圖上重疊的主副反應(yīng)，獲得了主要副反應(yīng)的相關(guān)信息，用等轉(zhuǎn)化率法求得甲酸鈉的副反應(yīng)的表觀活化能Ea=(164.38±5.23kJ/mol;用主曲線法確定了它的最可幾機(jī)理函數(shù)G(a)為-ln(l-a)25；再由Ea和G(a)求得指前因子為ln(A)=24.57士0.21;

4、
　　 根據(jù)副反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)信息在原始TG曲線獲取主反應(yīng)的反應(yīng)信息，用Freeman-Carroll法解析出主反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)模型和相關(guān)參數(shù)：Ea=84.45KJ/mol；反應(yīng)級(jí)數(shù)n=0.65；指前因子ln(A)=24.65。再用Anderson-Freeman法解析出主反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)模型和相關(guān)參數(shù)：Ea=87.04kJ/mol;反應(yīng)級(jí)數(shù)n=0.64;指前因子的對(duì)數(shù)ln(A)=24.76。兩種方法所得結(jié)果差別較小，可以認(rèn)為結(jié)果基本一致。