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,利用催化反應降低電石合成的能耗、提高反應轉(zhuǎn)化率。
　　 基于對電石熱合成反應的理論分析,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1.5h制得了電石樣品,所得電石樣品與水反應尾氣中乙炔含量較高,體積分數(shù)可達97％

2、。本論文考察了碳源和鈣源的活性對于電石合成的影響,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；預處理鈣源有利于電石合成,但預處理碳源卻不利于電石合成。本論文考察了粘結(jié)劑、助熔劑等助劑對電石合成反應的影響,結(jié)果表明在反應過程中液相的形成對于電石合成有促進作用。
　　 在此基礎上,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(XRD)考察了備選催化劑的加入對合成的電石樣品組成的影響,并將標準電石

3、發(fā)氣量測定裝置測定的發(fā)氣量結(jié)果作為評價備選催化劑催化效果的依據(jù)。實驗結(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。本論文同時考察了青海湖鉀鹽對于電石合成的影響,結(jié)果表明青海湖鉀鹽對于提高電石合成反應轉(zhuǎn)化率的催化效果不明顯。
　　 本論文對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行了優(yōu)化,考察了原料的粒徑及配比、催化劑加