甲酸鈉脫氫制草酸鈉的動力學(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，缺乏針對該復(fù)雜脫氫過程的詳細(xì)動力學(xué)研究。本文的主要目的就是獲得甲酸鈉熱分解過程的動力學(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反應(yīng)行為的影響。并且第一次得到了甲酸鈉脫氫過程主副反應(yīng)的動力學(xué)模型和參數(shù)。
　　 試驗表明甲酸鈉的脫氫過程在室溫到600℃之間有兩個失重階段：第一個失重階段同時發(fā)生主反應(yīng)和副反應(yīng)(3-2)，此時甲酸鈉生成草酸鈉和碳酸鈉；生成的草酸鈉在第二個失重階段熱分解。
　　 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，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)的動力學(xué)模型和相關(guān)參數(shù)：Ea=84.45KJ/mol；反應(yīng)級數(shù)n=0.65；指前因子ln(A)=24.65。再用Anderson-Freeman法解析出主反應(yīng)的動力學(xué)模型和相關(guān)參數(shù)：Ea=87.04kJ/mol;反應(yīng)級數(shù)n=0.64;指前因子的對數(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。