论文部分内容阅读
草酸是一种重要的化工原料，在化工生产的许多领域均有应用。根据不同的原料划分，工业上主要有四种生产草酸的方法。甲酸钠脱氢法是目前我国应用最为广泛且转化率较高的一种工业方法，甲酸钠脱氢偶联转化为草酸钠是该工艺的最关键步骤，以前的研究主要集中在其热分解行为的一般性描述，缺乏针对该复杂脱氢过程的详细动力学研究。本文的主要目的就是获得甲酸钠热分解过程的动力学模型和参数。本文在不同气氛及不同升温速率条件下，用动态热分析法研究了甲酸钠和草酸纳的热分解行为，探讨了气氛、升温速率和添加剂氢氧化钠对反应行为的影响。并且第一次得到了甲酸钠脱氢过程主副反应的动力学模型和参数。试验表明甲酸钠的脱氢过程在室温到600℃之间有两个失重阶段：第一个失重阶段同时发生主反应和副反应（3-2），此时甲酸钠生成草酸钠和碳酸钠；生成的草酸钠在第二个失重阶段热分解。升温速率和气氛是影响热解失重的重要因素，氢氧化钠的添加基本不影响甲酸钠的热重分析。随着升温速率的增加，TG和DTG曲线均向高温侧移动，而达到最大失重速率的温度降低。惰性气氛有利于主反应，氧化气氛有利于副反应。采用氧气气氛并降低升温速率来分离特征曲线在热分析谱图上重叠的主副反应，获得了主要副反应的相关信息，用等转化率法求得甲酸钠的副反应的表观活化能Eα=(164.38±5.23kJ／mol；用主曲线法确定了它的最可几机理函数G（α）为-ln（1-α）25；再由Eα和G（α）求得指前因子为ln（A）=24.57±0.21；根据副反应的动力学信息在原始TG曲线获取主反应的反应信息，用Freeman-Carroll法解析出主反应的动力学模型和相关参数：Eα=84.45KJ／mol；反应级数n=0.65；指前因子ln（A）=24.65。再用Anderson-Freeman法解析出主反应的动力学模型和相关参数：Eα=87.04kJ／mol；反应级数n=0.64；指前因子的对数ln（A）=24.76。两种方法所得结果差别较小，可以认为结果基本一致。