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氢氧化钙羰基化合成甲酸钙的动力学研究

武向科  
【摘要】:甲酸钙的用途广泛,不仅是国内外新开发的一种饲料添加剂,适用于各类动物饲料中作酸化剂、防霉剂、抗菌剂,还可以用作高硫燃料的脱硫剂、食品工业添加剂、石油工业钻探助剂、植物生长调节剂、水泥强悍剂、制革工业助剂,自从1998年农业部确定了甲酸钙作为饲料添加剂的合法地位后,对甲酸钙的合成研究引起了人们的广泛的关注。 本实验通过考察各个操作条件(反应温度、压力、氢氧化钙固含量、搅拌转速等)对羰基化反应的影响得出了结论,结果表明单方面的温度或者压力对反应的影响都是使反应速率加快,而且只要是维持反应器内一氧化碳分压不变,填充了氮气以后对反应基本上没有影响,反应速率随着搅拌转速的增加而增大,当搅拌转速达到一定时反应速率几乎稳定。 从实验研究结果最后发现氢氧化钙羰基化合成甲酸钙这一反应几乎没有其他的副反应,在不同操作条件(包括反应温度、压力等)对氢氧化钙羰基化行为进行了较为系统的研究,认为反应温度及其压力对甲酸钙的选择性没有影响。 对于产品的定性分析是用XRD进行的,通过对产品定性分析最后得知:产物中除了含大量的甲酸钙,还有少量碳酸钙,热力学系统表明一氧化碳水合生产甲酸钙的平衡常数较小,但是因为有碱会发生中和反应,反应的产物能不断从反应体系中移出,使反应能进行完全。 在半间歇高压反应模式下,排除了气-液、液-固和内扩散传质阻力的显著影响,在反应温度433~473K、反应压力为2.5~4.4MPa、搅拌转速为1100RPM,氢氧化钙初始固含量为0.0913g/L的反应条件下进行了动力学研究,经过数据处理得到了相应的动力学方程:纯一氧化碳气体混合气


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