CN103864075A - 催化合成电石的方法 - Google Patents

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阎子峰
刘欣梅
乔柯
史得军
崔永利
王胜田
孙万军
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Abstract

本发明涉及一种电石制备方法，具体为催化合成电石的方法，包括以下步骤：将焦炭粉碎至50-300目；焦炭与生石灰按照C∶CaO为1.5～3.5∶1的摩尔比混合成原材料；添加催化剂混合均匀，添加量为原材料重量比的1～10％；将原材料和催化剂转入电石炉，在1700～1750℃温度中反应0.1～0.5h。本发明提供的方法，降低了反应温度，缩短了时间，从而降低能耗和生产操作难度。同时采用的催化剂价格低廉易得，降低了生产成本。

Description

催化合成电石的方法
技术领域
本发明涉及一种电石制备方法，具体为催化合成电石的方法。
背景技术
目前工业上生产电石的主要基于电热法。电热法工艺发展成熟、操作简单，但结合其反应机理来看，该工艺不可避免的是一个高能耗、高污染的合成过程。电石合成反应是一个固相吸热反应，原料传质、传热效率低，化学动力学过程时间长，因而需要高温加热和高活性的焦炭作为原料。2000-2200℃的反应温度需要大量的能量加热，对设备的耐热性能要求高，提高了投资成本和能耗。
1948年德国开发出氧热法合成电石工艺，采用氧热法来生产电石，除了完成化合反应所需焦炭外，还要增加一定量的焦炭作为燃料，在氧气的作用下产生高温，使石灰和焦炭反应而生成电石。因氧热法生产电石有炉体容积大、炉体高为保证，炉层有良好的透气性，所以原料粒径比电热法的原料粒径大，其反应速度也较慢。
另外电石-乙炔路线是重要的有机化工路线，但是工业上生产电石的电热法需要在2200℃左右的高温下进行，是一条高能耗、高污染的合成工艺路线。
发明内容：
针对上述技术问题，本发明提供一种简单、快速的生产电石方法，减少电石生产过程中对能源消耗、减低环境污染、降低生产成本。
本发明的技术方案是，催化合成电石的方法，包括以下步骤：
(1)将焦炭粉碎至50-300目；
(2)焦炭与生石灰按照C∶CaO为1.5～3.5∶1的摩尔比混合成原材料；
(3)添加催化剂混合均匀，添加量为原材料重量比的1～10％；
(4)将原材料和催化剂转入电石炉，在1700～1750℃温度中反应0.1～0.5h。
所述的催化剂为碳化钙、碳化硅、碳酸钾、氧化铁、硫酸钙、磷酸钙、矿物钾盐其中一种或两种以上混合。
采用球磨机粉碎焦炭，得到粒径为50-300目的焦炭，提高了焦炭的比表面积，从而降低了反应活化能，有利于降低反应温度。
一股工业上合成电石的反应温度为2000-2200℃，反应时间一股为0.7-1.5h而本发明提供的方法，反应温度仅为1700～1750℃，反应时间仅为0.1-0.5h，降低了反应温度，缩短了时间，从而降低能耗和生产操作难度。同时采用的催化剂价格低廉易得，降低了生产成本。
附图说明
图1是实施例1所得的电石XRD检测结果；
图2是实施例1所得的电石SEM检测结果。
图3是实施例4所得的电石XRD检测结果；
图4是实施例4所得的电石SEM检测结果。
具体实施方式
结合实施例说明本发明的具体实施方式。
实施例1
将焦炭粉碎至200目；
焦炭与生石灰按照C∶CaO为2∶1的摩尔比混合成原材料；
添加钙系催化剂并混合均匀，添加量为原材料重量比的8％；
将原材料和催化剂转入电石炉，在1750℃温度中反应0.5h。
通过LJD型电石发气量测定装置对所制得的电石进行发气量检测，发气量为380L/kg。
图1是实施例1所得的电石XRD检测结果；图2是实施例1所得的电石SEM检测结果。
实施例2
采用将焦炭粉碎至60目；
焦炭与生石灰按照C∶CaO为1.5∶1的摩尔比混合成原材料；
添加钙系催化剂并混合均匀，添加量为原材料重量比的10％；
将原材料和催化剂转入电石炉，在1700℃温度中反应0.1h。
通过LJD型电石发气量测定装置对所制得的电石进行发气量检测，发气量为310L/kg。
实施例3
采用将焦炭粉碎至200目；
焦炭与生石灰按照C∶CaO为3.5∶1的摩尔比混合成原材料；
添加钙系催化剂并混合均匀，添加量为原材料重量比的4％；
将原材料和催化剂转入电石炉，在1750℃温度中反应0.5h。
通过LJD型电石发气量测定装置对所制得的电石进行发气量检测，发气量为280L/kg。
实施例4
采用将焦炭粉碎至200目；
焦炭与生石灰按照C∶CaO为3∶1的摩尔比混合成原材料；
添加硅系催化剂并混合均匀，添加量为原材料重量比的10％；
将原材料和催化剂转入电石炉，在1750℃温度中反应0.5h。
通过LJD型电石发气量测定装置对所制得的电石进行发气量检测，发气量为280L/kg。
图3是实施例4所得的电石XRD检测结果；图4是实施例4所得的电石SEM检测结果。
从检测结果看，催化剂添加后，在远低于目前工业合成温度的条件下，实现了合格电石的生产，发气性能高于国家标准(GB10665-2004)关于合格电石产品发气量的要求。

Claims (1)

1.催化合成电石的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将焦炭粉碎至50-300目；
(2)焦炭与生石灰按照C∶CaO为1.5～3.5∶1的摩尔比混合成原材料；
(3)添加催化剂混合均匀，添加量为原材料重量比的1～10％；
(4)将原材料和催化剂转入电石炉，在1700～1750℃温度中反应0.1～0.5h。
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