技術領域

本發明涉及氣化含碳氣化材料的方法，其特征在于添加在所述方 法條件下形成碳化物的化合物。這些碳化物可用于合成有用材料，如 乙炔。

背景技術

堿金屬與堿土金屬的碳化物及它們的制造方法是現有技術已知 的(參見例如Ullmann’s?Encyclopedia?of?Industrial?Chemistry(Ullmann 工業化學百科全書)，2005，Wiley?VCH?Verlag?GmbH?&?Co.KGaA， Weinheim，“Calcium?Carbide(碳化鈣)”)。

碳化鈣在工業上已經變得特別重要。它可以在電弧爐中在 1,800-2,100℃下由氧化鈣和焦炭獲得。該方法消耗大量能量，特別是 由于在電能生產過程中損耗了很大比例的一次能量。作為副產物獲得 一氧化碳：

CaO+3C→CaC₂+CO????ΔH²⁹⁸+465千卡/摩爾????(1)

碳化鈣還可以通過焦炭與氧化鈣和氧氣的直接反應制得(參見例 如US?2794706)。在這種反應中，也制得了作為副產物的一氧化碳：

(3+n)C+CaO+n/2O₂→CaC₂+(n+1)CO????(2)

碳化鈣與水反應生成乙炔：

CaC₂+2H₂O→C₂H₂+Ca(OH)₂????ΔH²⁹⁸-128千卡/摩爾????(3)

例如在US?3460925A中描述了由氧化鈉和碳制造碳化鈉和一氧 化碳：

Na₂O+3C→Na₂C₂+CO????ΔH₂₉₈+329千焦/摩爾????(4)

還可以使用碳酸鈉代替更難以獲得的氧化鈉(參見例如US? 2642347A)：

Na₂CO₃+4C→→Na₂C₂+3CO????(5)

由氧化鈉和碳形成碳化鈉已經在＜1000℃的溫度下發生，由碳酸 鈉形成氧化鈉已經在1,000℃下開始。因此，可以在與由氧化鈣和碳 制造碳化鈣相比低得多的溫度下進行由氧化鈉或碳酸鈉與碳制造碳 化鈉。碳化鈉具有比起始產物氧化鈉或碳酸鈉高得多的蒸氣壓(700 ℃下1巴)。因此用于制造碳酸鈉的反應通常以這樣的方式進行：碳 化鈉從反應室中與一氧化碳一起排出，隨后通過冷卻與該氣流分離。

碳化鈉可類似于碳化鈣地反應，產生乙炔和氫氧化鈉。

Na₂C₂+2H₂O→2NaOH+C₂H₂????(6)

在乙炔釋放過程中獲得的氫氧化物是重要的原材料。

氫氧化鈣大量用于制造建筑材料和水泥。其還用于煙道氣的脫硫 和用于化學工業，例如用于通過索爾維法制造碳酸鈉。

氫氧化鈉是對于化學工業而言的一種重要產物。與化學工業相 比，相對大量的氫氧化鈉還用于其它領域，例如用于造紙和加工鋁土 礦。

生成乙炔后殘留的氫氧化物還可以再轉化為相應的氧化物或碳 酸鹽，并由此作為起始產物循環到該反應中。在所述循環中，通過適 當提純和/或排出一部分氧化物/碳酸鹽，避免循環的氧化物/氫氧化物 中副產物的過度累積。

乙炔是工業有機化學中的重要產品。通過添加鹵化氫制造鹵乙烯 和聚鹵乙烯，例如氯乙烯和聚氯乙烯。通過添加乙酸制造乙酸乙烯酯 和聚乙酸乙烯酯，通過添加醇制造乙烯基醚和聚乙烯基醚。還可以由 乙炔合成環辛四烯、丙烯酸、乙酸、1，3-和1，4-丁二醇、炔丙醇、2- 丁炔-1，4-二醇、乙烯基乙炔、琥珀酸、氯丁橡膠、氯丁二烯、乙烯基 酯、聚乙烯基酯、高級醇和一氯代乙酸。乙炔較不頻繁地用于制造苯、 丁二烯、乙醇、丙烯腈和聚丙烯腈、鹵乙烯、丙烯酸和乙醛。

堿金屬和堿土金屬的碳化物因此對制造有機化合物而言是重要 的化合物。這同樣適用于鋁和鈹的碳化物，其可以與水或酸反應生成 甲烷。