脈沖電暈法進行甲烷氯化反應的機理研究.pdf

1、天然氣資源豐富，對其主要成分甲烷的轉(zhuǎn)化利用有著重要的意義，同時甲烷是一種主要的溫室氣體，開發(fā)利用自然環(huán)境中低濃度甲烷可以減少甲烷排放。傳統(tǒng)的氯甲烷生產(chǎn)工藝存在高溫、高壓、催化劑易失活的問題，以保護環(huán)境為目的并為甲烷氯化提供新的轉(zhuǎn)化技術(shù)具有重要的研究意義。
　　主要利用線-筒式反應器對甲烷氯化反應進行了實驗研究。實驗考察了峰值電壓、脈沖頻率、載氣、停留時間等不同參數(shù)條件對甲烷氯化反應的影響，對氯甲烷產(chǎn)生的機理進行了分析。
　　

2、實驗結(jié)果表明:甲烷和四氯乙烯反應的主要產(chǎn)物為一氯甲烷、二氯甲烷和三氯甲烷、四氯甲烷(統(tǒng)稱甲烷氯化物，CMS)，另有副產(chǎn)物HCl、C2H2生成。CMS中的選擇性順序為一氯甲烷＞四氯甲烷＞三氯甲烷＞二氯甲烷，在甲烷與四氯乙烯的反應中一氯甲烷主要來源于甲烷的脫氫氯化，四氯甲烷主要來源于四氯乙烯的裂解重組;隨著輸入能量的增大，一氯甲烷、四氯甲烷的選擇性降低，而相應的二氯甲烷和三氯甲烷的選擇性升高;相比于氮氣，單原子惰性氣體氬氣作載氣時脈沖電暈放

3、電的起暈電壓更低，電暈放電更容易發(fā)生;甲烷濃度保持不變，甲烷與四氯乙烯的摩爾比越小，CMS中的一氯甲烷選擇性越低，二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷選擇性越高;實驗發(fā)現(xiàn)提高氣體停留時間有利于甲烷和四氯乙烯的轉(zhuǎn)化，提高CMS的產(chǎn)量，提高二氯甲烷、三氯甲烷的選擇性;考察了線-板式和線-筒式這兩種反應器形式，發(fā)現(xiàn)在線-板式反應器中甲烷、四氯乙烯轉(zhuǎn)化率及CMS產(chǎn)量優(yōu)于線-筒式;提高的甲烷濃度，甲烷、四氯乙烯的轉(zhuǎn)化率降低，CMS的產(chǎn)量升高，一氯甲烷的選