微波等离子体条件下甲烷偶联制乙炔的特性探究

摘要

采用绞状缠绕式的热电偶计工作在打火功率以下时,测量了不同反应压强下的微波等离子体空间温度.采用HFSS软件计算了不同压强下反应管中的场强分布,研究了压强、功率、等离子体空间温度和场强分布对乙炔收率的影响.在此实验中得到一个最佳状态:反应压强为4.655×103Pa,反应管内中心区域场强为1887.9V/m,等离子体吸收功率为40 w,等离子体中心区域的空间温度为1194 K,此条件下甲烷转化率为91.7%,生成乙炔的选择性为100%.与传统的化学热力学理论分析结果进行对比,发现在微波等离子体条件下,甲烷偶联制乙炔的反应温度大大降低且乙炔收率大大提高,这是由于非膨胀功引起的结果.