三氟甲烷/氯化氫氣體的分離及三氟甲烷的轉(zhuǎn)化技術(shù)研究

【摘要】： 為了采用焚燒法處理三氟甲烷溫室氣體，首先需要將其與氯化氫氣體進行分離。因此，本文研究了溫室氣體三氟甲烷與氯化氫氣體的吸收分離技術(shù)，并探討了在較溫和反應(yīng)條件下對三氟甲烷進行分解和轉(zhuǎn)化的可能性。論文主要包括如下三部分內(nèi)容： 首先，測定了三氟甲烷和氯化氫氣體在烷烴、氯代烴、醇、酮、醚、酯等幾種有機溶劑中的溶解度，比較了這兩種氣體在不同溶劑中的溶解度差別，討論了采用溶劑吸收法對其混合氣體進行分離的可能性。結(jié)果表明，醇類溶劑如正丁醇和甘油對氯化氫具有較高溶解度，在較高的溫度下又容易解吸，而且對低壓下三氟甲烷的溶解度極低，尤其是甘油基本上不溶解三氟甲烷，使之有可能作為水吸收劑的替代溶劑用于氯化氫和三氟甲烷的分離，以大大降低吸收液對設(shè)備的腐蝕性。 其次，測定了氯化氫氣體在不同濃度的鹽酸、氯化鋁、氯化鋅、氯化鈦、硫酸氧鈦、氯化錫和氯化鈣等幾種鹽溶液中的溶解度，并測定了氯化氫氣體在氯化鈣和氯化錫溶液中，不同起始濃度下氯化氫的吸收速率，比較了各種鹽溶液對氯化氫氣體的溶解度以及壓力由0.8MPa降至0.2MPa時氯化氫的解吸效率，探討了對該混合氣體進行吸收分離的可行性。結(jié)果表明，氯化鈣鹽溶液有可能作為水的替代溶劑用于三氟甲烷和氯化氫氣體的吸收分離，因為鹽的存在一方面可以進一步降低三氟甲烷在水中的溶解度，另一方面，還可以降低溶劑中水的分壓，從而有助于降低解吸氯化氫中的含水量，而且氯化鈣的價格便宜，原料易得。 最后，研究了三氟甲烷在γ-Al_2O_3／ZnCl_2催化劑和柱狀活性炭／ZnO催化劑表面的水解動力學(xué)；探索了在溫和化學(xué)反應(yīng)條件下將三氟甲烷轉(zhuǎn)化為具有高附加值化學(xué)品的可能性。結(jié)果表明：在500℃溫度以下，無論是ZnCl_2還是ZnO作為催化劑，三氟甲烷的水解率都不高；通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化三氟甲烷時，由于三氟甲烷的穩(wěn)定性，利用常規(guī)化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化三氟甲烷的效率很低，目前尚不具備工業(yè)推廣的價值，但這些研究結(jié)果為今后的研究奠定了基礎(chǔ)。 【關(guān)鍵詞】：三氟甲烷 氯化氫 吸收 分離 氣體溶解度 催化 水解
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：O621
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-17
• 第一章 緒論17-31
• 1.1 課題背景17-18
• 1.2 三氟甲烷的性質(zhì)18-20
• 1.2.1 物理性質(zhì)18-19
• 1.2.2 化學(xué)性質(zhì)19-20
• 1.2.3 毒性、安全防護20
• 1.3 氯化氫的性質(zhì)20-21
• 1.3.1 物理性質(zhì)20-21
• 1.3.2 化學(xué)性質(zhì)21
• 1.4 三氟甲烷與氯化氫的分離方案21
• 1.5 三氟甲烷及相關(guān)物質(zhì)的處理方案21-25
• 1.5.1 ZrO_2-SO_4催化分解三氟甲烷21-23
• 1.5.2 焦磷酸鎳催化分解三氟甲烷23
• 1.5.3 發(fā)煙硫酸磺化三氟甲烷23-24
• 1.5.4 其它鹵代烴的處理方案24-25
• 1.6 三氟甲烷磺酸概述25-27
• 1.6.1 三氟甲烷磺酸物性25-26
• 1.6.2 三氟甲烷磺酸的制法26-27
• 1.6.3 三氟甲烷磺酸的應(yīng)用27
• 1.6.4 三氟甲烷磺酸的工業(yè)前景27
• 1.7 三苯甲醇概述27-28
• 1.7.1 三苯甲醇的制備27-28
• 1.7.2 三苯甲醇的應(yīng)用28
• 1.8 論文的意義及內(nèi)容28-31
• 1.8.1 論文選題的意義28-29
• 1.8.2 本課題的主要研究內(nèi)容29-31
• 第二章 三氟甲烷與氯化氫氣體在不同溶劑中的溶解度31-39
• 2.1 引言31
• 2.2 實驗部分31-34
• 2.2.1 實驗藥品31-32
• 2.2.2 實驗儀器及裝置32-33
• 2.2.3 實驗方法33-34
• 2.3 實驗結(jié)果及討論34-37
• 2.4 結(jié)論37-39
• 第三章 氯化氫氣體在鹽溶液中的溶解度及其動力學(xué)研究39-55
• 3.1 序言39
• 3.2 實驗部分39-41
• 3.2.1 實驗藥品39-40
• 3.2.2 實驗儀器及裝置40
• 3.2.3 實驗方法40-41
• 3.3 實驗結(jié)果與討論41-53
• 3.3.1 溶解度測定41-44
• 3.3.2 動力學(xué)測定44-53
• 3.4 結(jié)論53-55
• 第四章 三氟甲烷氣體的分解及轉(zhuǎn)化55-67
• 4.1 引言55
• 4.2 水解實驗部分55-58
• 4.2.1 實驗藥品55-56
• 4.2.2 實驗儀器及裝置56
• 4.2.3 實驗方法56-58
• 4.3 實驗結(jié)果與討論58-60
• 4.4 轉(zhuǎn)化實驗部分60-62
• 4.4.1 實驗藥品60-61
• 4.4.2 實驗儀器及裝置61-62
• 4.5 實驗過程及結(jié)果62-66
• 4.5.1 鉻酸洗液氧化水解62
• 4.5.2 氫氧化鈉中和反應(yīng)62
• 4.5.3 醇鈉中和反應(yīng)62-63
• 4.5.4 三氯甲烷與苯的烷基化反應(yīng)63-64
• 4.5.5 三氟甲烷的氯化反應(yīng)64-65
• 4.5.6 三氟甲烷的溴化反應(yīng)65
• 4.5.7 苯自由基反應(yīng)65-66
• 4.5.8 磺酰氯磺化反應(yīng)66
• 4.6 小結(jié)66-67
• 第五章 結(jié)論67-68
• 本論文創(chuàng)新點68-69
• 參考文獻69-73
• 附錄1 氯化鋁催化三氟甲烷、苯反應(yīng)產(chǎn)品氣相色譜分析圖73-74
• 附錄2 氯化鋁催化三氟甲烷、苯反應(yīng)產(chǎn)品質(zhì)譜分析圖74-75
• 致謝75-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文76-77
• 作者及導(dǎo)師簡介77

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