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为了探讨plasma作用下纯乙烷转化反应，同条件下考察纯乙烯转化反应

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发布时间：

2022-01-19

为了探讨plasma作用下纯乙烷转化反应，同条件下考察纯乙烯转化反应:
为了探讨plasma作用下纯乙烷转化反应的可能机理，在相同plasma条件下考察了纯乙烯的转化反应，其反应的主要产物是：C2H2和CH4及少量积碳。根据上述实验事实，结合plasma作用下甲烷转化反应机理及等离子体特性，推测C2H6在等离子体条件下转化反应的历程如下。
plasma         （1）plasma场产生高能电子。自由电子在电场E作用下加速，生成高能电子e*：
            e + E → e*        （3-26）
        （2）引发自由基反应。高能电子与乙烷分子发生弹性、非弹性碰撞。依据高（3-26）能电子能量不同，碰撞导致乙烷分子动能或内能增加，后者使乙烷的C-H、C-O 键断裂，生成各种自由基：
        C2H6 + e* → C2H5 + H + e （3-27）
        C2H6 + e* → 2CH3 + e     （3-28）
        根据表3-1中化学键解离能数据，反应式（3-28）（C-C键断裂）比反应
        式（3-27）（C-H键断裂）更易进行。
        （3）链传递反应：
        H + C2H6 → C2H5 + H2        (3-29)
        CH3 + C2H6 → C2H5 + CH4    (3-30)
        CH3 + e* → CH2 + H            (3-31)
        CH2 + e* → CH + H            (3-32)
        CH + e* → C + H                (3-33)
        （4）链终止反应：
        CH3 + H → CH4                (3-34)
        CH2 + CH2 → C2H4            (3-35)
        CH3 + CH → C2H4                (3-36)
        CH + CH → C2H2                (3-37)
        低温常压下，纯乙烷在plasma体作用下可发生脱氢反应，生成乙炔、乙烯、少量甲烷和积碳，但存在转化率较低，反应器壁有积碳形成等问题。依据化学催化条件下乙烷脱氢反应机理，对plasma条件下乙烷脱氢反应而言，乙烷C-H键的优先断裂，形成C2H5自由基，C2H5自由基进一步脱氢生成乙烯是乙烷脱氢反应在实际应用中的关键途径。因此添加气体和plasma共同作用对乙烷脱氢反应的影响就显得尤为重要。