论文部分内容阅读
偏氟乙烯是氟化工行业重要的单体之一,主要用于生产聚偏氟乙烯树脂和氟橡胶。聚偏氟乙烯树脂兼具氟树脂和通用树脂的特性,除具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐辐射性外,还具有压电性、介电性和热电性等特殊性能,在石油化工、电子电气和氟碳涂料领域应用广泛。氟橡胶具有出色的耐高温性、耐油性、耐溶剂性和物理机械性能,是不可缺少的基础材料。偏氟乙烯主要由1-氯-1,1-二氟乙烷(HCFC-142b)高温裂解制备。本文在镍制裂解管中研究了温度、原料流速对HCFC-142b裂解反应转化率和主副反应选择性的影响,结果表明转化率随温度的升高、流速的减小而增大,温度高于600℃后,偏氟乙烯选择性下降,CFCl=CH2选择性随温度升高而增加,CH3CF3选择性随温度升高而减小；流速减小容易出现结碳现象,偏氟乙烯选择性下降。较适宜的裂解温度为550-600℃,较适宜的流速为0.15-0.6L/min。本文用GC-MS方法对HCFC-142b裂解反应产物进行了分析和结构鉴定,产物主要组分为偏氟乙烯、]HCFC-142b、CFCl=CH2和CF3CH3.使用密度泛函理论方法在uB3LYP/6-31+G(d,p)水平上计算和分析了主要反应的反应路径、热力学数据和活化能,其中脱HC1反应活化能为225.49kJ/mol,脱HF反应活化能为271.15kJ/mol。本文研究了活性炭负载FeCl3、CuCl2和NiCl2对HCFC-142b裂解过程的影响,发现FeCl3和CuCl2能提高反应转化率,CuCl2还能有效提高偏氟乙烯选择性,本文推测其机理为正碳离子机理。所有负载型催化剂均存在催化剂寿命短的问题,原因可能为负载型催化剂在本体系中存在流失现象,且反应产生的微量结碳容易沉积在催化剂表面加速催化剂的失活。本文研究了裂解管材质对HCFC-142b裂解过程的影响,发现铁、铜能加速反应进行,铜的使用还能提高偏氟乙烯选择性,但铁含量的增加对选择性不利,本文推测裂解管管壁在裂解过程中能形成金属化合物,起到催化作用,作用机理也为正碳离子机理。