探索三氟甲烷氯化氢气体的分离及三氟甲烷的转化技术研究

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1、北京化工大学硕士研究生学位论文日期：二oo七年五月十二日BEIJI-∥t北京化工大学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京化工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论

2、文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在上年解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。作者签名：导师签名：学位论文数据集中图分类号TQ016学科分类号53099论文编号1001020070037密级0学位授予单位代码10010学位授予单位名称北京化工大学作者姓名刘婵学号2004000037获学位专业名称化学工程获学位专业代码08170l课题来源其它研究方向绿色化工论文题目三氟甲烷／氯化氢气体的分离及三氟甲烷的转化技术研究关键词三氟甲烷，氯化氢，吸收，分

3、离，气体溶解度，催化，水解论文答辩日期2007．6．3·论文类型基础研究学位论文评阅及答辩委员会情况姓名职称工作单位学科专长指导教师李春喜教授北京化工大学化学工程评阅人1李以圭教授清华大学化学工程评阅人2王子镐教授北京化工大学化学工程评阅人3评阅人4评阅人5答辩委员会主席张泽廷教授北京化工大学化学工程答辩委员1李以圭教授清华大学化学工程答辩委员2王子镐教授北京化工大学化学工程答辩委员3答辩委员4答辩委员5江：一．四．论文类型：1．基础研究2．应用研究3．开发研究4．其它中图分类号在《中国图书资料分类法》查询。学科分类号在中华人民共和国国家标准(GB／T13745-9)((学科分类与代码》中查询

4、。论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。摘要三氟甲烷／氯化氢气体的分离及三氟甲烷的转化技术研究为了采用焚烧法处理三氟甲烷温室气体，首先需要将其与氯化氢气体进行分离。因此，本文研究了温室气体三氟甲烷与氯化氢气体的吸收分离技术，并探讨了在较温和反应条件下对三氟甲烷进行分解和转化的可能性。论文主要包括如下三部分内容：首先，测定了三氟甲烷和氯化氢气体在烷烃、氯代烃、醇、酮、醚、酯等几种有机溶剂中的溶解度，比较了这两种气体在不同溶剂中的溶解度差别，讨论了采用溶剂吸收法对其混合气体进行分离的可能性。结果表明，醇类溶剂如正丁醇和甘油对氯化氢具有较高溶解度，在较高的温度下又容易解吸，而且对低压下三氟甲烷

5、的溶解度极低，尤其是甘油基本上不溶解三氟甲烷，使之有可能作为水吸收剂的替代溶剂用于氯化氢和三氟甲烷的分离，以大大降低吸收液对设备的腐蚀性。其次，测定了氯化氢气体在不同浓度的盐酸、氯化铝、氯化锌、氯化钛、硫酸氧钛、氯化锡和氯化钙等几种盐溶液中的溶解度，并测定了氯化氢气体在氯化钙和氯化锡溶液中，不同起始浓度下氯化氢的吸收速率，比较了各种盐溶液对氯化氢气体的溶解度以及压力由0．8MPa降至0．2MPa时氯化氢的解吸效率，探讨了对该混合气体进行吸收分离的可行性。结果表明，氯化钙盐溶液有可能作为水的替代溶剂用于三氟甲烷和氯化氢气体的吸收分离，因为盐的存在一方面可以进一步降低三氟甲烷在水中的溶解北京化rT

6、人学颀Jj学位论义度，另一方面，还可以降低溶剂中水的分压，从而有助于降低解吸氯化氢中的含水量，而且氯化钙的价格便宜，原料易得。最后，研究了三氟甲烷在Y．A1203／ZnCl2催化剂和柱状活性炭／ZnO催化剂表面的水解动力学；探索了在温和化学反应条件下将三氟甲烷转化为具有高附加值化学品的可能性。结果表明：在500℃温度以下，无论是ZnCl2还是ZnO作为催化剂，三氟甲烷的水解率都不高；通过化学反应转化三氟甲烷时，由于三氟甲烷的稳定性，利用常规化学反应转化三氟甲烷的效率很低，目前尚不具备工业推广的价值，但这些研究结果为今后的研究奠定了基础。关键词：三氟甲烷，氯化氢，吸收，分离，气体溶解度，催化，水

7、解llABSTRACTSTUDYONTHESEPARATIONOFTRIFLUOROMETHANE／HYDRoCHLORIDEGASMIXTUREANDCONVERSIONOFTRIFLUOROMETHANEInordertotreatthegreenhousegastrifluoromethane(CHF3)viaincinerationprocess，CHF3hastobeseparatedf