等离子设备厂家为减少积碳并进一步提高甲烷转化率和c2烃选择性,研究了多种添加气体对反应的影响。陈栋梁等采用微波等离子体技术研究n2促进甲烷偶联反应,结果显示c2h2生成量随n2添加量增加呈峰形变化,c2h6和c2h4生成量略有减少,并在反应产物中检测到hcn。
liu等采用直流和交流电晕放电等离子体技术研究氧化性气体o2存在下的甲烷偶联反应,在频率为30 hz、电压为5 kv、气体流量为100 ml/min时,甲烷转化率为43.3%、c2烃选择性为48.3%、c2烃收率为21%。等离子设备厂家研究表明依据氧加入方式不同,产物中co和co2生成量各不同。 添加其他气体如co2可抑制甲烷的深度氧化,h2o可提高甲烷转化率,但c2烃选择性降低。等离子设备厂家使用氢等离子体气氛有利于甲烷活化和转化,随着原料气中氢摩尔分数增加,甲烷转化率和c2烃收率均升高,且积碳减少。
等离子设备厂家实验可见添加气体的性质对产物分布影响较大,还原性气体如氢可促进c2烃产物的形成,氧化性气体如氧有利于生成氧化产物co和co2,而在含氮气的反应体系中则检测到hcn。这说明添加气在反应体系中不仅仅起稀释反应气的作用,也作为气体催化剂或反应物直接参与到反应过程中。