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制冷系統CFC-12及其加水后的高溫裂解

   2019-09-12 和平55
核心提示:氟利昂的分解并非是溫度越高越好,相對的低溫可能更有利于HF、HCl和CO2的選擇性形成。

其次,來看看CFC-12加水以后的情況。圖2-21molCFC-122molH2O的混合物(以下稱“CFC-12 + H20體系”)101325Pa300~2500K范圍內的平衡組分組成變化情況。








與純CFC-12相比,本體系導人了H0兩種元素,平衡產物也發生了極大變化。由計算結果可以看出:由于有了氫源和氧源,熱力學穩定產物變成了HFHClCO2,它們是這個平衡體系中的主要物種,在室溫到1500K的溫度范圍內,HCl, CO2的量幾乎不隨溫度變化,1500K以上,HClCO2都發生了離解,溫度越高,離解程度越大,隨著HClC02量的下降,體系中H2OCOClCl2H2等的量增幅很多。HF的量在整個溫度考察區間上幾乎不變,但其分布卻有一個明顯特征,就是其多分子聚合體的存在,這在低溫區特別明顯,其締合的分子數在2~7個之間,其中以兩分子締合體最穩定,量也最大,室溫時,約有13%HF是以多分子聚合體的形態存在的,而到了500K時,這一比例還達不到0.1%,究其原因,可能是因為F元素電負性很大,易于形成氫鍵的緣故,但是氫鍵隨溫度升高會受到嚴重削弱,使大量多分子聚合體(HF)n解散。與純CFC-12體系相比,本體系平衡產物中已經完全沒有了CFC-11 , CFC-13CFCs類物質,說明CFC-12理論上已達到100%的分解率,CF4CCl4 CF2也已不在考察視野內。

經計算,1000KHFHClCO2三個物種占產物的99.973%,除此之外,只有H2OCOCl2, Cl的物質的量的比例在10??數量級以上,其中占比最大的H2O也僅為8.72 x 10??; 1800K時,三個主要產物的比例下降到97.171%, COH2ClOHFH0等自由基濃度得到很大提升,其中,Cl自由基是次要產物中址最大的物種,其摩爾分數達到1.2 x 10?2水平,遠超過了1000KH2O的濃度,OH自由基濃度與1000KH20的濃度處于同一數量級;2500KHFHClCO2三個物種占產物的比例下降到79.242%, COH2ClOH等物種的童增加得更加明顯,Cl自由基摩爾分數達到9.1 x10?2,占產物總員的近10%COOH自由基的摩爾分數分別為5.81x10?2,3.9x10?2。次要產物中還出現了一個新物種氟光氣(COF2 ),其最大值出現在700K,量為2. 82 x10??mol摩爾分數5.64x10??。因此,高溫下ClOH等自由基成為體系的重要組分。從平衡產物來看,很高的溫度并不是分解CFC-12所必須的,換句話說,氟利昂的分解并非是溫度越高越好,相對的低溫可能更有利于HFHClCO2的選擇性形成。


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標簽: 氟利昂
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