| 有机化合物在高温条件下可经过气相、液相形成具有稠环结构的焦油类物质,并可能转化为不同类型的碳。对于该反应过程的研究导致了液相碳化学的形成和发展。有机物的炭化是生产各种类型炭的重要途径,但也给生产和实验研究造成了许多困难。1,2-二氯丙烷高温分解制备氯丙烯工业生产过程中,由于苯的生成,使得反应温度在500--600℃区间内反应釜内很容易形成结焦物质。为此,对于各种高温气相或液相反应,必须考虑由于有机物结焦对反应釜及输运管道的影响。如果能在生产过程中降低反应温度,可使某些高温条件下不稳定的产物不至于分解,也就能有效地抑制副反应,降低结焦所造成的影响。紫外激光引发自由基链式反应能在获得和热反应具有相同转化率条件下降低反应温度,激光引发1,2一二氯乙烷链式反应的成功,激起了人们对激光引发化学反应的工业化更大的兴趣和热忱。随着研究的深入,新的问题也不断出现。光窗结焦现象便是困扰实验研究和工业化生产的问题之一。我们分别研究了1,2一二氯乙烷和1,2一二氯丙烷激光引发脱HC1反应,发现在反应温度为300℃(光窗温度低于300℃)的金属反应器中,无论是激光辐照反应还是单纯的热反应,都将使光窗覆盖上一层棕色乃至黑色粘膜,严重者可使激光完全不能透过,并使管道阻塞,这一现象我们称之为光窗的结焦现象在连续流动的石英反应器中观察到0x,1,2一二氯乙烷的光解反应将在光窗内侧沉积上一层有机薄膜,使激光的透过率大幅度降低,这层有机膜可在600℃的空气流中被清除。为了阻制光窗形成不透明膜,他们在反应器的两端设置了缓冲室,在缓冲室内不断地通入惰性气体,阻断1,2一二氯乙烷及其产物在光窗上凝结,由此实现避免光窗结焦的目的。由此可见,光窗结焦现象在实验研究中已显得如此突出,也必将是工业化生产中极需解决的问题。因而开展对这一问题的研究,不仅对光化学反应很有必要,对于解决工业生产中输运管道的阻塞也具有重大的实际意义。1,2一二氯丙烷为市售分析纯,未作进一步提纯。准分子激光器,输出激光波长为308nm,单脉冲能量从50mJ至15Om.1可调,脉冲宽度约为20ns。DWT一702型精密温度控制仪,控温精度士0.5℃。为了模拟工业化反应,我们采用金属反应器,光窗与金属反应器间的密封结构保证了反应器在真空条件下和正压条件下都有良好的气密性,反应器的设计已获国家实用新型专利,专利号为922106159。反应器材料为不锈钢,直径35mm,长150mm,总体积为168m1,反应器光窗为石英片,由聚四氟乙烯作为密封材料。炉体上打孔,装入用玻璃管套住的电阻丝加热反应器,温度由插入炉体内的水银温度计测定,通过测温热电偶由控温仪控制反应器的温度。1,2-二氯丙烷由注射器穿过橡胶堵头注入反应器中,实验装置。为阻止气体的冷凝,与反应器相通的管道上缠上电热带加热,温度不超过200℃,以免局部过热,反应器通入高纯氮进行清洗,然后抽成真空,多次重复该过程以除去反应器中的残留氧气。在真空条件下将反应器升温至300℃,然后将液态1,2-二氯丙烷快速注入反应器中。为了避免将空气一同注入,应在注射器中保留一定体积的样品,每次进样1.5m1。反应物经一定的反应时间后,打开阀门,并由液体取样池和气体取样池取样,进行红外分析。用激光辐照反应体系时,激光器的重复频率为5Hz,单脉冲能量输出为125mJ,用透镜将光束汇聚入反应池。http://www.zbdongtong.com |