本文着重研究了一种新的转化天然气制取乙炔及乙烯的技术手段一氮热等离子体裂解天然气制乙炔乙烯方法，同时对其它多种甲烷转化方法进行了评述，与其他方法相比，热等离子体裂解天然气制乙炔乙烯方法条件温和，设备简单，易于实现工业化。 通过对天然气裂解反应进行理论分析以及对反应器进行流体力学模拟计算表明可通过优化反应器结构（如橄榄形状）、改变天然气进料方式来抑制天然气裂解中的阴极积碳现象和在反应器中的积碳现象，并确定了在本实验条件下反应器的冷激位置。 根据理论研究，在改进反应器结构和天然气进气方式基础上，本文在latm、不同功率、天然气流量和氮气流量条件下对天然气转化制乙炔、乙烯进行实验研究，探索对天然气转化率及乙炔收率的影响因素。本文重考察了功率和天然气流量不变改变氮气流量、功率和氮气流量不变改变天然气流量、天然气和氮气流量不变改变功率这三种情况下对天然气的转化率、乙炔及乙烯的选择性和收率以及乙炔在气相中的浓度变化。实验发现：在氮气等离子体中裂解天然气要得到最大乙炔收率，在5～15KW范围内，天然气与氮气流量比值最好为1：1.8；如果要使乙炔的选择性最好，则天然气与氮气的流量比值最好为1：1。在功率为5KW，天然气流量为1NM³／hr时，最好结果为：天然气转化率72.7％，乙炔选择性52％，乙炔收率37.8％，不计氮气时乙炔在气相中的浓度为15.3％；乙烯选择性12.6％，乙烯收率9.1％。实验发现：当功率给定后，并不是氮气进气流量越大收率越高，过大的进气量会造成CH₄裂解不够，降低C₂产品的收率。因此，实验中，功率与氮气进气量应适当配合。当功率增加时，氮气和天然气流量必须相应增加才有好的乙炔收率。