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三氟甲烷(R23)是生产二氟一氯甲烷(R22)过程中不可避免的副产物,具有强温室效应,生成量通常为R22产量的1-4%。R23化学性质稳定、临界温度高,应用范围较窄。目前关于R23处理技术的研究报道较少,最常用的是高温焚烧法。研究开发有效可行的R23处理技术具有一定理论意义和应用价值。本文采用GC-MS对R23裂解产物进行结构鉴定,确定产物为CF2=CF2 (THE), CF2=CFCF3 (HFP), (CF3)2C=CF2 (PFiB), C2HF5, C3F8, CF3C=CCF3, CF2=CHCF3, cyc-C4F8, CF3CF=CFCF3, CF2=CFCF2CF3, n-C4Fio, CH(CF3)3 和 cyc-C5F10。利用有效碳数法和气相色谱法分别估算和测定各产物基于R23的相对质量校正因子,用于产物组分定量。本文以纯镍和紫铜为裂解管材质,研究裂解温度、停留时间和裂解管材质对R23转化率和产物TFE, HFP和PFiB收率及选择性的影响,结果表明转化率随温度升高和停留时间延长而升高,但过高温度和过长停留时间会导致PFiB收率和选择性迅速上升,且结焦严重,易堵塞裂解管。通过对比镍管和铜管实验结果发现铜管中更易生成PFiB和发生结焦反应,以纯镍为裂解管材质较佳。以纯镍为裂解管材质,裂解温度为750℃、停留时间为9s时,原料转化率为15.3%,TFE收率和选择性分别为34.4%和78.2%,PFiB收率为0.7%；裂解温度为850℃、停留时间为9s时,原料转化率为67.8%,HFP收率和选择性分别为48.3%和66.6%,PFiB收率为12.1%。本文研究了纯镍管裂解R23过程的结焦反应,碳、氟和氢元素保留率随裂解温度升高和停留时间延长逐渐降低。通过分析计算碳、氟和氢元素相对于进料R23的损失率以及结焦油1H-NMR,确定结焦油分子式为(CF2)n,氢元素以HF形式损失,不参与结焦反应。用Voorhies经验式Cn=Atn关联单位裂解管内表面积碳摩尔结焦率和停留时间,结果表明该经验式关联性较好,计算值与实验值的平均偏差为0.0012%,最大偏差为0.0044%。在实验温度范围内参数n为0.67,不随温度变化,参数A与温度的关系为A=4537×exp(-1.58×104/T)。本文在纯镍裂解管中研究了稀释剂N2对R23裂解反应的影响,结果表明稀释剂N2不影响产物组成,加入稀释剂后原料转化率略有降低,但在一定条件下可以提高TFE和HFP的收率和选择性,降低PFiB的收率并抑制结焦反应。本文确定R23裂解生成HF和：CF2的过程符合一级反应动力学规律,基于已有研究报道和对结焦反应及产物结构特点的分析推测R23裂解生成TFE和HFP的反应机理网络,并建立动力学模型,用龙格-库塔法通过matlab软件对实验数据拟合得到各反应速率常数的指前因子和活化能,模型计算值与实验值的平均偏差为0.21%,最大偏差为3.65%。本文在纯镍裂解管中研究了载体活性炭、催化剂KF/C和NiCl2/C对R23裂解反应的影响,结果表明KF/C对裂解反应具有一定的促进作用,不仅能提高原料转化率,还能促进HFP和PFiB的生成。NiCl2/C对反应无明显影响。