乙炔是一种重要的基本有机化工原料，传统的以电石为原料生产乙炔的方法因污染严重和能耗高等原因迫使人们在这一领域不得不寻找新的技术路线。等离子体裂解甲烷制乙炔具有流程简单、环境友好、可实现连续化、大型化等优点，被认为是有希望替代传统方法来制备乙炔的途径，国内外学者也对此进行了许多理论和实验方面的研究。但实现产业化还存在一些问题，如裂解过程中反应器内部结焦的抑制与消除；物料在反应器内如何有效且均匀混合；减小反应器内的温度剃度以及反应后产物的有效和及时淬冷问题。本文基于以上的问题，着眼于山西丰富的焦炉煤气以及煤层气等资源，结合本实验室现有的电弧等离子体高温、高热焓有利于甲烷活化的特点，在进行C-H热力学平衡体系分析的基础上，进行了等离子体甲烷裂解的实验研究，以期对此研究有所帮助。在已有文献报道和研究成果的基础上，本文针对等离子体裂解甲烷制乙炔过程，采用Gibbs自由能函数最小法，对C-H单相热力学平衡体系、C-H多相热力学平衡体系进行了热力学平衡组成的分析。在理论分析的基础上，通过实验研究，考察了甲烷流量、反应器结构以及淬冷等因素对生成产物乙炔的影响。实验结果显示：裂解产物的主要烃类为C₂H₂、C₂H₄和C₃以及少量固相物。甲烷转化率接近100％，得到的最高乙炔浓度为12.57％，最大乙炔收率大于95％，乙炔比能耗最小为9.67kWh／kg-C₂H₂。与其他研究相比，乙炔浓度及收率较高。这可能是由于对反应器以及淬冷等方面的改进所致。淬冷后，乙炔浓度及收率分别提高了约21％和16％。而反应器结构以及产物在反应器中的停留时间对乙炔的收率有显著的影响。