丁烷热裂解反应机理的分子模拟.pdf

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1、石油学报(石油加工)2013年1O月ACTAPETROIEISINICA(PETROIEUMPROCESSINGSECT10N)第29卷第5期文章编号：1001—8719(2013)05—0824—06丁烷热裂解反应机理的分子模拟郝玉兰，张红梅，张晗伟，李金莲，赵亮。(1．东北石油大学化学化工学院石油与天然气化工省高校重点实验室，黑龙江大庆163318；2．北方华锦化学工业集团有限公司，辽宁盘锦124021；3．中国石油大学重质油国家重点实验室，北京102249)摘要：应用分子模拟方法研究了正丁烷和异丁烷热裂解的一次反应机理，建立了可能

2、的反应路径，对各个基元反应进行了动力学模拟计算，并推导了各路径生成目的产物的活化能；根据计算结果选出了生成目的产物活化能最小的路径，并比较了正丁烷和异丁烷热裂解的产物分布。结果表明，正丁烷热裂解最容易生成乙烯，产率高于丙烯和丁烯，异丁烷生成异丁烯比生成丙烯容易，与实验得到的裂解规律相符。关键词：正丁烷；异丁烷；热裂解；反应机理；分子模拟中图分类号：0641文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1001-8719．2013．05．013MolecularSimulationonPyrolysisMechanismofButa

3、neHAOYulan，ZHANGHongmei，ZHANGHanwei，LIJinlian，ZHAOLiang。(1_ProvincialKeyLaboratoryofOil＆Ga$ChemicalTechnology，CollegeofChemistry＆ChemicalEngineering．NortheastPetroleumUniversity，Daqing163318，China；2．NorthHuajinChemicalIndustriesGroup．Co．，Ltd．，Panjin124021，China3．StateKey

4、LaboratoryoJHeavyOilProcessing，ChinaUniversityofPetroleum，Beijing102249，China)Abstract：Thepyrolysismechanismsof—butaneandiso—butaneinthefirstreactionwereresearchedbyusingmolecularsimulationmethod，andthereactionpathswerebuilt．Thekineticscalculationwascarriedoutforeachelem

5、entaryreaction．Theactivationenergiesofobjectiveproductswerededucedineachreactionpath．Accordingtotheresultofcalculation，thelowestpathofactivationenergywasselectedintheobjectiveproducts．Theproductsdistributionwascomparedinthepyrolysisof一butaneandiso—butane．Theresultsshowed

6、thattheformationofethylenewasthemostprobable，theyieldofethylenewashigherthanthatofpropyleneandbutyleneinthepyrolysisof—butane。andtheformationofisobutylenewaseasierthanthatofpropyleneinthepyrolysisofiso—butane．Themolecularsimulationresultscorrespondedtothepyrolysisexperim

7、entresults．Keywords：，2一butane；iso—butane；pyrolysis；reactionmechanism；molecularsimulation混合碳四烃是重要的石油化工资源，其主要组学反应机理研究等许多领域中得到了广泛的应分为正丁烷、异丁烷、异丁烯和正丁烯，将其混入用l2]。计算机模拟可以提供实验上尚无法获得或很其它裂解原料中，可以缓解目前蒸汽裂解生产乙烯难获得的信息，虽然其不能完全取代实验方法，但原料紧张的现状l】]。合理优化使用裂解原料，研究可用来指导实验的进行，从而促进理论和实践的发掌握原料的裂解

8、机理至关重要。以往采用实验的办展。采用分子模拟技术来研究烃类分子的热裂解反法，只能通过生成的产物反推裂解机理，并且需要应机理，可在分子尺度水平上解释反应机理和途径，大量的人力、物力和时间。随着量子化学方法的