正癸烷热裂解实验和动力学模拟.pdf

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1、物理化学学~E(WuliHuaxueXuebao1MayActaP．一Chim．Sin．2011，27(5)，1061—10671061[Article】、)l，、，、Ⅳ．whxb．pku．edu．cn正癸烷热裂解实验和动力学模拟焦毅’李军王静波王健礼朱权陈耀强李象远，f四川大学化学学院，成都610065；四川大学化工学院，成都610065)摘要：采用自制常压裂解装置，研究了正癸烷在温度范围为973—1123K，停留时间为0_5—2S时，热裂解主要气相产物氢气、甲烷和乙烯的分布情况．根据自主开发的机理生成软件ReaxGen，构建了正癸烷热裂解的详细机理，该机理包含10

2、72步反应和281个物种．进一步进行动力学模拟，并用实验结果进行了初步验证．结果表明，在反应的温度区间内，短的停留时间有利于乙烯和氢气的生成．通过敏感度分析，确定了常压下973K，停留时间为1S时影响氢气、甲烷和乙烯产量的主要反应步骤是烷基的重排和裂解反应．关键词：热裂解：动力学模型：相对敏感度：正癸烷；ReaxGen中图分类号：0643ExperimentandKineticsSimulationonthePyrolysisofn-DecaneJIAOYi’LIJunWANGJing—BoWANGJian—Li’ZHUQuanCHENYao-Qiang’’LIXia

3、ng—Yuan，rCollegeofChemistry,SiehuanUniversity,Chengdu610065,尸R．China；CollegeofChemicalEngineering,SichuanUniversity,Chengdu610065，PR．China)Abstract：lnthiswork．atmosphericcrackingequipmentwasusedtostudythedistributionofthemaingasproductsofn-decanepyrolysisincludinghydrogen，methane，andeth

4、ylenebetween973-1123Kandatdifferentresidencetimeof0．5-2S．Thedetailedmechanismforn-decanepyrolysis．whichwascomposedof1072stepsand281species，wasautomaticallygeneratedbytheReaxGenprogramthatwasdevelopedjnOUFIaboratory．Wethuscarriedoutkineticmodelingandtheresultswerecomparedwithexperimental

5、obse~ations．Usingsensitivityanalysisweidentifiedthemainreactionsteps．thealkyIrearrangementandthe／3一cleavagereactions，whichmostlyinfluencethedistributionsofhydrogen，methane，andethyleneatatmosphericpressureand973Kwitharesidencetimeof1S．KeyWords：Pyrolysis；Kineticsmodel；Relativesensitivity；

6、n-Decane；ReaxGen1引言理提供一条可能途径．碳氢燃料热裂解反应的主要再生冷却方法利用碳氢燃料(主要组分为烃类气相产物为小分子低碳烃如甲烷、乙烯、乙烷、丙物质)的高热沉值来实现发动机的有效冷却．利用烯、丙烷等，为了更好地了解该反应的详细过程，提燃料在较高温度条件下的裂解反应，生成燃烧性能高反应的转化率和选择性，需要对裂解过程的详细优良的富能小分子产物，能为发动机热量的有效管机理深入研究，预测产物分布和转化率，从而为评Received：December28，2010；Revised：March3，2011；PublishedonWeb：March17，201

7、1．Correspondingauthors．CHENYao—Qiang，Email：chenyaoqiang@SCU．edu．cn．LIXiang-Yuan，xyli@SCU．edu．cn；Tel：+86—28—85405233．TheprojectwassupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChinaf91016002)andNationalHigh—TechResearchandDevelopmentProgramofChina(863)(2006AA0IAll9)．国家自然科学基金(9