正癸烷与二甲苯在超临界压力下的热裂解.pdf

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1、物理化学学~(WuliHuaxueXuebao)AprilActaP．一Chim．Sin．2013，29(4)，689-694[Article]doi：10．3866／PKU．WHXB201302061www．whxb．pku．edu．ca正癸烷与二甲苯在超临界压力下的热裂解周灏’毛佳’汪必耀’朱权’王健礼·’李象远(四川大学化学工程学院，成都610065；四)ll大学化学学院，成都610064)摘要：采用连续流动装置对正癸烷和二甲苯在超临界压力下的热裂解对比研究．用气相色谱和色质联用仪对其气相产物和液相产物进行分析，计算气相产物

2、产率和裂解转化率，并运用计算化学方法获得正癸烷和二甲苯不同化学键的键能，从实验和理论上分析其裂解反应的难易程度和裂解规律．实验结果表明，在4MPa和650、700、750。C条件下，正癸烷比二甲苯更容易裂解，正癸烷裂解产物以C，一C。小分子的烃类和氢气为主，而二甲苯裂解产物主要为乙苯、甲苯和其它芳香类化合物：键能计算结果表明，正癸烷碳链骨架的C—C键能和C—H键能均较小。裂解反应的诱发步骤应该是C—C键断裂，而二甲苯苯环上C—C和C—H键能均较大，裂解诱发步骤应该是侧链甲基脱氢反应．因此正癸烷裂解反应以C—C键断裂和脱氢反应为主，

3、二甲苯裂解主要发生lY0链甲基C—C键断裂和脱氢反应，而芳环则比较稳定，理论计算键能分析与裂解实验结果一致．关键词：正癸烷；二甲苯：超临界：热裂解；键能中图分类号：0643Pyrolysisofn-DecaneandDimethylbenzeneunderSupercriticalPressureZHOUHao’MAOJia’WANGBi—Yao’ZHUQuan’WANGJian-Li’LIXiang-Yuan’'(CollegeofChemicalEngineering,SiehuanUniversity,Chengdu6100

4、65，PR．China；CogegeQ厂Chemistry,SichuanUniversity,Chengdu61006Z户R．China)Abstract：Thepyrolysisofn-decaneanddimethylbenzeneundersupercriticaIpressurewasstudiedusingacontinuousflowreactor~Sampleswereheatedtoatemperatureof650，700，or750。Cunderapressureof4MPawithoutoxygen．门-D

5、ecanepyrolyzedmoreeasilythandimethylbenzene．Weanalyzedgaseousproductsbyonlinegaschromatography，andliquidproductsbygaschromatography-massspectrometry，allowingustocalculatethecrackinggasyieldandcrackingconversionofthesesystems．Aquantumchemistrycomputationwasusedtoevalua

6、tethebindingenergiesofC—CandC—Hbondsinn．decaneanddimethylbenzene．BothexperimentaIandtheoreticalresultswerealsousedtoanalyzethecrackingteactivityofthesespecies．Analysisofthecomponentsintheproductsindicatedthatthemainproductsofn—decanewereC1一C3hydrocarbonsandhydrogen，wh

7、ereasethylbenzene，tolueneandotheraromaticcompoundswerethemainproductsofdimethylbezeneafterpyrolysis．BindingenergycalculationsshowedthatbothC—CandC—Hbondsin，7．decanepossessedlowerbindingenergiesthanthoseindimethylbezene．andaC—Cbondwastheweakest．1ndimethylbenzene．aC—Hbo

8、ndinthemethylgroupswastheweakest，anditsbindingenergywasmuchsmallerthanthoseoftheC—CandC—Hbondsjnthebenzenering．Therefore．the