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1、物理化学学报(WuliHuaxueXuebao)MayActaPhys.-Chim.Sin.2011,27(5),1061-10671061[Article]www.whxb.pku.edu.cn正癸烷热裂解实验和动力学模拟122121,*2,*焦毅李军王静波王健礼朱权陈耀强李象远(1四川大学化学学院,成都610065;2四川大学化工学院,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
2、详细机理,该机理包含1072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β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:O643ExperimentandKineticsSimulationonthePyrolysisofn-Decane12212JIAOYiLIJunWANGJing-BoWANGJian-LiZHUQuan
3、1,*2,*CHENYao-QiangLIXiang-Yuan(1CollegeofChemistry,SichuanUniversity,Chengdu610065,P.R.China;2CollegeofChemicalEngineering,SichuanUniversity,Chengdu610065,P.R.China)Abstract:Inthiswork,atmosphericcrackingequipmentwasusedtostudythedistributionofthemaingasproductsofn-decanepyrolysisi
4、ncludinghydrogen,methane,andethylenebetween973-1123Kandatdifferentresidencetimeof0.5-2s.Thedetailedmechanismforn-decanepyrolysis,whichwascomposedof1072stepsand281species,wasautomaticallygeneratedbytheReaxGenprogramthatwasdevelopedinourlaboratory.Wethuscarriedoutkineticmodelingandthe
5、resultswerecomparedwithexperimentalobservations.Usingsensitivityanalysisweidentifiedthemainreactionsteps,thealkylrearrangementandtheβ-cleavagereactions,whichmostlyinfluencethedistributionsofhydrogen,methane,andethyleneatatmosphericpressureand973Kwitharesidencetimeof1s.KeyWords:Pyrol
6、ysis;Kineticsmodel;Relativesensitivity;n-Decane;ReaxGen21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1烯、丙烷等,为了更好地了解该反应的详细过程,提物质)的高热沉值来实现发动机的有效冷却.利用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;R
7、evised:March3,2011;PublishedonWeb:March17,2011.∗Correspondingauthors.CHENYao-Qiang,Email:chenyaoqiang@scu.edu.cn.LIXiang-Yuan,xyli@scu.edu.cn;Tel:+86-28-85405233.TheprojectwassupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina(91016002)andNationalHigh-TechResearchandDevelopmentPro
8、gramofChina(863)(20
