吸热型碳氢燃料正癸烷热裂解机理、热沉及产物分布的理论研究

• 作者: 吕剑 李国娜 李春迎 沈文 王文亮 王渭娜
• 来源期刊: 燃料化学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 正癸烷 热裂解机理 速率常数 动力学模拟 热沉 产物分布
• 年，卷（期）: 2013,（9）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 1136-1145
• 页数: 10页
• 分类号: TQ517
• 字数: 6776字
• 语种: 中文

摘要

采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法在6-311G(d,p)基组水平上对正癸烷裂解过程中涉及的反应物、产物及过渡态进行了几何构型优化和振动频率计算,运用B3LYP/aug-cc-pVTZ方法计算单点能并构建势能剖面图.利用TheRate程序包及Eckart校正模型计算了各反应速率常数k.采用统计热力学原理求得不同温度下的热容Cθp,m及熵Sθ298K,并通过设计等键反应获得了各物种的标准生成焓△fHθ2988K.用ChemkinⅡ程序模拟预测了产物分布,理论计算了热沉值,并讨论了温度、压力对产物分布和热沉的影响.结果表明,C-C键断裂过程是反应的初始步骤,且抽氢反应较β键断裂反应更易进行.裂解起始温度为500℃,反应主要发生在600 ～700℃,其主要产物为氢气、甲烷、乙烯、乙烷、丙烯和1,3-丁二烯,且产物分布随温度不同而变化.模拟计算获得正癸烷在温度600℃、压力2.5 MPa条件下的总热沉值为2.334 MJ/kg,对应的热裂解转化率为25.9％,该热沉值可以满足速率为5～6马赫数的飞行器的冷却要求.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	吕剑		162	1007	14.0	23.0
2	王文亮	陕西师范大学化学化工学院陕西省大分子科学重点实验室	43	314	10.0	16.0
3	王渭娜	陕西师范大学化学化工学院陕西省大分子科学重点实验室	30	101	5.0	7.0
4	李春迎		31	166	8.0	9.0
5	李国娜	陕西师范大学化学化工学院陕西省大分子科学重点实验室	1	4	1.0	1.0
6	沈文	陕西师范大学化学化工学院陕西省大分子科学重点实验室	2	7	2.0	2.0