正戊烷热裂解自由基反应模型的研究

姬伟毅

（中国石油化工股份有限公司 化工事业部，北京 100728）

正戊烷热裂解自由基反应模型的研究

姬伟毅

（中国石油化工股份有限公司 化工事业部，北京 100728）

在自由基反应机理的基础上，构建了正戊烷热裂解自由基反应网络，根据量子化学计算结果和文献数据，建立了正戊烷热裂解自由基反应模型，该模型包括14个分子和17个自由基共计199个自由基反应。采用NM-Ⅱ型蒸汽热裂解模拟实验装置对正戊烷进行不同温度条件下的热裂解实验，以验证模型模拟结果的精度。实验结果表明，在炉管出口温度低于750 ℃时，正戊烷热裂解产物收率的模拟结果与实验结果基本吻合；在炉管出口温度高于750 ℃时，模拟结果与实验结果存在偏差；建立的正戊烷热裂解自由基反应模型能够较好地模拟低温工况下裂解产物的收率情况。

自由基反应模型；正戊烷；热裂解；乙烯

乙烯工业是石油化工的基础。目前，世界上乙烯主要是通过石油烃类在管式炉中以蒸汽热裂解方式生产的。我国乙烯工业起步于20世纪60年代，随着乙烯工业的快速发展，先后引进了30～100 kt/a规模的管式裂解炉。但在裂解反应动力学研究方面，国内比较滞后，目前还仅仅处于探索阶段，成熟的机理模型非常少，主要是由实验数据回归得到的经验模型［1-4］。为了满足裂解炉设计开发的需要，经验模型正逐步被分子模型所取代［5-6］。

中国石油化工股份有限公司是国内乙烯的主要生产商，2011年乙烯产量首次突破10 Mt。近年来，随着乙烯原料结构优化、轻重原料分储分裂、裂解炉改造以及先进过程控制推广应用等要求，需要建立必要的裂解反应机理模型［7］。……