1-丁烯热裂解反应机理的数值模拟

doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2016.05.025

石油学报（石油加工） ›› 2016, Vol. 32 ›› Issue (5): 1055-1061.doi: 10.3969/j.issn.1001-8719.2016.05.025

1-丁烯热裂解反应机理的数值模拟

李金莲1，张红梅1，李春秀1，孙维1，郝玉兰1，赵亮2，赵晶莹3

1东北石油大学化学化工学院石油与天然气化工省重点实验室，黑龙江大庆 163318； 2中国石油大学重质油国家重点实验室，北京 102249； 3中国石油大庆化工研究中心，黑龙江大庆 163714

收稿日期:2015-09-21 修回日期:2015-12-04 出版日期:2016-10-25 发布日期:2016-12-01
通讯作者: 张红梅，女，教授，博士，从事化工过程及计算机数值模拟领域的研究；E-mail：cxhzhm@163.com E-mail:lijinlian33@163.com
作者简介:李金莲，女，副教授，硕士，从事化工过程及计算机数值模拟领域的研究；Tel:15145995289;E-mail:lijinlian33@163.com
基金资助:
黑龙江省教育厅自然科学基金项目（12541074）和东北石油大学校青年基金项目（2013NQ113）资助

Numerical Simulation on Reaction Mechanism of 1Butene Pyrolysis

LI Jinlian1， ZHANG Hongmei1， LI Chunxiu1， SUN Wei1， HAO Yulan1， ZHAO Liang2， ZHAO Jingying3

1Provincial Key Laboratory of Oil & Gas Chemical Technology, College of Chemistry & Chemical Engineering,  Northeast Petroleum University, Daqing 163318, China; 2State Key Laboratory of Heavy Oil Processing, China University of Petroleum , Beijing 102249, China； 3China National Petroleum Corporation, Daqing Chemical Research Center, Daqing 163714, China

Received:2015-09-21 Revised:2015-12-04 Online:2016-10-25 Published:2016-12-01

摘要/Abstract

摘要： 采用Materials studio分子模拟软件和Aspen plus过程模拟软件研究了1丁烯热裂解的反应机理。结果表明，1丁烯热裂解的反应产物主要由4个链传递循环和2个链传递反应通过不断消耗原料而生成。其中，4个循环中有3个是由1C4H7·3循环反应组成，分别经过生成丁二烯和H·的反应，最后生成乙烯和乙烷、丙烯和甲烷、氢气，丁二烯收率是这3个循环的总和；另一个循环由1C4H7·4形成，产物为乙烯。2个链传递反应由1丁烯链引发生成的CH3·和1C3H5·3两个自由基继续与1丁烯进行链传递组成，分别生成等量的甲烷和丙烯。

关键词: 1-丁烯, 热裂解, 反应机理, 分子模拟, 过程模拟

Abstract: A new study method combining the molecular simulation with the simulation calculation of onedimensional technology mathematical model was presented through the integration of the Materials studio software and the Aspen plus software, by which freeradical mechanism of 1butene thermal cracking was studied. The research results showed that four chain reaction cycles and two chain propagation reactions occurred in 1butene thermal cracking, among which three chain reaction cycles started from 1C3H7〖KG-*2/3〗·〖KG-*5〗3 and through the reactions to form butadiene and H〖KG-*2〗·, finally ethylene and ethane, propylene and methane, and H2, respectively, the other chain reaction cycle started from 1C4H7·4. The butadiene yield was obtained from the former three recycles.The two chain propagation reactions included the chain propagation reaction of 1butene to form CH3· and 1C3H5·3, and the chain propagation reaction of CH3· and 1C3H5·3 with 1bytene to form same amount of methane and propylene. 

Key words: 1-butene, pyrolysis, reaction mechanisms, molecular simulation, process simulation

李金莲1，张红梅1，李春秀1，孙维1，郝玉兰1，赵亮2，赵晶莹3. 1-丁烯热裂解反应机理的数值模拟[J]. 石油学报（石油加工）, 2016, 32(5): 1055-1061.

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1-丁烯热裂解反应机理的数值模拟

Numerical Simulation on Reaction Mechanism of 1Butene Pyrolysis

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