高碳烃燃烧复杂反应机理的自动生成方法

【作者】 李颖丽； 李军； 李象远；

【机构】 四川大学化学工程学院；

【摘要】 为了实现大分子体系热裂解和燃烧反应复杂机理的构建,我们比较了高低温燃烧过程的可能反应类型,根据高碳烃燃烧裂解反应类型有限和基于物质的一维表示,开发了烷烃分子反应机理的自动生成程序Reax Gen,建立了相应的热、动力学数据库,目前包含高温裂解和燃烧反应类型19种,低温燃烧反应类型23种。该程序依据如下原理产生反应机理:烷烃的高温燃烧反应以自由基的链反应机理为主要特征;高温燃烧反应的种类有限,具备程序化的特征;其反应动力学参数按反应归类的方式确定。主要反应类型有:烷烃的单分子分解反应;自由基提取烷烃氢原子反应;烷基的β裂解反应;双自由基裂解反应;烯丙型自由基分解;氢原子的烯烃加成;烷基的氢迁移重排;烷基氧化生成烯烃;羟基的烯烃加成等。Reax Gen[1]程序可以实现烷烃分子裂解燃烧反应机理的自动生成。与国际上的机理生成软件相比,其特点在于:可以处理环烷烃燃料分子;有详尽的反应类型;与本课题组构建的数据库接口,可以获得高精度的热动力学数据。采用Reax Gen自动生成程序,我们构建了正庚烷的热裂解详细机理,包含140个物种和557个反应。并用Chemkin程序包验证了模型在1atm,953K下正庚烷热裂解的产物分布和转化率,与实验吻合较好。更多还原