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燃料油的品质与其安定性有着内在联系,从理论上探讨燃料油氧化分解程度对油品质量的影响,具有十分重要的理论和实际意义。
本文采用量子化学方法,对三氟化氯引发燃料油模型化合物的分解反应机理进行研究;探索模型化合物与引发剂之间可能的引发分解机理、可几性较大的反应通道。
通过对小分子生成热的计算,探索出适合于本课题的计算方法和基组。计算得到燃料油模型化合物以及三氟化氯的生成热、燃烧热和爆炸热。其中,计算的生成热和燃烧热很好地与实验测定值一致。
采用AM1方法计算研究了三氟化氯与燃料油模型化合物的各级分解反应过程,并求得了产物的玻尔兹曼分布。结果表明:三氟化氯摘取烷烃次甲基氢原子的一级分解和三氟化氯进攻仲烷基自由基的β位碳原子的二级分解反应是可几性较大的反应机理;计算多级分解的最终产物是烯烃、甲烷、乙烷等小分子。
建立了三氟化氯引发正十六烷逐级分解的反应模型,计算得到了反应的活化能、分解反应速率常数和可几性较大的分解反应通道。比较两种分解反应通道发现:经通道1分解产物的能量相对较低,逐级分解产物相对较稳定,能量呈小波动形式下降,是可几性较大的反应通道。
采用微反应器对正十六烷进行热裂解及氧化反应发现,在无氧条件下高温热分解产物主要是甲烷、乙烷和烯烃。在有氧条件下氧化分解产物主要是一氧化碳、二氧化碳、烯烃、醇、醛和酸类。这些实验结果很好地考证了理论计算的机理。