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  為了深入了解二氯乙烷的裂解反應(yīng)機理，自由基反應(yīng)模型作為嚴格的機理模型的代表，揭示了二氯乙烷裂解反應(yīng)的本質(zhì)。從廣義的自由基反應(yīng)機理來講，自由基反應(yīng)機理可劃分為三個階段:反應(yīng)鏈的引發(fā)、反應(yīng)鏈的增長和反應(yīng)鏈的終止。隨著二氯乙烷裂解原料不斷加熱升溫，裂解反應(yīng)開始進行，二氯乙烷分子容易斷裂產(chǎn)生一對自由基，從而引發(fā)后續(xù)連鎖的自由基反應(yīng)，這一過程稱作反應(yīng)鏈引發(fā)的階段。反應(yīng)鏈的增長著主要描述自由基轉(zhuǎn)化過程，其中包括H抽取、Cl抽取、自由基分解、自由基加成以及自由基異構(gòu)化等諸多環(huán)節(jié)。反應(yīng)鏈終止反應(yīng)則標(biāo)志著自由基反應(yīng)的終結(jié)，兩個自由基通過反應(yīng)形成兩個相對熱穩(wěn)定的分子。由于自由基反應(yīng)機理中既包含分子和自由基，同時兩種均存在同分異構(gòu)的現(xiàn)象，所以建立自由基模型時，為了避免模型過于復(fù)雜，往往也會做一定的簡化。常見的做法是將同分異構(gòu)體歸為一種物質(zhì)或?qū)⑾嗨频姆磻?yīng)歸為一個反應(yīng)，從而達到減少自由基反應(yīng)方程數(shù)目的目的。國外學(xué)者對于二氯乙烷裂解的自由基反應(yīng)機理研究非常深入，提出了很多種自由基反應(yīng)模型。表1.3匯總了國外自由基開發(fā)的情況。由于自由基反應(yīng)機理完整的闡述了二氯乙烷裂解的本質(zhì)，因此，該機理能有效提高裂解模型的適用性、可靠性和模擬精度。但是，自由基反應(yīng)機理還是存在著一些缺點。第一，由于二氯乙烷裂解過程看似簡單，但是其內(nèi)在本質(zhì)特征非常復(fù)雜，開發(fā)一套能表征裂解本質(zhì)的成熟的自由基模型周期長，成本大;第二，由于自由基反應(yīng)方程數(shù)目過多，待確定的動力學(xué)參數(shù)數(shù)目眾多，需要大量的實驗數(shù)據(jù)和工業(yè)數(shù)據(jù)以及大量的理論依據(jù)支撐;第三，由于自由反應(yīng)機理中自由基、分子數(shù)目以及反應(yīng)方程維數(shù)過多，使得求解微分方程時往往會出現(xiàn)剛性問題，求解非常困難，嚴重時更會出現(xiàn)不收斂的情況。種種因數(shù)導(dǎo)致自由基模型在工業(yè)裂解爐模擬或設(shè)計中很難得到應(yīng)用。但是，隨著計算機技術(shù)不斷發(fā)展以及人們對于反應(yīng)機理認識的不斷加深，采用自由基模擬包括二氯乙烷裂解在內(nèi)的任何工業(yè)裂解過程己成為必然的發(fā)展趨勢。www.yunshisz.com