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单脉冲激波管中CH3Cl在有H2条件下的裂解动力学

Single Pulse Shock Tube Studies on the Decomposition of CH3Cl in the Presence of H2

  • 摘要: 单脉冲激波管实验方法研究了稀释于氩中的CH3Cl与H2的混合物,在高温下的裂解动力学,实验温度105KP<1MPa。实验结果表明符合以H·、CH3·和CH2Cl·自由基为活化中心的链反应机制。始发反应\mathrmCH_3 \mathrmCl \xrightarrowk_1 \mathrmCH_3 \cdot+\mathrmCl·处于递降区,反应速率常数k1=10×1015exp(-41100/T)s-1,在P=1MPa;k1=6.6×1014exp(-40700/T)s-1,在P=0.5MPa。确定了氢攻击CH3Cl的反应有两个通道,即\mathrmH \cdot+\mathrmCH_3 \mathrmCl \xrightarrowk_3 \mathrmHCl+\mathrmCH_3.,和\mathrmH \cdot+\mathrmCH_3 \mathrmCl \xrightarrowk_3^\prime \mathrmH_2+\mathrmCH_2 \mathrmCl \cdot分支比k3/k3'=2.8,及K3=9.7×1012exp(-4860/T)cm3mol-1s-1。产物C2H4是由一氯甲基与氢原子复合生成亚甲基\mathrmCH_2 \mathrmCl \cdot+\mathrmH \cdot \xrightarrowk_5 \mathrmCH_2:+\mathrmHCl后续反应\mathrmCH_2:+\mathrmCH_3 \mathrmCl \xrightarrow\text Fast \mathrmC_2 \mathrmH_4+\mathrmHCl给出,其速率常数k5=8.2×1015T-0.63exp(-254/T)cm3mol-1s-1

     

    Abstract: The mixtures of CH3Cl and H2 diluted in argon are shocked in a single pulse shock tube and the kinetics of the decomposition of CH3Cl is studied at the temperature range 1050K< T< 1170 K,pressure range 0.5 MPa <P<1 MPa.To interpret the experimental results,a chain reaction scheme is proposed and the following conclusions are leaded.The branching ratio of the reactions \mathrmH \cdot+\mathrmCH_3 \mathrmCl \xrightarrowk_3 \mathrmHCl+\mathrmCH_3 \cdot and \mathrmH \cdot+\mathrmCH_3 \mathrmCl \xrightarrowk_3^\prime \mathrmH_2+\mathrmCH_2 \mathrmCl \cdot is determined as k3/k3’=2.8,With the rate constant.k3=9.7×1012exp(-4860/T)cm3mol-1s-1.The initiation reaction \mathrmCH_3 \mathrmCl \xrightarrowk_1 \mathrmCH_3 \cdot+\mathrmCl \cdot.is in the fall off region,near the high pressure limit,and k1=1.0 × 1015exp (-41100/T)s-1,P=1 MPa and k1=6.6 × 1014exp (-40700/T)s-1,P=0.5 MPa are determined.The mechanism of the production of C2H4 is revealed as reaction of CH2Cl·+\mathrmH \cdot \xrightarrowk_5 \mathrmCH_2:+\mathrmHCl followed by \mathrmCH_2:+\mathrmCH_3 \mathrmCl \xrightarrow\text Fast \mathrmC_2 \mathrmH_4+\mathrmHCl,with the rate constant k5=8.2×1015 T0.63exp (-254/T)cm3mol-1s-1.

     

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