乙烯是生产三大合成材料及基本有机化工产品的重要基础原料,随着石油化工的快速发展,乙烯的需求量逐年增加,导致原料出现了相对短缺,原料优化问题日益突出。运用小型实验装置对原料进行评价,存在工作量大,时间长,不适合原料多变的发展趋势。随着计算机技术的发展和各种软件的出现,数值模拟成为实验研究之外的重要研究方法。烃类蒸汽热裂解是生产乙烯的主要过程,而裂解动力学模型是影响热裂解过程模拟准确性的一个重要方面,但由于热裂解自由基反应本身的特点,迄今为止,用实验方法对单烃分子热裂解的自由基机理的实验研究进展非常缓慢。本文将分子模拟软件与自建的一维工艺数学模型相结合,提出了一种研究单体烃热裂解自由基机理的理论研究新方法,并用该方法对正戊烷热裂解的自由基机理进行了研究。研究结果表明,正戊烷热裂解一共有25个可能发生的反应,经过一维模型反复计算,最后确定的主要自由基反应有16个;这16个反应构成了分别由氢、甲基和乙基三个自由基组成的链传递循环反应过程。其中乙基自由基以其与正戊烷链传递最短的优势占领了先机,生成C2H6和C3H6;甲基自由基因链传递反应较长位据第二,生成CH4和C2H4;氢自由基的出现依赖于1-C3H7·的分解和CH3.与正戊烷的夺氢反应,故循环反应受到前面反应物浓度的影响,处于弱势,生成H2和2-C5H10。通过对正戊烷自由基机理的研究也表明,本文所提出的理论研究方法可以加快自由基机理研究的速度,在节省人力物力财力的前提下,解决数值模拟对动力学模型的精度要求。