随着乙烯需求量的逐年增加,出现了裂解原料相对短缺,原料种类增多的现象,原料组成的频繁变动使得不同原料之间切换时,原料实验评价方法变得繁琐,优化乙烯生产的难度加大,此外传统的实验评价方法费时且昂贵,所以利用可靠的模拟烃类热裂解的数学模型通过数值模拟的方法对原料裂解规律进行模拟有助于解决上述问题,并使工业操作最优化,而描述原料裂解反应规律的反应动力学模型是数值模拟成功的关键。因此,人们根据不同的原料特点建立了多种研究裂解反应动力学模型的方法来研究原料的裂解反应规律。裂解反应模型主要分为经验动力学模型、分子反应动力学模型和自由基机理模型三类,但从多年的应用来看,这三类模型用于原料优化存在着计算精度差的问题。本文提出了将分子模拟和自建的一维工艺数学模型模拟计算相结合的新的研究方法,并将其应用于乙烷和丙烷的混合热裂解动力学机理的研究中。首先,将Materials Studio分子模拟软件模拟得到乙烷和丙烷热裂解各基元反应的活化能和指前因子,作为动力学机理模型,分别定量分析乙烷和丙烷单独热裂解时各反应路径及总反应路径的反应机理;其次,将乙烷和丙烷自由基反应混合后进行计算,获得产物分布以及各自由基浓度的变化关系,通过分析产物分布以及反应过程中自由基的浓度变化,并与单独裂解的数据进行比较;最后,通过对反应产物及自由基变化规律的分析及相关计算,得到乙烷、丙烷混合物热裂解过程中自由基相互作用的机理。计算结果表明,本文采用的新方法研究乙烷、丙烷及其混合物热裂解反应机理是可行的,得到了乙烷、丙烷单独裂解时的详细裂解机理,在此基础上对乙烷和丙烷混合裂解进行了详细研究,并解释了乙烷和丙烷产生相互作用的机理。