利用Ms的perl腳本做石油裂解生成物隨時間變化的統計

在石油化工生產過程里,常用石油分餾產品(包括石油氣)作原料,采用比裂化更高的溫度(700~800℃,有時甚至高達1000℃以上),使具有長鏈分子的烴斷裂成各種短鏈的氣態烴和少量液態烴,以提供有機化工原料。工業上把這種方法叫做石油的裂解。所以說裂解就是深度裂化,以獲得短鏈不飽和烴為主要成分的石油加工過程,是化學變化。石油裂解的化學過程是比較復雜的,生成的裂解氣是一種復雜的混合氣體,它除了主要含有乙烯、丙烯、丁二烯等不飽和烴外,還含有甲烷、乙烷、氫氣、硫化氫等。

石油裂解是將石油原料在800~1100℃之間進行處理,得到小分子烴的生產過程其反應十分復雜,主要有以下幾種類型。依據熱力學和動力學原理,生產中在800~1 100℃范圍內,盡可能控制較高溫度,同時盡可能減少物料在反應器內的停留時間,使之有利于生成乙烯而不利于生成焦炭。

面對復雜的裂解過程,直接使用實驗的方法去探究其中的裂解物質是相對復雜的,因此,我們可以采用分子動力學的方式對裂解的溫度,壓力進行調控,來研究不同試驗環境下的裂解情況。那么,對于生成物的分析是指的考慮的。

在materials studio中,我們可以通過GULP模塊進行相關計算,可以采用的力場為ReaxFF力場。下圖為初始結構和反應過程截圖。

利用Ms的perl腳本做石油裂解生成物隨時間變化的統計的圖1 利用Ms的perl腳本做石油裂解生成物隨時間變化的統計的圖2

在反應前后的對比中,我們可以清楚的看出,長鏈狀烷烴已經發生了裂解,那么,我們又該如何去統計生成的產物呢?很顯然,通過手數的方式是不可取的,因此,我們可以通過perl腳本的方法對產物進行統計。下圖為腳本截圖和部分結果描述。

利用Ms的perl腳本做石油裂解生成物隨時間變化的統計的圖3 利用Ms的perl腳本做石油裂解生成物隨時間變化的統計的圖4 利用Ms的perl腳本做石油裂解生成物隨時間變化的統計的圖5 利用Ms的perl腳本做石油裂解生成物隨時間變化的統計的圖6

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