Склонность к сажеобразованию различных углеводородов при пиролизе за ударными волнами

Склонность к сажеобразованию различных углеводородов при пиролизе за ударными волнами Научная публикация

Журнал

Кинетика и катализ
ISSN: 0453-8811

Вых. Данные

Год: 2024, Том: 65, Номер: 6, Страницы: 609-628 Страниц : 20 DOI: 10.31857/S0453881124060021

Авторы

Дракон А.В. ¹ , Еремин А.В. ¹ , Золотаренко В.Н. ^1,2 , Коршунова М.Р. ¹ , Михеева Е.Ю. ¹

Организации

1	ФГБУН Объединенный институт высоких температур РАН, Москва, Россия
2	ФГАОУ ВО Московский физико-технический институт, Долгопрудный, Россия

Экспериментально изучено сажеобразование при пиролизе смесей линейных и циклических углеводородов с различным количеством С-С-связей: метана CH4, ацетилена C2H2, этилена C2H4, бензола C6H6, метанола CH3OH, н-бутанола C2H5OH, этанола C4H9OH, диметилового эфира CH3OCH3, диэтилового эфира C2H5OC2H5, диметокисметана CH3OCH2OCH3, фурана C4H4O и тетрагидрофурана C4H8O. Исследования проведены в условиях ударно-трубного пиролиза за отраженными ударными волнами (ОУВ) в диапазонах температур ТОУВ = 1330-2500 К и давлений РОУВ = 2.9-7.7 бар в смесях, разбавленных аргоном. Для диагностики сажеобразования применяли методы лазерной экстинкции и лазерно-индуцированной инкандесценции. Получены температурные зависимости выхода сажи и размера образующихся углеродных наночастиц, а также измерены периоды индукции появления конденсированной фазы углерода и значения эффективной энергии активации начальных реакций пиролиза смесей выбранных углеводородов. Помимо этого, с помощью анализа отобранных образцов сажи на просвечивающем электронном микроскопе, определены размеры и структура углеродных наночастиц, образующихся при пиролизе смесей ацетилена C2H2, этилена C2H4 и фурана C4H4O. С использованием современных кинетических механизмов выполнено моделирование пиролиза смесей исследованных веществ. В случае метана CH4, этилена C2H4, фурана C4H4O и тетрагидрофурана C4H8O выход сажи и рассчитанное значение эффективной энергии активации начальных реакций пиролиза хорошо согласуются с экспериментальными данными. В случае пиролиза ацетилена C2H2 и бензола C6H6 кинетическое моделирование сильно недооценивает выход сажи. Рассчитанное значение эффективной энергии активации при пиролизе бензола не согласуется с полученным экспериментально значением. Этот факт может свидетельствовать о неполноте рассматриваемого механизма сажеобразования, а именно отсутствии полиинового пути в механизме сажеобразования.

Дракон А.В. , Еремин А.В. , Золотаренко В.Н. , Коршунова М.Р. , Михеева Е.Ю.
Склонность к сажеобразованию различных углеводородов при пиролизе за ударными волнами
Кинетика и катализ. 2024. Т.65. №6. С.609-628. DOI: 10.31857/S0453881124060021 РИНЦ

Поступила в редакцию:	3 сент. 2024 г.
Опубликована online:	5 мар. 2025 г.
Принята к публикации:	26 мар. 2025 г.

РИНЦ:

80398170