苏宝根，吴剑骅，闻光东，马 杰，房建威，邢华斌，任其龙

浙江大学生物质化工教育部重点实验室 化学工程与生物工程学院，浙江 杭州 310027

热等离子体裂解丙烷制乙炔数学模拟

苏宝根，吴剑骅，闻光东，马 杰，房建威，邢华斌，任其龙

浙江大学生物质化工教育部重点实验室 化学工程与生物工程学院，浙江 杭州 310027

为了对反应器的停留时间进行合理优化，将旋转弧等离子体反应器视为一维平推流反应器网络模型，结合裂解反应动力学模型与反应器流动模型，采用 CHEMKIN-PRO对丙烷的裂解过程进行数值模拟，用于分析热等离子体反应器内丙烷的裂解过程中产物的浓度分布及温度分布情况。反应动力学模型分别采用均相反应动力学模型和非均相反应动力学模型。模拟结果表明，包含结焦模型的非均相反应动力学模型与实验结果表现出更好的一致性，随着反应器长度的增加，乙炔浓度存在最佳点。通过降低反应器的停留时间至1.0 ms以下，能有效提升C2H2收率。

数学模拟 热等离子体 丙烷 裂解 乙炔

热等离子体具有高温、高焓以及富含活性粒子等特性，能够在毫秒级的时间内完成反应，实现物质的高效转化。热等离子体技术已被广泛运用于煤裂解制乙炔［1］、煤气化［2］、碳烷烃转化［3］、二氧化碳重整［4］以及生物质气化［5］等研究中。因不产生CO2及耗水量少，热等离子体裂解煤及低碳烷烃制乙炔工艺被视为能代替传统电石法的既环保又高效的新工艺。

由于热等离子体裂解制乙炔的反应过程在毫秒级时间内完成，产物需要快速淬冷以防止乙炔的进一步转化，因此，对该反应的动力学研究对于热等离子体反应器的设计及优化显得尤为重要。……