為了深入了解二氯乙烷的裂解反應機理，自由基反應模型作為嚴格的機理模型的代表，揭示了二氯乙烷裂解反應的本質。從廣義的自由基反應機理來講，自由基反應機理可劃分為三個階段:反應鏈的引發、反應鏈的增長和反應鏈的終止。隨著二氯乙烷裂解原料不斷加熱升溫，裂解反應開始進行，二氯乙烷分子容易斷裂產生一對自由基，從而引發后續連鎖的自由基反應，這一過程稱作反應鏈引發的階段。反應鏈的增長著主要描述自由基轉化過程，其中包括H抽取、Cl抽取、自由基分解、自由基加成以及自由基異構化等諸多環節。反應鏈終止反應則標志著自由基反應的終結，兩個自由基通過反應形成兩個相對熱穩定的分子。由于自由基反應機理中既包含分子和自由基，同時兩種均存在同分異構的現象，所以建立自由基模型時，為了避免模型過于復雜，往往也會做一定的簡化。常見的做法是將同分異構體歸為一種物質或將相似的反應歸為一個反應，從而達到減少自由基反應方程數目的目的。國外學者對于二氯乙烷裂解的自由基反應機理研究非常深入，提出了很多種自由基反應模型。表1.3匯總了國外自由基開發的情況。由于自由基反應機理完整的闡述了二氯乙烷裂解的本質，因此，該機理能有效提高裂解模型的適用性、可靠性和模擬精度。但是，自由基反應機理還是存在著一些缺點。第一，由于二氯乙烷裂解過程看似簡單，但是其內在本質特征非常復雜，開發一套能表征裂解本質的成熟的自由基模型周期長，成本大;第二，由于自由基反應方程數目過多，待確定的動力學參數數目眾多，需要大量的實驗數據和工業數據以及大量的理論依據支撐;第三，由于自由反應機理中自由基、分子數目以及反應方程維數過多，使得求解微分方程時往往會出現剛性問題，求解非常困難，嚴重時更會出現不收斂的情況。種種因數導致自由基模型在工業裂解爐模擬或設計中很難得到應用。但是，隨著計算機技術不斷發展以及人們對于反應機理認識的不斷加深，采用自由基模擬包括二氯乙烷裂解在內的任何工業裂解過程己成為必然的發展趨勢。www.chnlcjt.com