Дисоціація діацетилу: аеродинамічна ударна труба та теоретичне вивчення :

Краткое содержание

The Dissociation of Diacetyl: A Shock Tube and Theoretical Study

Xueliang Yang, Ahren W. Jasper, John H. Kiefer, and Robert S. Tranter

Chemical Sciences and Engineering Division, Argonne National Laboratory, 9700 South Cass Avenue, Argonne, Illinois 60439, Combustion Research Facility, Sandia National Laboratory,

P.O. Box 969, Livermore, Califo
ia 94551, and Department of Chemical Engineering, University of Illinois at Chicago, 810 South Clinton Street, Chicago, Illinois 60607

Дисоціація діацетилу: аеродинамічна ударна труба та теоретичне вивчення

Дисоціація розчину діацетилу в криптилі вивчається в ударній трубі із використанням лазерної денситометрії 1200-1800 K and і реактивному тискові від 55 ( 2, 120 ( 3, і 225 ( 5 Torr  (торр (од. тиску = мм ртутного стовпчика = 133, 322 Па).

Дисоціація діацеталу, 2,3-бутандіон, ініційована розщепленням C-C (1) та подальшим утворенням двох радикалів ацетилу, що дисоціюються (2) у радикал метилу та CO.

Тому, з діацетилу отримано два метилові радикали і це (1) є чистим, ефективним піролітичним джерелом радикалів метилу в ударній (аеродинамічній) трубі, і навіть більш придатним, ніж деякі інші джерела, які нами використовувались, включаючи етан, ацетальдегід, ацетон. Ацетон посідає друге місце, як речовина з якої найлегше дисоціювати, на відміну від діацетилу має вищу силу спротиву. Хоча діацетил може бути використаний для отримання метилу при дещо нижчих температурах.

До цього часу не проводились дослідження піролізу діацетилу, і за умови підвищення температурних показників цей механізм ускладнювався реакціями Н атомів, отриманих при вторинних реакціях СН₃ та дисоціації кетена.

Дисоціація радикалів ацетилу – це найперше джерело отримання радикалів СН₃ при піролізі діацетила. Використання аеродинамічної ударної труби – єдиний експериментально-можливий спосіб вивчення піролізу ацетальдегіду.

Дисоціація діацетилу вивчалася за умови високої температури та низького тиску в аеродинамічній ударній трубі, що було покликано помітно пролонгувати час експериментального дослідження. Початкова дисоціація має тенденцію до зниження, а теоретична модель була побудована так, аби коректно передбачити залежність тиску і підвести добру базу для результатів експерименту, використовуючи прийнятні оцінки E0 та параметри переносу енергії, що знижується.

Механізм дії дисоціації діацетилу за умови високої температур так само піддався дослідженню, що призвело до блискучих результатів – співпадінню моделі та експериментального графіка.

За умови низьких температур потенційно інтерферуючої реакції R31 і R32 є нижчими за будь-яких умов створених для R32, дисоціації кетена. Тим не менш, за умови вищих температур при проведенні досліду, ці реакції, навіть меншої інтенсивності, не применшують значущості експерименту.  Тому перігенізацію діацетилу можна вважати досить чистою, продуктивне джерело радикалів метил нижче за 1500 K, навіть, коли використовується низьке розжиження реагенту. Комбінації з метилом сьогодні досліджується за умови роботи ЛА (лазерного шліру) в діапазоні від 1200 до 2200 K, а механізм рекомбінації метилу спрацьовує за умови вищою за ці температур. В подальшому оптимізації рівня коефіцієнта для R2 в ході цих експериментів.