石油化工生产装置催化裂化和蒸汽热裂解都会副产一定数量的C4混烃,C4混烃的分离成本较高,因此将C4混烃直接作为裂解原料是一个低成本的利用方向,但由于热裂解自由基反应机理的复杂性,使得这一研究进展缓慢。本文利用Materials studio分子模拟软件和Aspen plus过程模拟软件对C4混烃热裂解的一次和二次反应进行了模拟计算。用Materials studio软件计算C4混烃中所有可能发生的二次自由基基元反应的活化能、指前因子和反应速率常数;用Aspen plus软件模拟管式裂解炉的反应过程。首先对正丁烷、异丁烷、1-丁烯、2-丁烯和异丁烯单独热裂解的反应机理进行研究,然后对C4混烃混合裂解的一次反应机理、一次反应中不同自由基的相互作用的机理及二次反应机理进行了分析。计算结果表明,烃类进行热裂解反应时,主要是通过小自由基与原料传递反应不断地消耗原料、大自由基分解生成产物及小自由基这样一个个链传递循环生成产物的。当不同的原料混合裂解时,所生成的不同小自由基会与另一原料进行链传递反应,从而改变反应路径,这就是自由基相互作用产生的原因。最后将模拟计算得到的C4混烃的产物分布与文献的实验数据进行了对比,证明了模拟计算结果的准确性。