为了深入了解二氯乙烷的裂解反应机理，自由基反应模型作为严格的机理模型的代表，揭示了二氯乙烷裂解反应的本质。从广义的自由基反应机理来讲，自由基反应机理可划分为三个阶段:反应链的引发、反应链的增长和反应链的终止。随着二氯乙烷裂解原料不断加热升温，裂解反应开始进行，二氯乙烷分子容易断裂产生一对自由基，从而引发后续连锁的自由基反应，这一过程称作反应链引发的阶段。反应链的增长着主要描述自由基转化过程，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异构化等诸多环节。反应链终止反应则标志着自由基反应的终结，两个自由基通过反应形成两个相对热稳定的分子。由于自由基反应机理中既包含分子和自由基，同时两种均存在同分异构的现象，所以建立自由基模型时，为了避免模型过于复杂，往往也会做一定的简化。常见的做法是将同分异构体归为一种物质或将相似的反应归为一个反应，从而达到减少自由基反应方程数目的目的。国外学者对于二氯乙烷裂解的自由基反应机理研究非常深入，提出了很多种自由基反应模型。表1.3汇总了国外自由基开发的情况。由于自由基反应机理完整的阐述了二氯乙烷裂解的本质，因此，该机理能有效提高裂解模型的适用性、可靠性和模拟精度。但是，自由基反应机理还是存在着一些缺点。第一，由于二氯乙烷裂解过程看似简单，但是其内在本质特征非常复杂，开发一套能表征裂解本质的成熟的自由基模型周期长，成本大;第二，由于自由基反应方程数目过多，待确定的动力学参数数目众多，需要大量的实验数据和工业数据以及大量的理论依据支撑;第三，由于自由反应机理中自由基、分子数目以及反应方程维数过多，使得求解微分方程时往往会出现刚性问题，求解非常困难，严重时更会出现不收敛的情况。种种因数导致自由基模型在工业裂解炉模拟或设计中很难得到应用。但是，随着计算机技术不断发展以及人们对于反应机理认识的不断加深，采用自由基模拟包括二氯乙烷裂解在内的任何工业裂解过程己成为必然的发展趋势。www.anhuanchem.com