[发明专利]油热裂解产气的理论判断方法

权利要求书

1.一种油热裂解产气的理论判断方法，其特征在于由下述步骤组成：

(1)从待测油脂的分子式出发，在Gaussview软件中初步建立待测油脂分子的立体结构模型，并生成对应待计算的输入文件；

(2)根据步骤(1)的立体结构模型在Gaussian09 D01量子化学软件下，用M062X-D3/cc-pVTZ方法优化油脂的平衡结构，并对平衡结构计算其振动基态频率，用以确认平衡结构和获取热力学数据；其中，所述热力学数据的具体计算过程为：标准内能U^θ＝“SCF Done”，基态频率v_i所获取的零点能校正值E_ZPE-corr＝0.5hv_i，其中h表示普朗克常数；再由配分函数q振动、转动、平动按照统计热力学原理计算对标准热焓H^θ和标准Gibbs自由能G^θ的贡献；

(3)在Gaussview软件中对待测油脂热裂解产生的每对自由基rad1和rad2分别建立立体结构模型，并在Gaussian09 D01量子化学软件下按照步骤(2)的方法确认平衡结构和获取热力学数据；

(4)根据步骤(2)和步骤(3)获取的热力学数据，按公式[1]和[2]分别计算待测油脂热裂解产生的每对自由基rad1和rad2的标准焓变ΔH^Θ、标准Gibbs自由能变ΔG^Θ；

ΔH^Θ＝ΣH^Θ_prod-ΣH^Θ_react [1]

ΔG^Θ＝ΣG^Θ_prod-ΣG^Θ_react [2]

式中ΣH^Θ_prod表示每对自由基的标准焓求和，ΣH^Θ_react表示待测油脂的标准焓，ΣG^Θ_prod表示每对自由基的标准自由能求和，ΣG^Θ_react表示待测油脂的标准自由能；

在温度T为298K下，根据热力学方程[3]和[4]求出标准反应熵变ΔS^Θ：

ΔG^Θ＝ΔH^Θ-TΔS^Θ [3]

ΔS^Θ＝(ΔH^Θ-ΔG^Θ)/T [4]

由于自由基反应过程中产生的气体从液态中溢出偏离平衡态，此时化学商Q^Θ和非平衡态的Gibbs自由能变ΔG分别根据公式[5]和[6]计算：

式中C_A表示待测油脂的浓度，C_B表示自由基rad1的浓度，C_C表示自由基rad2的浓度，C^θ为标准浓度1mol/L；R表示摩尔气体常数8.314J/molK；K^Θ表示标准平衡常数，T_h表示非平衡发生温度；

分别根据公式[7]和[8]计算平衡转变温度T_t和非平衡发生温度T_h

T_t＝ΔH^Θ/ΔS^Θ [7]

在平衡转变温度下，ΔG^Θ＝0，K^Θ＝1；油脂热裂解产气为非平衡态，ΔG＞0，且T_hT_t，而T_h越高，说明气体越难产生，对应产气量越小，因此，可根据T_h大小筛选出安全性能好的难以产生气体的油脂作为变压器油。

2.根据权利要求1所述的油热裂解产气的理论判断方法，其特征在于：所述待测油脂的浓度C_A为1mol/L，自由基rad1的浓度C_B和rad2的浓度C_C相同，其取值在10^-12.5～10^-11.5mol/L，对应化学商Q^Θ的取值在10^-25～10^-23。