Detailed modeling of low-temperature propane oxidation: 1. the role of the propyl + O2 reaction

Journal of Physical Chemistry A

Volumn 114, Issue 24, 2010, Pages 6594-6607

  Huynh, Lam K ^a   Carstensen, Hans Heinrich ^a   Dean, Anthony M ^a  

^a Department of Geology and Geological Engineering   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ANALOGOUS REACTIONS; CBS-QB3; DETAILED KINETICS; DETAILED MODELING; ELECTRONIC STRUCTURE CALCULATIONS; EXPERIMENTAL DATA; HINDERED ROTATIONS; HYDROCARBON RADICALS; LOW TEMPERATURES; MODIFIED STRONG COLLISIONS; MULTIPLE REACTION PATHWAYS; OXIDATION KINETICS; OXIDATION PROCESS; PRODUCT YIELDS; PROPANE OXIDATION; RATE COEFFICIENTS; RESIDENCE TIME; TEMPERATURE DEPENDENT; TRANSITION STATE THEORIES; VIA CHAIN;

ELECTRONIC STRUCTURE; HYDROCARBONS; MOLECULAR OXYGEN; OXIDATION; PROPANE; PROPYLENE; QUANTUM CHEMISTRY;

RATE CONSTANTS;

EID: 77953753057     PISSN: 10895639     EISSN: 15205215     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp1017218     Document Type: Article

References (68)

1. Walker, R. W.; Morley, C. Basic chemistry of combustion. In Low-Temperature Combustion and Autoignition; Pilling, M. J., Ed.; Elsevier: Amsterdam, 1997; p 1.
2. Ranzi, E.; Faravelli, T.; Gaffuri, P.; Sogaro, A.; D'Anna, A.; Ciajolo, A. Combust. Flame 1997, 108, 24
3. Westbrook, C. K.; Pitz, W. J.; Herbinet, O.; Curran, H. J.; Silke, E. J. Combust. Flame 2009, 156, 181
4. Ranzi, E.; Faravelli, T.; Gaffuri, P.; Garavaglia, E.; Goldaniga, A. Ind. Eng. Chem. Res. 1997, 36, 3336
5. Pitz, W. J.; Cernansky, N. P.; Dryer, F. L.; Egolfopoulos, F. N.; Farrell, J. T.; Friend, D. G.; Pitsch, H. Development of an Experimental Database and Chemical Kinetic Models for Surrogate Gasoline Fuels, SAE paper 2007-01-0175; 2007.
6. Farrell, J. T.; Cernansky, N. P.; Dryer, F. L.; Friend, D. G.; Hergart, C. A.; Law, C. K.; McDavid, R. M.; Mueller, C. J.; Patel, A. K.; Pitsch, H. Development of an Experimental Database and Kinetic Models for Surrogate Diesel Fuels, SAE Paper 2007-01-0201, 2007.
7. Colket, M.; Edwards, T.; Williams, S.; Cernansky, N. P.; Miller, D. L.; Egolfopoulos, F.; Lindstedt, P.; Seshadri, K.; Dryer, F. L.; Law, C. K.; Friend, D.; Lenhert, D. B.; Pitsch, H.; Sarofim, A.; Smooke, M.; Tsang, W. Development of an Experimental Database and Kinetic Models for Surrogate Jet Fuels, AIAA Paper, 2007.
8. Curran, H. J.; Gaffuri, P.; Pitz, W. J.; Westbrook, C. K. Combust. Flame 1998, 114, 149
9. Rienstra-Kiracofe, J. C.; Allen, W. D.; Schaefer, H. F. III J. Phys. Chem. A 2000, 104, 9823
10. Carstensen, H.-H.; Naik, C. V.; Dean, A. M. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 2264
11. Sheng, C.; Bozzelli, J. W.; Dean, A. M.; Chang, A. Y. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 7276
12. Kaiser, E. W. J. Phys. Chem. 1995, 99, 707
13. Kaiser, E. W. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 1256
14. Clifford, E. P.; Farrell, J. T.; DeSain, J. D.; Taatjes, C. A. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 11549
15. Pilling, M. J.; Robertson, S. H.; Seakins, P. W. Faraday Trans. 1995, 4179
16. Taatjes, C. A. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 4299
17. Baker, R. R.; Baldwin, R. R.; Walker, R. W. Trans. Faraday Soc. 1970, 66, 3016
18. Baldwin, R. R.; Walker, R. W.; Yorke, D. A. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1 1973, 69, 826
19. Slagle, I. R.; Park, J.-Y.; Gutman, D. Proc. Combust. Inst. 1984, 20, 733
20. Slagle, I. R.; Ratajczak, E.; Heaven, M. C.; Gutman, D.; Wagner, A. F. J. Am. Chem. Soc. 1985, 107, 1838
21. Knyazev, V. D.; Slagle, I. R. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 1770
22. Ruiz, R. P.; Bayes, K. D. J. Phys. Chem. 1984, 88, 2592
23. Gulati, S. K.; Walker, R. W. J. Chem. Soc. Trans. 2 1988, 84, 401
24. Kaiser, E. W.; Wallington, T. J. J. Phys. Chem. 1996, 100, 18770
25. Kaiser, E. W. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 5903
26. DeSain, J. D.; Clifford, E. P.; Taatjes, C. A. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 3205
27. DeSain, J. D.; Klippenstein, S. J.; Miller, J. A.; Taatjes, C. A. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 4415
28. Estupiñán, E. G.; Klippenstein, S. J.; Taatjes, C. A. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 8374
29. DeSain, J. D.; Taatjes, C. A.; Miller, J. A.; Klippenstein, S. J.; Hahn, D. K. Faraday Discuss. 2001, 119, 101
30. Naik, C. V. Modeling the Low to Intermediate Temperature Oxidation and Pyrolysis of Hydrocarbons, Ph.D. thesis, Colorado School of Mines, 2004.
31. Chan, W.-T.; Hamilton, I. P.; Pritchard, H. O. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1998, 94, 2303
32. Chan, W.-T.; Pritchard, H. O.; Hamilton, I. P. Phys. Chem. Chem. Phys. 1999, 1, 3715
33. Merle, J. K.; Hayes, C. J.; Zalyubovsky, S. J.; Glover, B. G.; Miller, T. A.; Hadad, C. M. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 3637
34. Androulakis, I. P.; Grenda, J. M.; Barckholtz, T. A.; Bozzelli, J. W. AIChE J. 2006, 52, 3246
35. Bozzelli, J. W. New Jersey Institute of Technology, private communication, 2004.
36. Wilke, J. J.; Allen, W. D.; Schaefer, H. F. J. Chem. Phys. 2008, 128 074308
37. Vandeputte, A. G.; Sabbe, M. K.; Reyniers, M.-F.; Speybroeck, V. V.; Waroquier, M.; Marin, G. B. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 11771
38. Carstensen, H.-H.; Dean, A. M. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 367
39. Slagle, I. R.; Feng, Q.; Gutman, D. J. Phys. Chem. 1984, 88, 3648
40. Wong, B. M.; Matheu, D. M.; Green, W. H. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 6206
41. DeSain, J. D.; Klippenstein, S. J.; Taatjes, C. A. Phys. Chem. Chem. Phys. 2003, 5, 1584
42. Knepp, A. M.; Meloni, G.; Jusinski, L. E.; Taatjes, C. A.; Cavallotti, C.; Klippenstein, S. J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2007, 9, 4315
43. Fernandes, R. X.; Zádor, J.; Jusinski, L. E.; Miller, J. A.; Taatjes, C. A. Phys. Chem. Chem. Phys. 2009, 11, 1320
44. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Montgomery, J. A., Jr., T. V.; Kudin, K. N.; Burant, J. C.; Millam, J. M.; Iyengar, S. S.; Tomasi, J.; Barone, V.; Mennucci, B.; Cossi, M.; Scalmani, G.; Rega, N.; Petersson, G. A.; Nakatsuji, H.; Hada, M.; Ehara, M.; Toyota, K.; Fukuda, R.; Hasegawa, J.; Ishida, M.; Nakajima, T.; Honda, Y.; Kitao, O.; Nakai, H.; Klene, M.; Li, X.; Knox, J. E.; Hratchian, H. P.; Cross, J. B.; Adamo, C.; Jaramillo, J.; Gomperts, R.; Stratmann, R. E.; Yazyev, O.; Austin, A. J.; Cammi, R.; Pomelli, C.; Ochterski, J. W.; Ayala, P. Y.; Morokuma, K.; Voth, G. A.; Salvador, P.; Dannenberg, J. J.; Zakrzewski, V. G.; Dapprich, S.; Daniels, A. D.; Strain, M. C.; Farkas, O.; Malick, D. K.; Rabuck, A. D.; Raghavachari, K.; Foresman, J. B.; Ortiz, J. V.; Cui, Q.; Baboul, A. G.; Clifford, S.; Cioslowski, J.; Stefanov, B. B.; Liu, G.; Liashenko, A.; Piskorz, P.; Komaromi, I.; Martin, R. L.; Fox, D. J.; Keith, T.; Al-Laham, M. A.; Peng, C. Y.; Nanayakkara, A.; Challacombe, M.; Gill, P. M. W.; Johnson, B.; Chen, W.; Wong, M. W.; Gonzalez, C.; Pople, J. A. Gaussian 03, Revision A.1; Gaussian, Inc.: Pittsburgh, PA, 2003.
45. Montgomery, J. A., Jr.; Frisch, M. J.; Ochterski, J. W.; Petersson, G. A. J. Chem. Phys. 1999, 110, 2822
46. Gonzalez, C.; Schlegel, H. B. J. Chem. Phys. 1989, 90, 2154
47. Gonzalez, C.; Schlegel, H. B. J. Phys. Chem. 1990, 94, 5523
48. East, A. L. L.; Radom, L. J. Chem. Phys. 1997, 106, 6655
49. Kilpatrick, J. E.; Pitzer, K. S. J. Chem. Phys. 1949, 28, 1064
50. Eckart, C. Phys. Rev. 1930, 35, 13031
51. Chang, A. Y.; Bozzelli, J. W.; Dean, A. M. Z. Phys. Chem. 2000, 214, 1533
52. Venkatesh, P. K.; Chang, A. Y.; Dean, A. M.; Cohen, M. H.;, R. W.; Carr, J. AIChE J. 1997, 43, 1331
53. CHEMKIN-PRO; Reaction Design: San Diego, 2008.
54. Simmie, J. M.; Black, G.; Curran, H. J.; Hinde, J. P. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 5010
55. Baldwin, R. R.; Dean, C. E.; Walker, R. W. J. Chem. Soc., Faraday Trans.2 1986, 82, 1445
56. Green, W. H.; Wijaya, C. D.; Yelvington, P. E.; Sumathi, R. Mol. Phys. 2004, 102, 371
57. Miller, J. A.; Klippenstein, S. J. Int. J. Chem. Kinet. 2001, 33, 654
58. Miller, J. A.; Klippenstein, S. J.; Robertson, S. H. Proc. Combust. Inst. 2000, 28, 1479
59. Randolph, K. L.; Dean, A. M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2007, 9, 4245
60. Naik, C. V.; Dean, A. M. Combust. Flame 2006, 145, 16
61. TST rate with Eckart tunneling and hindered rotation treatmens at CBS-QB3//QCISD level.
62. Aguilera-Iparraguirre, J.; Curran, H. J.; Klopper, W.; Simmie, J. M. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 7047
63. Pitz, W. J. Lawrence Livermore National Laboratories, private communication, 2009.
64. Gallagher, S. M.; Curran, H. J.; Metcalfe, W. K.; Healy, D.; Simmie, J. M.; Bourque, G. Combust. Flame 2008, 153, 316
65. DeSain, J. D.; Klippenstein, S. J.; Miller, J. A.; Taatjes, C. A. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 7127
66. Taatjes, C. A. Sandia National Laboratories, private communication, 2010.
67. Wijaya, C. D.; Sumathi, R.; Green, W. H. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 4908
68. Matheu, D. M.; Dean, A. M.; Grenda, J. M.; Green, W. H. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 8552