連串—平行及連串反應(yīng)的等溫優(yōu)化_畢業(yè)論文-展示頁(yè)
2024-09-08 20:55本頁(yè)面
【正文】 反而下降，見(jiàn)圖 4。 式（ 9） 是一個(gè)一階常微分方程的初值問(wèn)題，在計(jì)算機(jī)普及的今天，有好幾種數(shù)學(xué)軟件可以求解此類問(wèn)題 [12]，本文應(yīng)用 MATLAB 來(lái)解此類問(wèn)題，編程和作圖都相對(duì)簡(jiǎn)單 。 T： 表示 溫度， K。 2aE ： 表示 反應(yīng) （ 2） 的活化能， 1J mol?? 。 A2： 表示 反應(yīng) （ 2） 的指前因子 ， 3 1 1mindm mol????。 ｃ： 表示 體 積摩爾 濃度， 3mol dm?? 。 蔣旭峰 , 曾崇余 , 任曉乾等 研究了由一異丙醇胺合成二異丙醇 胺的反應(yīng)規(guī)律 [9,10] , 在文獻(xiàn) [9,10]的基礎(chǔ)上對(duì)該反應(yīng)進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)方程方面初步研究 , 為工業(yè)化放大提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù) [11]， 得出 MIPA與 PO的反應(yīng)為一連串 平行 反應(yīng) （ consecutiveparallel or consecutivepetitive reaction） ， 如下所示 ： MIPA+ PO 1k? DIPA （ 1） DIPA+ PO 2k? TIPA （ 2） 體系中各組分反應(yīng)級(jí)數(shù)均為一級(jí)， 體系中各組份的反應(yīng)速度可表示為 ： 1M IP AM IP A M IP A P Odcr k c cdt? ? ?簡(jiǎn)記為： 11 1 2=dc kccdt － （ 3） 12POP O M IP A P O D IP A P Odcr k c c k c cdt? ? ? ?簡(jiǎn)記為： 21 1 2 2 2 3=dc k c c k c cdt ?－ （ 4） 西華大學(xué)本科畢業(yè)論文 6 12D IP AD IP A M IP A P O D IP A P Odcr k c c k c cdt? ? ?簡(jiǎn)記為： 31 1 2 2 2 3=dc k c c k c cdt ? （ 5） 其中： 1 2 3,M IP A P O D IP Ac c c c c c? ? ? 初始條件： 1 0 1 1 0 2 0 2 2 0 3 0 3 3 0( 0) ( 0) , ( 0) ( 0) , ( 0) ( 0)c t c c c t c c c t c c? ? ? ? ? ? ? ? ? （ 6） 412 111 9 . 1 4 1 1 07 . 9 6 7 1 0 e x p e x p aEkA R T R T?? ? ??? ? ? ? ??? ?????? （ 7） 1A 單位為： 3 1 1mindm mol???? 412 222 9 . 1 3 0 1 04 . 6 8 2 1 0 e x p e x p aEkA R T R T?? ? ??? ? ? ? ??? ?????? （ 8） 2A 單位為： 3 1 1mindm mol???? 適用范圍： MIPA 與 PO 的摩爾比在 1： 1~ 1： 3, 反應(yīng)溫度在 30~70℃ 的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作為擬合樣本的 ，經(jīng)檢驗(yàn) ， 實(shí)驗(yàn)值與模型計(jì)算值能較好地吻合 ， 其相對(duì)偏差小于 6%， 說(shuō)明該動(dòng)力學(xué)方程是可靠的。 本文討論 給定反應(yīng)時(shí)間， 要求目的產(chǎn)物濃度最大時(shí)優(yōu)化反應(yīng)溫度，即求出反應(yīng)溫度與反應(yīng)時(shí)間的對(duì)應(yīng)（數(shù)值）關(guān)系。 連串反應(yīng)工藝優(yōu)化的基本目標(biāo)是使消耗的原料盡可能多的得到目的產(chǎn)物根據(jù)優(yōu)化的具體目標(biāo)不同 , 有不同的優(yōu)化處理方法 ， 連串反應(yīng)優(yōu)化問(wèn)題有 [4,5]：等溫優(yōu)化 ，即 給定反應(yīng)時(shí)間 ， 優(yōu)化反應(yīng)溫度 。如氯化苯合成、烷基苯合成、以硝基苯為原料的對(duì)氨基苯酚的電解合成等均屬于此類反應(yīng) [3]。 Isothermal subintervals of reaction time。 關(guān)鍵詞： 連串 平行反應(yīng) 連串反應(yīng) 等溫反應(yīng)時(shí)間間隔 龐特里亞金極大值原理 西華大學(xué)本科畢業(yè)論文 4 Abstract Consecutiveparallel or consecutive reaction is still widely used in fine chemical production which is characterized by quite plex reaction system which can produce undesirable end products. As the aim of the fine chemical industry is to produce high quality and purity products,It is essential to optimize operating conditions， taking into account constrains and reation’s characteristics. In this work, the first part of this paper dealed with the optimal isothermal operating conditions of a consecutiveparallel and the corresponding Matlab program for this type of reaction was programmed. Then the optimal temperature profile of a classical consecutive, taking into account the mximum concentration of objective product, and the corresponding Matlab program for this type of reaction were carried out by the several isothermal subinte rvals of reaction time on the basis of the characteristics of the studied reaction. The second puting example’s method proposed by myself pared with Pontryagin maximum principle was relatively simple. By Increasing the number of isothermal subintervals of reaction time, I’m sure the optimal results can approach to Pontryagin maximum principle’s puting results. Keywords: Consecutiveparallel reaction。 畢 業(yè) 論 文 題 目： 連串 — 平行 及 連串 反應(yīng)的 等溫 優(yōu)化 學(xué) 院： 物理與化學(xué)學(xué)院 西華大學(xué)本科畢業(yè)論文 2 目 錄 摘 要 ............................................................. 3 Abstract............................................................. 4 前 言 ............................................................... 5 1 等溫優(yōu)化計(jì)算實(shí)例 ................................................... 5 等溫優(yōu)化結(jié)果 .................................................. 7 2 非等溫優(yōu)化計(jì)算實(shí)例 ................................................ 12 對(duì)該反應(yīng)作等溫搜索的計(jì)算結(jié)果 ................................. 15 3 結(jié)果與討論 ........................................................ 16 總結(jié)與體會(huì) ...................
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