2021全国大学生数学建模竞赛B题思路

2021年09月15日 阅读数:1
这篇文章主要向大家介绍2021全国大学生数学建模竞赛B题思路,主要内容包括基础应用、实用技巧、原理机制等方面,希望对大家有所帮助。

2021 年高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目
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B 题 乙醇偶合制备 C4 烯烃性能

C4 烯烃普遍应用于化工产品及医药的生产,乙醇是生产制备 C4 烯烃的原料。在制备过程当中,催化剂组合(即:Co 负载量、Co/SiO2 和 HAP 装料比、乙醇浓度的组合)与温度对 C4 烯烃的选择性和 C4 烯烃收率将产生影响(名词解释见附录)。所以经过对催化剂组合设计,探索乙醇催化偶合制备 C4 烯烃的工艺条件具备很是重要的意义和价值。
某化工实验室针对不一样催化剂在不一样温度下作了一系列实验,结果如附件 1 和
附件 2 所示。请经过数学建模完成下列问题:
(1)对附件 1 中每种催化剂组合,分别研究乙醇转化率、C4 烯烃的选择性与温度的关系,并对附件 2 中 350 度时给定的催化剂组合在一次实验不一样时间的测试结果进行分析。
(2)探讨不一样催化剂组合及温度对乙醇转化率以及 C4 烯烃选择性大小的影响。
(3)如何选择催化剂组合与温度,使得在相同实验条件下 C4 烯烃收率尽量高。若使温度低于 350 度,又如何选择催化剂组合与温度,使得 C4 烯烃收率尽量高。
(4)若是容许再增长 5 次实验,应如何设计,并给出详细理由。测试

附录:名词解释与附件说明设计

**温度:**反应温度。
**选择性:**某一个产物在全部产物中的占比。
**时间:**催化剂在乙醇氛围下的反应时间,单位分钟(min)。
Co 负载量: Co 与 SiO2 的重量之比。例如,“Co 负载量为 1wt%”表示 Co
与SiO2 的重量之比为 1:100,记做“1wt%Co/SiO2”,依次类推。
HAP:一种催化剂载体,中文名称羟基磷灰石。资源

**Co /SiO2 和 HAP 装料比:**指 Co/SiO2 和 HAP 的质量比。例如附件 1 中编号为A14 的催化剂组合“33mg 1wt%Co/SiO2-67mg HAP- 乙醇浓度 1.68ml/min” 指Co/SiO2 和HAP 质量比为 33mg:67mg 且乙醇按每分钟 1.68 毫升加入,依次类推。
**乙醇转化率:**单位时间内乙醇的单程转化率,其值为 100 %  (乙醇进气量-乙醇剩余量)/乙醇进气量。
**C4 烯烃收率:**其值为乙醇转化率  C4 烯烃的选择性。数学

**附件 1:**性能数据表。表中乙烯、C4 烯烃、乙醛、碳数为 4-12 脂肪醇等均为反应的生成物;编号 A1~A14 的催化剂实验中使用装料方式I,B1~B7 的催化剂实验中使用装料方式II。
**附件 2:**350 度时给定的某种催化剂组合的测试数据。产品

备注:
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