反应路径和反应器网络同步寻优.pdf

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1、第44卷第9期2016年9月化学工程CHEMICALENGINEERING(CHINA)V01．44No．9Sep．2016反应路径和反应器网络同步寻优耿宁，邹雄，董宏光，郑李斌(大连理工大学化工与环境生命学部化工学院，辽宁大连116024)摘要：反应过程优化主要包括反应路径综合和反应器网络综合，反应路径综合研究原料到目标产物的化学转化途径，反应器网络综合的任务在于寻求适宜的反应器类型、尺寸以及反应器单元间的连接关系，并确定各反应器的最优操作条件。传统的研究将二者孤立，文中以功能性催化剂排列为切入点，提出了同步优

2、化反应路径和反应器网络的超级结构法。通过优化生产目标产物反应过程中多种功能性催化剂的排列，得到生产目标产物的最优反应路径，并同步优化得到装填特定功能性催化剂反应器的网络结构。用提出的方法优化设计了对二甲苯的生产工艺流程，得到装填功能性催化剂反应器的网络，与装填单催化剂的反应器相比，等反应时间下，对二甲苯产率提高22．73％，实例验证了方法的有效性。关键词：反应过程；同步优化；催化剂排列；超级结构中图分类号：TQ021．8文献标识码：A文章编号：1005-9954(2016)09-0055-05DOI：10．396

3、9／j．issn．1005-9954．2016．09．011SimultaneousoptimizationofreactionpathandreactornetworkGENGNing，ZOUXiong，DONGHong-guang，ZHENGLi-bin(SchoolofChemicalEngineering，FacultyofChemical，EnvironmentalandBiologicalScienceandTechnology，DalianUniversityofTechnology，Dalian1

4、6024，LiaoningProvince，China)Abstract：Thereactionprocessoptimizationincludesthereactionpathsynthesisandreactornetworksynthesis．Thereactionpathsynthesisdealswithdeterminingthechemicalreactionpathwhichconveysthegivenrawreactantstodesiredproducts．Thereactornetwor

5、ksynthesisinvolveddeterminingthetype，sizeandinterconnectionsofthereactorunits，optimalconcentrationsandtemperatureprofilesoftheprocess．Thereactionpathandreactornetworksynthesiswererespectivelystudiedintraditionalresearches．Takingthearrangementoffunctionalcatal

6、ystsasbreakthroughpoint，thesuperstructure—basedmethodforsimultaneousoptimizationofreactionpathandreactornetworkwasproposed．Byoptimizingthearrangementofavarietyoffunctionalcatalystsintargetproductreactionprocess，theoptimalreactionpathaswellastheoptimalreactorn

7、etworkwithspecifiedfunctionalcatalystconfigurationwasobtainedsimultaneously．Thereactionprocessoptimizationofp-xylenewasillustratedtoachieveanoptimaldesignthroughtheproposedmethod，andwascomparedwithasinglecatalystreactionnetwork．Theyieldofp-xylenewasincreasedb

8、y22．73％undertheconditionofreactornetworksloadedavarietyoffunctionalcatalystsoverthesametimeperiod．Thus，theeffectivenessoftheproposedmethodisdemonstrated．Keywords：reactionprocess；simultane