Поиск кинетических параметров каталитических реакций
- Подробности
- Категория: Теория
- Опубликовано: 15.08.2018 19:09
Искомыми кинетическими параметрами являются энергия активации и предэкспоненциальный множитель в модифицированном уравнении Аррениуса. Для их поиска применяется программное обеспечение для оценки параметров в микрокинетических моделях реакции каталитических процессов mech_optimiz [1]. Решается задача минимизации целевой функции и подбор происходит на основе расчета суммы квадратов отклонений значений конверсии, полученных при расчете на модели и в эксперименте:
где Yiu,exp – значение конверсии u-го отклика в i-м опыте из экспериментов, %,
Yiu,sim – значение конверсии u-го отклика в i-м опыте, рассчитанное по модели, %,
Ni – число экспериментальных опытов,
Nu – число реагентов, для которых есть данные экспериментов по конверсии.
В программном обеспечении mech_optimiz применяется генетический алгоритм для поиска минимума целевой функции. С помощью данного метода оптимизации рассчитывается функция приспособленности, которая обратно пропорциональна целевой функции.
Для расчета реактора периодического действия используется модель идеального смешения.
где k – индекс для жидкой фазы,
s – индекс для фазы поверхности,
yk – молярная концентрация для жидкостей, кмоль/м3,
Rk, Rs – скорость образования / расходования вещества,
ε – пористость слоя катализатора,
ys – покрытие поверхности веществом (безразмерная величина),
Гtot – количество активных центров на единицу площади поверхности, кмоль/м2,
F/V – отношение поверхности катализатора к объему реактора, м2/м3.
Для данного реактора решается система обыкновенных дифференциальных уравнений, описанная с помощью системы математических вычислений GNU Octave на языке Matlab.
Список литературы
1. mech_optimiz – software that assists in construction of microkinetic mechanisms of heterogeneous catalytic reactions [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://imitrichev.compresearch.ru/mech_optimiz/main.html (дата обращения: 29.09.2018).