乙醇偶合制备烯烃要控制哪些无关变量

听话的皮带

2023-01-26 03:23:36

乙醇偶合制备烯烃要控制哪些无关变量？

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敏感的小蘑菇

2026-04-17 07:37:29

闲鱼都是骗子

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2021乙醇偶合制备 C4 烯烃原创

2021-09-11 19:26:24

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2021高教社杯全国大学生数学建模

B 题乙醇偶合制备 C4 烯烃

C4 烯烃广泛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）。

因此通过对催化剂组合设计，探索乙醇催化偶合制备 C4 烯烃的工艺条件具有非常重要的意义和价值。

某化工实验室针对不同催化剂在不同温度下做了一系列实验，结果如附件 1 和附件 2 所示。请通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同时间的测试结果进行分析。

(2) 探讨不同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 烯烃收率尽可能高。若使温度低于 350 度，又如何选择催化剂组合与温度，使得 C4 烯烃收率尽可能高。

(4) 如果允许再增加 5 次实验，应如何设计，并给出详细理由。

问题一程序代码：

from mpl_toolkits import mplot3d

import numpy as np

from scipy.optimize import curve_fit

import matplotlib.pyplot as plt

m=200n=300

x=np.linspace(-6, 6, m)y=np.linspace(-8, 8, n)

x2, y2 = np.meshgrid(x, y)

x3=np.reshape(x2,(1,-1))y3=np.reshape(y2, (1,-1))

xy=np.vstack((x3,y3))

def Pfun(t, m1, m2, s):

return np.exp(-((t[0]-m1)**2+(t[1]-m2)**2)/(2*s**2))

z=Pfun(xy, 1, 2, 3)zr=z+0.2*np.random.normal(size=z.shape) #噪声数据

popt, pcov=curve_fit(Pfun, xy, zr) #拟合参数

print("三个参数的拟合值分别为：",popt)

zn=Pfun(xy, *popt) #计算拟合函数的值

zn2=np.reshape(zn, x2.shape)

plt.rc('font',size=16)

ax=plt.axes(projection='3d') #创建一个三维坐标轴对象

ax.plot_surface(x2, y2, zn2,cmap='gist_rainbow')

plt.savefig("1.png", dpi=500)

最新回答

敏感的跳跳糖

2026-04-17 07:37:29

针对乙醇制备丁醇的反应，本文首先对Mg_xAlO_y催化剂的制备方法、焙烧温度进行了考察。研究表明共沉淀法制备、600°C焙烧处理的样品反应性能最优，反应温度为325°C时，乙醇转化率为29%，丁醇的选择性为54%，分析原因为该条件下处理的催化剂以单一的MgO晶相存在，且表面具有合适的酸、碱活性位。

随后考察了Co助剂的添加对催化性能的影响，发现Co是以Co~(2+)的活性态存在于催化剂表面，能够促进催化剂表面的脱氢及中间体的偶合。

乙醇是带有一个羟基的饱和一元醇，可以看成是乙烷分子中的一个氢原子被羟基取代的产物，或者是水分子中的一个氢原子被乙基取代的产物。乙醇分子是由C、H、O三种原子构成的极性分子，其中C、O原子均以sp³杂化轨道成键。

乙醇在常温常压下是一种无色透明、易挥发、易燃烧、不导电的液体，它的水溶液具有酒香的气味，味甘。在20 ℃常温下，乙醇液体密度是0.789 g/cm³。乙醇的熔点是-114.1 ℃，沸点是78.3 ℃。乙醇蒸气能与空气形成爆炸性混合物。20 ℃下，乙醇的折射率为1.3611。

乙醇还是一种良好的溶剂，能与水以任意比互溶，可混溶于氯仿、乙醚、乙酸、甲醇、丙酮、甘油等多数有机溶剂。