sobre la resolución del problema de encontrar parámetros cinéticos de la isomerización catalítica de la fracción de pentano-hexano utilizando un algoritmo de búsqueda global en paralelo
Autores: Barkalov, Konstantin; Gubaydullin, Irek; Kozinov, Evgeny; Lebedev, Ilya; Faskhutdinova, Roza; Faskhutdinov, Azamat; Enikeeva, Leniza
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
sobre la resolución del problema de encontrar parámetros cinéticos de la isomerización catalítica de la fracción de pentano-hexano utilizando un algoritmo de búsqueda global en paralelo
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Reacción química
Modelo cinético
Método de optimización
Optimización paralela
Isomerización catalítica
Modelo matemático
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
Este artículo está dedicado al problema de desarrollar un modelo cinético de una reacción química compleja utilizando un método de optimización paralela. El diseño del modelo cinético consiste en encontrar los parámetros cinéticos de la reacción, que no pueden calcularse analíticamente, y dado que la reacción química implica muchas etapas, el problema de optimización es multiextremal. Como reacción química, se considera el proceso de isomerización catalítica de la fracción pentano-hexano, que es importante actualmente debido al cambio de la industria de refinación de petróleo a la producción de gasolina correspondiente a la norma Euro-5. Sobre la base de datos industriales conocidos sobre las concentraciones de los componentes de la reacción y la temperatura en la salida del tercer reactor, se calcularon las energías de activación y los factores preexponenciales de cada etapa de la reacción. Para resolver el problema de optimización, los autores desarrollaron un algoritmo de búsqueda global paralela y un programa basado en optimización de Lipschitz. Los parámetros cinéticos encontrados permitieron desarrollar un modelo matemático del proceso, que está en buena concordancia con los datos industriales. El modelo matemático desarrollado en trabajos futuros permitirá estudiar la dinámica del flujo gas-líquido en la unidad del reactor, teniendo en cuenta los procesos de difusión e intercambio de calor a través de la capa de catalizador.
Descripción
Este artículo está dedicado al problema de desarrollar un modelo cinético de una reacción química compleja utilizando un método de optimización paralela. El diseño del modelo cinético consiste en encontrar los parámetros cinéticos de la reacción, que no pueden calcularse analíticamente, y dado que la reacción química implica muchas etapas, el problema de optimización es multiextremal. Como reacción química, se considera el proceso de isomerización catalítica de la fracción pentano-hexano, que es importante actualmente debido al cambio de la industria de refinación de petróleo a la producción de gasolina correspondiente a la norma Euro-5. Sobre la base de datos industriales conocidos sobre las concentraciones de los componentes de la reacción y la temperatura en la salida del tercer reactor, se calcularon las energías de activación y los factores preexponenciales de cada etapa de la reacción. Para resolver el problema de optimización, los autores desarrollaron un algoritmo de búsqueda global paralela y un programa basado en optimización de Lipschitz. Los parámetros cinéticos encontrados permitieron desarrollar un modelo matemático del proceso, que está en buena concordancia con los datos industriales. El modelo matemático desarrollado en trabajos futuros permitirá estudiar la dinámica del flujo gas-líquido en la unidad del reactor, teniendo en cuenta los procesos de difusión e intercambio de calor a través de la capa de catalizador.