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        基于灰色關(guān)聯(lián)度分析的乙醇偶合制備C4烯烴的研究

        2022-07-01 17:01:29李三杰胡玉林汪太行
        科技資訊 2022年14期

        李三杰 胡玉林 汪太行

        摘要:利用灰色關(guān)聯(lián)度分析法,分析不同催化劑組合及溫度對(duì)乙醇轉(zhuǎn)化率以及C4烯烴選擇性大小的影響,確定參考序列,求出差序列,計(jì)算不同溫度下各種催化劑組合的乙醇轉(zhuǎn)化率和C4烯烴選擇性的關(guān)聯(lián)度大小,并對(duì)關(guān)聯(lián)度進(jìn)行量化分析,根據(jù)在不同溫度下各種催化劑組合下對(duì)乙醇轉(zhuǎn)化率以及C4烯烴的選擇性大小的影響關(guān)聯(lián)度大小,探索乙醇催化偶合制備C4烯烴的工藝條件。

        關(guān)鍵詞:乙醇?C4烯烴?灰色關(guān)聯(lián)度分析法?關(guān)聯(lián)系數(shù)?關(guān)聯(lián)度

        中圖分類(lèi)號(hào):TQ223.1?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A?文章編號(hào):1672-3791(2022)07(b)-0000-00

        Preparation?of?C4?Olefins?by?Ethanol?Coupling?Based?on?Grey?Correlation?Analysis

        LI?Sanjie1??HU?Yulin2??WANG?Taihang2

        (1.School?of?Statistics?and?Big?Data,?Zhengzhou?College?of?Finance?and?Economics;2.School?of?Information?Engineering,?Zhengzhou?College?of?Finance?and?Economics,?Zhengzhou,?Henan?Province,?450044?China)

        Abstract:?Using?the?grey?correlation?analysis?method,?the?effects?of?different?catalyst?combinations?and?temperatures?on?ethanol?conversion?and?C4?olefin?selectivity?are?analyzed,?the?reference?sequence?is?determined,?the?travel?sequence?is?calculated,?the?correlation?between?ethanol?conversion?and?C4?olefin?selectivity?of?various?catalyst?combinations?at?different?temperatures?is?calculated,?and?the?correlation?degree?is?quantitatively?analyzed,?The?technological?conditions?for?the?preparation?of?C4?olefins?by?ethanol?catalytic?coupling?were?explored.

        Key?Words:?Ethanol;?C4?olefin;?Grey?correlation?analysis?method;?Correlation?coefficient;?Correlation?degree

        乙醇是生產(chǎn)制備C4烯烴的原料,乙醇及C4烯烴作為重要的化工材料,被廣泛地應(yīng)用于化工產(chǎn)品及醫(yī)藥中間體的生產(chǎn)[1-2]。對(duì)于乙醇制備C4烯烴的過(guò)程,不同的催化劑組合和溫度會(huì)影響C4烯烴的選擇性和C4烯烴的收率。因此,合理選擇催化劑組合和溫度,研究乙醇催化偶合制備C4烯烴的工藝條件具有突出的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)用價(jià)值。該文數(shù)據(jù)來(lái)源于2021年高教社杯全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽B?題。

        1?模型假設(shè)

        (1)制備過(guò)程不存在誤差;(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)無(wú)異常值;(3)參考序列以最大值為準(zhǔn);(4)關(guān)聯(lián)系數(shù)中分辨系數(shù)取適合值;(5)關(guān)聯(lián)度排序不考慮各指標(biāo)權(quán)重。

        2?符號(hào)說(shuō)明

        表示乙醇轉(zhuǎn)化率的參考序列,表示C4烯烴選擇性大小的參考序列,表示乙醇轉(zhuǎn)化率的分析序列,表示C4烯烴選擇性大小的分析序列,表示分辨系數(shù),表示關(guān)聯(lián)系數(shù),表示關(guān)聯(lián)度。

        3?灰色關(guān)聯(lián)度分析法

        灰色關(guān)聯(lián)度分析是其中一種多因素統(tǒng)計(jì)分析的方法。灰色關(guān)聯(lián)度分析就是在一個(gè)灰色系統(tǒng)中,尋求某一項(xiàng)指標(biāo)受到其他因素影響的強(qiáng)弱程度。在灰色系統(tǒng)發(fā)展的過(guò)程中,若其中兩個(gè)因素的變化性具有相似性,可以說(shuō)二者關(guān)聯(lián)程度比較高;反之,則較低[3-4]。

        3.1?模型基本原理

        灰色關(guān)聯(lián)分析判斷各要素是否密切相關(guān)的基礎(chǔ)在于它們的序列曲線(xiàn)變化趨勢(shì)或幾何形狀是否相似。如果越相似,則相對(duì)元素越接近,反之亦然。

        3.2?數(shù)據(jù)無(wú)量綱化處理

        通常,參考數(shù)列和比較數(shù)列都需要進(jìn)行無(wú)量綱化處理,較為常用的方法有初值化、均值化、歸一化變換。

        3.3?計(jì)算最值和灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)

        計(jì)算公式如下:

        在該公式中,是控制系數(shù)區(qū)分度的一個(gè)系數(shù),取值范圍是0~1,數(shù)值越小,所得到的區(qū)分度就越大,一般取值0.5較為合適,關(guān)聯(lián)系數(shù)落在0~1之間[5-8]。

        3.4?計(jì)算關(guān)聯(lián)度

        計(jì)算公式如下:

        在得到相關(guān)系數(shù)的值后,計(jì)算出不同維度中各元素的平均值,以便根據(jù)關(guān)聯(lián)度對(duì)其進(jìn)行排序。如果各指標(biāo)在綜合評(píng)價(jià)中發(fā)揮不同的作用,則可計(jì)算相關(guān)系數(shù)的加權(quán)平均值。

        4?灰色關(guān)聯(lián)度分析法在乙醇偶合制備C4烯烴中的應(yīng)用

        4.1數(shù)據(jù)預(yù)處理

        分析指標(biāo)包括溫度為250度時(shí)乙醇轉(zhuǎn)化率(%)、275度時(shí)乙醇轉(zhuǎn)化率(%)、300度時(shí)乙醇轉(zhuǎn)化率(%)、350度時(shí)乙醇轉(zhuǎn)化率(%)以及溫度為250度時(shí)C4烯烴選擇性(%)、275度時(shí)C4烯烴選擇性(%)、300度時(shí)C4烯烴選擇性(%)、350度時(shí)C4烯烴選擇性(%)。對(duì)原始數(shù)據(jù)經(jīng)處理后得到的數(shù)值見(jiàn)表1。

        4.2確定參考序列并求差序列

        根據(jù)數(shù)據(jù),選取每一列的最大值作為參考序列。不同溫度下21種催化劑組合乙醇轉(zhuǎn)化率參考序列和C4烯烴選擇性參考序列以及求差序列。

        4.3求最值與關(guān)聯(lián)系數(shù)()

        4.4計(jì)算關(guān)聯(lián)度

        依據(jù)公式:,求得乙醇轉(zhuǎn)化率關(guān)聯(lián)度(保留兩位,對(duì)比數(shù)據(jù)以原始數(shù)據(jù)為準(zhǔn)):

        求得C4烯烴選擇性關(guān)聯(lián)度(保留兩位,對(duì)比數(shù)據(jù)以原始數(shù)據(jù)為準(zhǔn)):

        5?結(jié)論

        該文采用灰色關(guān)聯(lián)分析法,分析了不同催化劑組合和溫度對(duì)乙醇轉(zhuǎn)化率和C4烯烴選擇性大小的影響,計(jì)算了不同催化劑組合在不同溫度下乙醇轉(zhuǎn)化率和C4烯烴選擇性的關(guān)聯(lián)度,定量分析關(guān)聯(lián)度并對(duì)關(guān)聯(lián)度進(jìn)行排序,由此得出:

        (1)在不同溫度下各種催化劑組合下對(duì)乙醇轉(zhuǎn)化率的影響關(guān)聯(lián)度大小的順序?yàn)椋?/p>

        不同溫度下各種催化劑組合下對(duì)乙醇轉(zhuǎn)化率的影響最大的是A7,A2、A6、A3催化劑組合對(duì)乙醇轉(zhuǎn)化率的影響相對(duì)顯著,B3催化劑組合影響對(duì)乙醇轉(zhuǎn)化率的影響程度最小。

        (2)在不同溫度下各種催化劑組合下對(duì)C4烯烴的選擇性大小的影響關(guān)聯(lián)度大小的順序?yàn)椋?/p>

        不同溫度下各種催化劑組合下對(duì)C4烯烴的選擇性大小的影響最大的是A1,A2、A3、A9催化劑組合對(duì)C4烯烴的選擇性大小的影響相對(duì)顯著,A11催化劑組合影響對(duì)C4烯烴的選擇性大小的影響程度最小。

        參考文獻(xiàn)

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        [8]?姜美利,姚紅義.基于灰色關(guān)聯(lián)分析法的青海省糧食生產(chǎn)能力研究[J].農(nóng)村.農(nóng)業(yè).農(nóng)民(B版),2021(12):31-33.

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