朱 濤，張興燕，郭 晗

（新疆師范大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830054）

眾所周知，環(huán)烯烴在植物精油中存在較多,許多可用作香料。烯類是有機合成中的重要基礎(chǔ)原料,用于制聚烯烴和合成橡膠。以乙醇為原料，在合適的溫度和催化劑組合（即：Co負載量、Co/SiO2和HAP裝料比、乙醇濃度的組合）作用下生產(chǎn)制備C4烯烴。由于在不同催化劑組合和不同溫度條件下反應(yīng)的生成物如C4烯烴的選擇性和C4烯烴收率有所不同及原料中乙醇的轉(zhuǎn)化率的差異，所以某化工實驗室針對不同催化劑組合在不同溫度下做了一系列實驗和相關(guān)研究。

1 乙醇轉(zhuǎn)化率與烯烴選擇性影響

在A1為催化劑組合條件下，以溫度為自變量(x)，乙醇轉(zhuǎn)化率為因變量(y)，用SPSS進行回歸分析，可以根據(jù)SPSS不同模型[1-3]下的擬合度R2來選擇最優(yōu)模型。根據(jù)SPSS運行結(jié)果，模型之間存在近似線性重合，因此三次模型不適用，故采用二次模型。

表1 A1催化劑組合溫度與乙醇轉(zhuǎn)化率曲線模擬和參數(shù)估計

根據(jù)SPSS運行的曲線模擬和參數(shù)估計結(jié)果（圖1），比較各曲線擬合模型的擬合優(yōu)度R2[4]可知，3次方曲線的擬合優(yōu)度R2最大，達到0.981，但由于模型之間存在近似線性重合，因此三次模型不適用，故采用二次方曲線模型，其擬合優(yōu)度為：R2=0.980。

圖1 A1催化劑組合溫度與乙醇轉(zhuǎn)化率回歸擬合曲線

得到乙醇轉(zhuǎn)化率(y)關(guān)于溫度(x)的關(guān)系為：

以二次方模型建立的回歸方程比線性方程更優(yōu)，曲線擬合度更好。由圖2可知，二次方擬合曲線比線性擬合更接近于觀測值。

因此，在A1催化劑組合條件下，溫度與乙醇轉(zhuǎn)化率呈顯著的二次方曲線模型[5]，曲線擬合度更優(yōu)。在A1為催化劑組合條件下，以溫度為自變量(x)，C4烯烴選擇性為因變量(y)用SPSS進行回歸分析，可以根據(jù)SPSS不同模型下的擬合度R2來選擇最優(yōu)模型[6]。

2 相關(guān)影響模型求解

運行結(jié)果如圖2、表2所示。

表2 A1催化劑組合溫度與C4烯烴選擇性曲線模擬和參數(shù)估計

根據(jù)SPSS運行的曲線模擬和參數(shù)估計結(jié)果，比較各曲線擬合模型的擬合優(yōu)度R2可知，3次方曲線的擬合優(yōu)度R2最大，達到0.921，但由于模型之間存在近似線性重合，因此三次模型不適用，故采用二次方曲線模型，其擬合優(yōu)度為：R2=0.916。

由圖4可知，二次方擬合曲線比線性擬合更接近于觀測值。因此，在A1催化劑組合條件下，溫度與C4烯烴選擇性呈顯著。在使用其他催化劑組合時，對溫度與乙醇轉(zhuǎn)化率以及溫度與C4烯烴選擇性數(shù)據(jù)進行上述回歸分析，能夠得到相同結(jié)論，在二次方模型建立的回歸方程更優(yōu)，曲線擬合度更好。

3 不同催化劑組合及溫度對遺傳變化率及C4烯烴選擇性的影響

3.1 A中裝料含量及溫度乙醇轉(zhuǎn)化率

在裝料含量相同的條件下，以溫度為自變量(x)，乙醇轉(zhuǎn)化率為因變量(y)月用SPSS進行回歸分析，可以根據(jù)SPSS不同模型下的擬合度R2來選擇最優(yōu)模型。

根據(jù)SPSS運行的曲線圖可知，在裝料含量相同的情況下，隨著溫度的升高，乙醇轉(zhuǎn)化率有明顯的上升，在溫度相同的情況下，不同的裝料含量會導(dǎo)致乙醇轉(zhuǎn)化率有明顯差異，可得結(jié)論溫度和裝料含量對乙醇轉(zhuǎn)化率影響顯著。

3.2 A中裝料含量及溫度對C4烯烴選擇性

同理，運用SPSS做上面相同的分析，對裝料含量和C4烯烴進行一般線性模型的重復(fù)測量分析，在裝料含量相同的情況下，隨著溫度的升高，C4烯烴選擇性有明顯的上升，在溫度相同的情況下，不同的裝料含量會導(dǎo)致C4烯烴選擇性有明顯差異，可得結(jié)論溫度和裝料含量C4烯烴選擇性影響顯著。

圖3 A中裝料含量及溫度對乙醇轉(zhuǎn)化率折線圖

3.3 A種裝料Co負載量及溫度對C4烯烴選擇性

根據(jù)SPSS運行做上面相同處理，對Co負載量和C4烯烴選擇性進行一般線性模型的重復(fù)測量分析。根據(jù)折線圖可得，在Co負載量相同的情況下，隨著溫度的升高，C4烯烴選擇性有明顯的上升，在溫度相同的情況下，不同的Co負載量會導(dǎo)致C4烯烴選擇性有明顯差異，可得結(jié)論溫度和Co負載量對C4烯烴選擇性影響顯著。

3.4 A種裝料Co負載量及溫度對乙醇轉(zhuǎn)化率

根據(jù)SPSS運行做上面相同處理，對Co負載量和乙醇轉(zhuǎn)化率進行一般線性模型的重復(fù)測量分析，在Co負載量相同的情況下，隨著溫度的升高，乙醇轉(zhuǎn)化率有明顯的上升，在溫度相同的情況下，不同的Co負載量會導(dǎo)致乙醇轉(zhuǎn)化率有明顯差異，可得結(jié)論溫度和Co負載量對乙醇轉(zhuǎn)化率影響顯著。

3.5 A種裝料乙醇流速及溫度對C4烯烴選擇性

根據(jù)SPSS運行做上面相同處理，對乙醇流速和C4烯烴選擇性進行一般線性模型的重復(fù)測量分析，相同在乙醇流速相同的情況下，隨著溫度的升高，C4烯烴選擇性有明顯的上升，在溫度相同的情況下，不同的乙醇流速會導(dǎo)致C4烯烴選擇性有明顯差異，可得結(jié)論溫度和乙醇流速對C4烯烴選擇性影響顯著。

3.6 A種裝料乙醇流速及溫度對乙醇轉(zhuǎn)化率

根據(jù)SPSS運行做上面相同處理，對乙醇流速和乙醇轉(zhuǎn)化率進行一般線性模型的重復(fù)測量分析，在乙醇流速相同的情況下，隨著溫度的升高，乙醇轉(zhuǎn)化率有明顯的上升，在溫度相同的情況下，不同的乙醇流速會導(dǎo)致C4烯烴選擇性有明顯差異，可得結(jié)論溫度和乙醇流速對乙醇轉(zhuǎn)化率影響顯著。

4 結(jié)論

針對乙醇耦合制備烯烴這一過程，通過對實驗數(shù)據(jù)進行多元優(yōu)化分析，建立了非線性模型，進行了方差分析，對反應(yīng)條件進行C4烯烴收率最大化優(yōu)化處理。首先依據(jù)對數(shù)據(jù)初步分析，發(fā)現(xiàn)溫度與乙醇轉(zhuǎn)化率和C4烯烴選擇率存在著一定的關(guān)系。利用SPSS分析中的曲線分析進行回歸方程的擬合，通過對的比較以及曲線圖的分析，確定二次方的擬合度最優(yōu)，在固定催化劑組合下，溫度與乙醇轉(zhuǎn)化率和C4烯烴選擇率可建立二次回歸方程。而后建模得到不同的催化劑組合，結(jié)合分組類別及實驗數(shù)據(jù)利用SPSS進行一般線性模型的重復(fù)測量分析對乙醇轉(zhuǎn)化率和C4烯烴選擇率的影響大小。