2021国赛数据处理_乙醇偶合制备c4烯烃数学建模论文

当前，国内外正在大力研究C4烯烃的生产技术。C4 烯烃作为于化工产品及医药的生产的重要原料，对化工产业的发展具有重要意义。在生产过程中，催化剂组合与温度对 C4 烯烃的选择性和 C4 烯烃收率有着重要的影响。我们将对催化剂组合以及温度条件进行分析，探索高效的C4 烯烃制备工艺。

对于问题一，我们将附件一中的所给的数据，运用Matlab软件，绘制出在A1-A14,B1-B7的影响下，乙醇转化率、C4烯烃的选择性与温度的关系图表。通过观察在温度变化下折线的走向趋势，我们发现部分图像存在拐点。这说明当温度较低时，乙醇转化率以及C4烯烃选择性与温度呈正增长关系且增长速度较快。但当温度升高到一定值时，乙醇转化率以及C4烯烃选择性可能会随温度显现出负增长的趋势，而拐点的出现与催化剂的种类有关。对于第二小问，关于350度时给定催化剂组合条件下的数据，我们运用时间序列分析进行函数拟合，得到实验过程中反应时间与C4烯烃收率的关系。根据350度下各种催化剂组合实验结果，估计此实验数据所使用的催化剂组合。

对于问题二，对于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，我们采用控制变量法，通过控制其他变量，对单一变量进行分析，由此来分别讨论催化剂组合及温度的影响。我们运用Matlab的polyfit函数进行拟合分析，最终发现随着温度升高，乙醇转化率以及C4烯烃选择性会由正增长过渡到负增长。不同催化剂的种类拐点出现的位置也不同。

对于问题三，我们运用逐步回归的方法，建立多元线性回归模型。以Co负载量、Co/SiO2 和 HAP 装料比、乙醇浓度的组合，以及温度作为5个自变量，以C4烯烃收率作为因变量，运用SPSS软件进行分析，得到多元函数，值为0.758，模型具有较好的拟合度。依据此模型，我们发现Co/SiO2的质量, 温度对C4烯烃收率有着显著的正向影响。最终我们运用Excel的VBA，求得C4烯烃收率的最优解。接下来，我们通过限制温度条件，得到温度低于350度条件下C4烯烃收率最优所需的催化剂组合与温度条件。

对于问题四，在第三问最优解结果的基础上，我们增设5次不同的实验，补充已有数据缺点，并且通过控制实验条件变量，探索最优解结果所需条件及其相似条件下的实验结果，即从装料方式、不同催化剂组合，以及温度方面入手，缩短自变量步长来缩小研究范围，增加数据精确度，探索小区间内催化剂组合与温度对C4烯烃收率的影响。减少最优解结果条件为异常值点的可能性，验证所得最优解结果的可行性与合理性。