结合流程仿真的甲烷化反应动力学多目标参数辨识方法

作     者：金卓航 韩晓霞 刘奉宜 

作者机构：太原理工大学电气与动力工程学院 

出 版 物：《过程工程学报》 (The Chinese Journal of Process Engineering)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 081104[工学-模式识别与智能系统] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 081701[工学-化学工程] 0835[工学-软件工程] 0811[工学-控制科学与工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：中国国家自然科学基金(编号:NSFC-21606159 NSFC-62176176) 

主　　题：多目标优化 参数辨识 甲烷化反应 动力学模型 Aspen plus 

摘      要：甲烷化反应器的仿真模型可以指导甲烷化工艺流程的优化，具有重要研究意义。然而甲烷化反应器仿真模型的构建涉及反应器建模与反应动力学建模两部分，两个部分相互耦合，如果忽略反应器传递作用单独考虑动力学模型或者不关注动力学仅从化学平衡的角度求解反应器模型会导致仿真精度较低，难以有效指导流程优化。采用多目标优化算法对Aspen plus中建立的甲烷化反应器模型的动力学参数进行辨识，可以通过较少的数据点位实现高精度的动力学方程组参数辨识，该方法同时考虑反应器作用和反应动力学，可以有效解决复杂反应过程中的动力学方程组参数辨识问题。结果表明，甲烷化反应器流程仿真模型的多目标参数辨识方法可以使CO转化率和CH4选择性仿真结果的均方根误差分别为降低到1.96%和4.59%，低于目前已有的动力学模型。