2021数模国赛思路交流

C4 烯烃广泛应用于化工产品及医药的生产，乙醇是生产制备 C4 烯烃的原料。 在制备过程中，催化剂组合（即：Co 负载量、Co/SiO2 和 HAP 装料比、乙醇浓度 的组合）与温度对 C4 烯烃的选择性和 C4 烯烃收率将产生影响（名词解释见附录）。 因此通过对催化剂组合设计，探索乙醇催化偶合制备 C4 烯烃的工艺条件具有非常 重要的意义和价值。 某化工实验室针对不同催化剂在不同温度下做了一系列实验，结果如附件 1 和 附件 2 所示。

请通过数学建模完成下列问题： (1) 对附件 1 中每种催化剂组合，分别研究乙醇转化率、C4 烯烃的选择性与温 度的关系，并对附件 2 中 350 度时给定的催化剂组合在一次实验不同时间的测试结 果进行分析。 (2) 探讨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。 (3) 如何选择催化剂组合与温度，使得在相同实验条件下 C4 烯烃收率尽可能 高。若使温度低于 350 度，又如何选择催化剂组合与温度，使得 C4 烯烃收率尽可 能高。 (4) 如果允许再增加 5 次实验，应如何设计，并给出详细理由。

附录：名词解释与附件说明 温度：反应温度。 选择性：某一个产物在所有产物中的占比。 时间：催化剂在乙醇氛围下的反应时间，单位分钟（min）。 Co 负载量： Co 与 SiO2 的重量之比。例如，“Co 负载量为 1wt%”表示 Co 与 SiO2 的重量之比为 1:100，记作“1wt%Co/SiO2”，依次类推。 HAP：一种催化剂载体，中文名称羟基磷灰石。 Co /SiO2 和 HAP 装料比：指 Co/SiO2 和 HAP 的质量比。例如附件 1 中编号为 A14 的催化剂组合“33mg 1wt%Co/SiO2-67mg HAP-乙醇浓度 1.68ml/min”指 Co/SiO2 和 HAP 质量比为 33mg：67mg 且乙醇按每分钟 1.68 毫升加入，依次类推。 乙醇转化率：单位时间内乙醇的单程转化率，其值为 100 %  (乙醇进气量-乙 醇剩余量)/乙醇进气量。 C4 烯烃收率：其值为乙醇转化率  C4 烯烃的选择性。 附件 1：性能数据表。表中乙烯、C4 烯烃、乙醛、碳数为 4-12 脂肪醇等均为 反应的生成物；编号 A1~A14 的催化剂实验中使用装料方式 I，B1～B7 的催化剂实 验中使用装料方式 II。 附件 2：350 度时给定的某种催化剂组合的测试数据

此建议大家：选题很重要，切忌中途换题，会越换越乱呦，9月9号晚大家确定好选题查查资料就可以啦，当然还可以等待偶的思路哦，看签名。勿需熬夜，养好精神，最后一晚才是需要熬夜的。 

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