2021年全国大学生数学建模竞赛B题乙醇偶合制备烯烃（含word论文和源代码资源）_乙醇偶合制备c4烯烃数学建模论文

文章目录

• 一、部分题目
• 二、部分论文
• 三、部分源代码
• • 问题1
  • 问题3
• 完整Word论文+源代码

一、部分题目

2021 年高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目

B 题 乙醇偶合制备 C4 烯烃

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：

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。

问题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。

问题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。

问题4 如果允许再增加 5 次实验，应如何设计，并给出详细理由。

二、部分论文

三、部分源代码

问题1

clear;X = [20 70 110 163 197 240 273];YC = [43.5 37.8 36.6 32.7 31.7 29.9 29.9];YY = [];a=29.04;b=18.15;c=0.01;for s=1:length(X) x=X(s); YY(s) = a + b*exp(-c*x);end plot(X, YC, \'.\', \'Markersize\', 20);hold on;plot(X, YY, \'linewidth\', 2);xlabel(\'温度/°C\');ylim([28 46]);ylabel(\'乙醇转换率/％\');title(\'乙醇转换率与温度曲线拟合\')legend(\'实际值\', \'拟合曲线\');

clear;X = [20 70 110 163 197 240 273];YX = [4.234.284.464.634.624.764.68];YY = [];a=-7.95E-8;b=2.91E-5;c=-2.76E-4;d=4.22;for s=1:length(X) x=X(s); YY(s) = a*x^3+b*x^2+c*x+d;end plot(X, YX, \'.\', \'Markersize\', 20);hold on;plot(X, YY, \'linewidth\', 2);xlabel(\'温度/°C\');%ylim([28 46]);ylabel(\'乙烯选择性\');title(\'乙烯选择性与温度曲线拟合\')legend(\'实际值\', \'拟合曲线\');

clear;X = [20 70 110 163 197 240 273];YX = [4.234.284.464.634.624.764.68];k = 94.98;a=20;b =0;k=1;a=1;b=1;YY = [];for s=1:length(X) x=X(s); f = k/(1+a*exp(-b*x)); YY(s) = f;endplot(X, YX, \'*\');

问题3

clear;X1 = 190 : 1 : 200; % Co负载量X2 = 10 : 1 : 20; % HAP质量X3 = 2 : 0.01 : 3; % 质量比X4 = 0.3 : 0.01 : 2.1; % 乙醇浓度X5 = 340 : 1 : 350; % 温度maxq = 4980.8;Z_arr = [];Z_X1 = [];Z_X2 = [];Z_X3 = [];Z_X4 = [];Z_X5 = [];n=0;Index = [];% x2 负相关% x1 正相关for i1=1:length(X1) x1 = X1(i1); for i2=1:length(X2) x2 = X2(i2); for i3=1:length(X3) x3 = X3(i3); for i4=1:length(X4) x4 = X4(i4); for i5=1:length(X5)  x5 = X5(i5);  z = 0.018*x5 + 0.035*x1 - 0.039*x2 - 0.19*x3*x3 + 0.007*x2*x4 - ... 0.002*x4*x5 + 0.816*x3 - 8.015;  zz = 5000*exp(z)/(1+exp(z));  if (zz > maxq) n=n+1; Z_X1(n) = x1; Z_X2(n) = x2; Z_X3(n) = x3; Z_X4(n) = x4; Z_X5(n) = x5; Index(n) = n; Z_arr(n) = zz;  end end end end endend[maxValue, index] = max(Z_arr);scatter(Index, Z_arr, 8, \'b\');xlabel(\'序号\');ylabel(\'目标值\');title(\'各个目标值\');Z_X1(index)Z_X2(index)Z_X3(index)Z_X4(index)Z_X5(index)

clear;maxq = 4960;Z_arr = [];Z_X1 = [];Z_X2 = [];Z_X3 = [];Z_X4 = [];Z_X5 = [];n=0;Index = [];left1 = 10;right1 = 200;mid1 = 0;left2 = 10;right2 = 200;mid2 = 0;left4 = 0.3;right4 = 2.1;mid4 = 0;left5 = 250;right5 = 350;mid5 = 0;X3 = 0.5 : 0.1 : 5; % 质量比for i1=1:20 mid1 = right1 - (right1-left1)/2; x1 = mid1; left1 = mid1; mid2 = left2 + (right2-left2)/2; x2 = mid2; right2 = mid2; mid4 = left4 + (right4-left4)/2; x4 = mid4; right4 = mid4; mid5 = right5 - (right5-left5)/2; x5 = mid5; left5 = mid5; for i3=1:length(X3) x3 = X3(i3); z = 0.018*x5 + 0.035*x1 - 0.039*x2 - 0.19*x3*x3 + 0.007*x2*x4 - ... 0.002*x4*x5 + 0.816*x3 - 8.015; zz = 5000*exp(z)/(1+exp(z)); if (zz > maxq) n=n+1; Z_X1(n) = x1; Z_X2(n) = x2; Z_X3(n) = x3; Z_X4(n) = x4; Z_X5(n) = x5; Index(n) = n; Z_arr(n) = zz; end end end[maxValue, index] = max(Z_arr);scatter(Index, Z_arr, 8, \'b\');xlabel(\'序号\');ylabel(\'目标值\');title(\'各个目标值\');Z_X1(index)Z_X2(index)Z_X3(index)Z_X4(index)Z_X5(index)

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