[發明專利]一種用于模擬化工催化反應過程優化的結合統計分布的隨機行走的方法

在審

• 申請號: 201611201732.2
• 申請日: 2016-12-22
• 公開（公告）號: CN106599596A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 趙健偉;程娜
• 申請（專利權）人: 嘉興學院
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 北京翔甌知識產權代理有限公司11480
• 代理人: 謝新元

1.一種用于模擬化工催化反應過程優化的結合統計分布的隨機行走的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)用掃描電鏡觀察催化劑表面情況，統計不同催化晶面的比重；使用量子化學方法模擬表面催化反應過程，得到反應物的結構和活化能，同時結合實驗數據依據公式K₀＝Aexp(-ΔG^*/RT)求出反應速率常數K₀和指前因子A；

(2)依據上述不同催化晶面的比重、反應速率常數K₀和指前因子A，以及實驗數據對催化過程進行參數化處理；

(3)將化工反應器簡化為具有周期結構的單元，單元中包含反應物及產物粒子可以自由運動的有邊界空間，也包括粒子不可進入的催化劑勢壘；

(4)反應物粒子與催化劑勢壘碰撞時，產生吸附現象，由Frenkel表達式t＝t₀exp(Q/RT)確定待分離粒子在勢壘壁上的停留時間，其中，Q為吸附能，R為氣體常數，t₀為垂直表面的振動時間，t為停留時間；

(5)反應物粒子在催化劑上同時停留在一定范圍內時，則會發生催化反應，通過步驟(1)中的不同催化晶面的比重和活化能參數得到其催化反應的幾率和效率；

(6)待反應物及產物粒子在隨機運動的同時疊加一個方向與粒子流速方向一致的定向運動，其流動速率與粒子所受驅動力有關；

(7)采用串行或并行的方式對多個粒子在反應器中的運動進行模擬，這些粒子在給定時間內的運動距離的統計分布為反應器內的濃度分布；粒子走完給定距離所需的時間統計分布模擬分離檢測的信號。

2.根據權利要求1所述的一種用于模擬化工催化反應過程優化的結合統計分布的隨機行走的方法，其特征在于，所述的步驟(3)中反應物及產物在周期單元中的自由空間內隨機運動，其運動速度遵循分布特征為Delta分布、Gaussian分布、Maxwell-Boltzmann分布和/或Cauchy-Lorentz分布。

3.根據權利要求1所述的一種用于模擬化工催化反應過程優化的結合統計分布的隨機行走的方法，其特征在于，所述的步驟(6)中的驅動力為壓力。