2021 年高教社杯全国大学生数学建模竞赛题 B 题 乙醇偶合制备 C4 烯烃

2021 年高教社杯全国大学生数学建模竞赛题 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： (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。