ニュ-ナルネットによる複合反応システムのダイナミックモデルの作成と最適化への応用

利用核网络建立复杂反应系统动力学模型及其优化应用

• 批准号: 03650754
• 负责人: 松本 繁
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03650754/
• 关键词: ニュ-ラルネット; 触媒充填層反応器; 複合反応システム; ダイナミックモデル; 最適化

(1)充填層反応器のニュ-ラルネットモデルの作成:外部加熱型触媒充填層反応器による軽質ナフサの改質反応を対象として、ダイナミックモデルを作成し、シミュレ-ションを行なった。本反応は、原料が多成分で、複数の素反応が同時に進行し且つ、運転時間の経過に伴って触媒活性の劣化が起こり、目的成分の収率も変化するという複雑なものであるが、本モデルでは、関与する化学種を7成分に簡略化し、目的成分をベンゼンのみとし反応器内で起こる素反応を重要なものの8つとし、触媒活性の劣化のダイナミックスも考慮に入れた。次に、反応器の熱媒温度や触媒の劣化を入力とし、一定時間後の生成物成分を出力とするニュ-ラルネットモデルを構築し、シミュレ-ションデ-タを用いて、バックプロパゲ-ションによりニュ-ラルネットの学習を行なった結果、精度良くダイナミックスを表現できることが確認できた。なお、ニュ-ラルネットは3層からなり、入力層、中間層、出力層のセル数はそれぞれ22,20,27である。(2)反応システムの最適化:上記のニュ-ラルネットモデルを用いて、反応器一個の場合のベンゼン収率を一定に保つための熱媒温度の時間軌跡を求める問題を解いた。ニュ-ラルネットモデルにより求めた熱媒温度の時間軌跡は、シミュレ-タ-により最適化計算で求めたものとほぼ一致しており、良好な結果を得た。また、ニュ-ラルネットモデルによる最適化計算は、シミュレ-タ-によるものと比べて計算時間が非常に短いので、種々の最適化問題を解く場合には優れた方法であるといえる。多段反応器の熱媒温度の最適化および一定の運転時間内のベンゼン収率を最大とする場合の熱媒温度の最適化については、現在検討中である。なお、以上の結果をまとめて、公表の準備をしている。

(1)The preparation method of the filling layer reflector comprises the following steps of: preparing an external heating catalyst filling layer reflector, and preparing an external heating catalyst filling layer reflector. The reaction is carried out simultaneously with multiple components of raw materials, and the degradation of catalyst activity is accompanied by the passage of time. The recovery rate of target components is changed. The reaction is carried out simultaneously with the reduction of chemical species, the reduction of chemical species, and the reduction of chemical species. The reaction is carried out simultaneously with the passage of time. The degradation of catalyst activity should be considered. In addition, the degradation of the heat medium temperature catalyst of the reactor is introduced into the force. After a certain time, the product composition is generated. The structure is constructed, the application is completed, and the learning result is confirmed. The accuracy is good. The number of layers, entrance layer, intermediate layer and output layer is 22,20,27. (2)The optimization of heat transfer system: the above problem of heat transfer system optimization, heat transfer system optimization The time trajectory of the heating medium temperature is calculated according to the optimization calculation, and the result is good. The optimization calculation time is very short, and the optimization problem is solved in the case of optimization method. Optimization of heat transfer medium temperature of multistage reactor and maximum heat transfer rate in certain operation time The results of the above are as follows: