Kvalitatív elemzésen alapuló reakciómechanizmus meghatározás

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Kvalitatív elemzésen alapuló reakciómechanizmus meghatározás"

Artúr Balla
5 évvel ezelőtt
Látták:

1 Kvalitatív elemzésen alapuló reakciómechanizmus meghatározás Varga Tamás Pannon Egyetem, Folyamatmérnöki Intézeti Tanszék IX. Alkalmazott Informatika Konferencia ~ AIK 2011 ~ Kaposvár, Február 25.

2 Tartalom 2/16

3 Reakciómechanizmusok vizsgálata Méretnövelés Labor Pilot-plant üzem Gyártó üzem CÉL: OLYAN ESZKÖZ FEJLESZTÉSE, AMELY SEGÍTHETI EGY REAKCIÓRENDSZER STRUKTÚRÁJÁNAK MEGISMERÉSÉT. 3/16

[g] mc [g] md [g] m [g] 70 60 50 40 30 20 10 0 0 2 4 6 8 t [h]

4 Rendelkezésre álló információk fizikai kísérletek során gyűjtött analitikai eredmények és a kísérleti körülmények: 80 ma [g] mb [g] mc [g] md [g] m [g] t [h] kalorimetriás mérések eredménye; molekula tömegek, képződéshők, 4/16

5 Kvalitatív trend analízis Primitív epizódok (Cheung és Stephanopoulos) x = { + } x = { } x = { } x = { + } x = { } x = { + } x = { } x = { + } x = { + } x= 0 x = { } x = x = { 0} ma [g] mb [g] mc [g] md [g] { } { 0} m [g] t [h] A keresett ujjlenyomat Komponensek: A B C D 'C' ABC' A' A' 5/16

6 A kidolgozott algoritmus Mért adatok ujjlenyomat feldolgozása Reakciók generálása Reakciómechanizmusok generálása Korlátok feltárása Szimuláció igen Van még vizsgálandó mechanizmus? nem Kvalitatív analízis A keresett ujjlenyomat azonosítása 6/16

7 A lehetséges reakciók feltérképezése négy komponens esetén; a sztöchiometriai kitevők abszolút értéke legfeljebb kettő felhasználó adja meg; a reakciók szűrése az atomok számára felírt mérleg alapján; A (12 g/mol) B (20 g/mol) C (32 g/mol) D (32 g/mol) r r r r r r r r r r r r Fejlesztési lehetőség: a reakciók további szűrése, az azokat jellemző szabadenergia változás alapján; 7/16

A lehetséges reakciómechanizmusok feltérképezése legfeljebb három reakció felhasználó adja meg; a vizsgált rendszer ujjlenyomata alapján a nem lehetséges mechanizmusok kiszűrése; pl.

8 A lehetséges reakciómechanizmusok feltérképezése legfeljebb három reakció felhasználó adja meg; a vizsgált rendszer ujjlenyomata alapján a nem lehetséges mechanizmusok kiszűrése; pl. az A komponens esetén csak C epizódunk van, így az összes olyan mechanizmus kizárható, amiben A legalább egy reakcióban nem fogy. A lehetséges reakciókból az összes lehetséges reakciómechanizmus generálása: egy reakció két reakció három reakció SC = [12x4 double] [264x4 double] [3960x4 double] 1464 db 8/16

9 Reakciómechanizmusok alapján dinamikus szimuláció elvégzése /1 modell elképzelés: - szakaszos reaktor; - izoterm; - egyfázisú. reaktor modell: dc dt R r j i i = R i i ;... = = k n j= 1 j i= υ ij r j c n i { A;B;C;... } = { A;B;C } ij a vizsgált reakciósebességi állandók tartománya: LB = 1,00E-02 1,00E-02 1,00E-02 UB = /16

10 Reakciómechanizmusok alapján dinamikus szimuláció elvégzése /2 A vizsgált reakciómechanizmus: A lehetséges szekvenciák: C' C' A' A' 10/16

Reakciómechanizmusok alapján dinamikus szimuláció elvégzése /3 A vizsgált reakciómechanizmus: -1-1

11 Reakciómechanizmusok alapján dinamikus szimuláció elvégzése /3 A vizsgált reakciómechanizmus: A lehetséges szekvenciák: 'C' 'C' 'C' 'A' 'C' 'C' 'A' 'A' 'C' 'C' 'B' 'A' 11/16

Reakciómechanizmusok alapján dinamikus szimuláció elvégzése /4 A vizsgált reakciómechanizmus: -1-1 0 1-2 -2

12 Reakciómechanizmusok alapján dinamikus szimuláció elvégzése /4 A vizsgált reakciómechanizmus: A lehetséges szekvenciák: 'C' 'C' 'A' 'B' 'C' 'C' 'A' 'C' 'B' 'B' 'A' 'C' 'C' 'C' 'A' 'A' 12/16

13 Reakciómechanizmusok alapján dinamikus szimuláció elvégzése /5 Reakciómechanizmus 1.: Reakciómechanizmus 2.: A lehetséges szekvenciák: C' C' 'A' 'A' Reakciómechanizmus 3.: A lehetséges szekvenciák: 'C' 'C' 'A' 'B' 'C' 'C' 'A' 'C' 'B' 'B' 'A' 'C' 'C' 'C' 'A' 'A' A lehetséges szekvenciák: 'C' 'C' 'C' 'A' 'C' 'C' 'A' 'A' 'C' 'C' 'B' 'A' 13/16

14 A tervezett eszköz funkcionális felépítése - molekula tulajdonságok; Komponensek kiválasztása Molekula adatbázis (EXCEL) - komponenslista - információ igény; - új molekulák felvétele; Mérési adatok betöltése Mérési adatsorok azonosítása Reakciómechanizmus identifikálása - mért adatsorok - azonosított adatsorok; - azonosított adatsorok; - a lejátszódó reakciók kinetikai adatai; - illesztés eredménye; Reakciókinetika identifikálása - sztöchiometriai mátrix; - reakciómechanizmus Kiértékelés 14/16

15 Az eszköz jelenlegi kialakítása Fejlesztés MATLAB GUI 15/16

16 Összefoglalás Bemutattam egy kvalitatív trend analízisen alapuló módszert, amely alkalmas lehet, reakciómechanizmusok meghatározásának támogatására. A módszer könnyebb és szélesebb körben történő alkalmazása végett, egy eszköz fejlesztése kezdődött meg, MATLAB programcsomagot használva. A mért értékek analízisével kapott ujjlenyomat alapján, a generált reakciómechanizmusok további szűrése. Az eszköz nulladik verziójának befejezése, majd tesztelése. 16/16

17 Köszönetnyilvánítás Pénzügyi támogatás: Köszönetet mondok a TAMOP /1/ (Élhetőbb környezet, egészségesebb ember - Bioinnováció és zöldtechnológiák kutatása a Pannon Egyetemen, MK/2) projekt anyagi támogatásáért. Köszönöm a figyelmet!

Hasonló dokumentumok

IX. Alkalmazott Informatikai Konferencia Kaposvári Egyetem február 25.

IX. Alkalmazott Informatikai Konferencia Kaposvári Egyetem február 25. Kaposvári Egyetem 2011. február 25. Egedy Attila, Varga Tamás, Chován Tibor Pannon Egyetem, Mérnöki Kar, Folyamatmérnöki Intézeti Tanszék Veszprém, 8200 Egyetem utca 10. Bevezetés Cellás modellezés Kvalitatív