热科学与技术

作者：于亚杰,夏少军,赵明

单位：海军工程大学,海军工程大学,海军工程大学

关键词：有限时间热力学,合成低碳烯烃,化学反应流程,熵产率最小化,

基金：国家自然科学基金项目(51976235; 51606218); 湖北省自然科学基金项目(2018CFB708)资助

CO2氢化合成低碳烯烃是一种非石油原料合成烯烃路径，具有广阔的应用前景。以有限时间热力学理论为基础，对包含混合器、压缩机、换热器与CO2氢化合成低碳烯烃反应器的反应流程进行建模及优化。在压缩机效率和癸烯（C10H20）产率均给定以及换热器与反应器热源温度完全可控的条件下，以整个流程的熵产率最小为优化目标，对流程最小熵产率及换热器与反应器的热源温度分布最优构型进行数值求解，并将最优流程与反应器熵产率最小对应流程进行对比。结果表明：通过优化使反应流程熵产率相比参考反应流程下降7.77%；在优化范围内，选取较低的换热器出口温度、适当提高H2摩尔分数与降低CO2摩尔分数可以降低反应流程的熵产率。研究结果对CO2氢化合成低碳烯烃反应流程最优设计具有一定理论指导意义。

来源：2024年第3期

《热科学与技术》期刊编辑部

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