環(huán)境友好的分離過程溶劑的計(jì)算機(jī)輔助分子設(shè)計(jì).pdf

1、化工生產(chǎn)中常遇到欲分離組分之間的相對(duì)揮發(fā)度接近1或形成共沸物的難分離物系，萃取精餾和液液萃取是常用且有效的方法，其中萃取劑的選擇是關(guān)鍵。隨著全球性污染問題的日益嚴(yán)峻，選擇環(huán)境友好的萃取劑是今后溶劑選擇發(fā)展的大趨勢(shì)。本文提出了一種新的基于模擬退火算法和模糊綜合評(píng)價(jià)的多目標(biāo)優(yōu)化方法，用于萃取精餾和液液萃取分離過程環(huán)境友好的溶劑的計(jì)算機(jī)輔助分子設(shè)計(jì)。 首先針對(duì)萃取劑的評(píng)價(jià)具有多指標(biāo)性和模糊性的特點(diǎn)，將模糊綜合評(píng)價(jià)的方法用于萃取精餾溶劑

2、和液液萃取萃取劑的評(píng)價(jià)，基于萃取劑的分離性能和環(huán)境性能，建立了的模糊綜合評(píng)價(jià)隸屬函數(shù)。 其次，提出了改進(jìn)的模擬退火算法，相對(duì)與傳統(tǒng)的模擬退火算法，增加了記憶功能，能將搜索過程中最優(yōu)的解保存下來，將所得的最終解與記憶器中的解比較取較優(yōu)的作為最后結(jié)果，提高了算法的解的質(zhì)量；使用加權(quán)后的綜合目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化的考核，多次運(yùn)行或并行該算法可得到Pareto邊界上不同方向的Pareto最優(yōu)解。 再次，基于Mod. UNIFAC

3、基團(tuán)貢獻(xiàn)法，對(duì)基團(tuán)進(jìn)行了預(yù)選及分類，有效克服了傳統(tǒng)分子設(shè)計(jì)方法的“組合爆炸”，提出了實(shí)數(shù)編碼的基團(tuán)編碼策略和二行矩陣的分子表達(dá)方法，第一行表示分子中包含的基團(tuán)的種類，第二行表示分子中包含的這些基團(tuán)的數(shù)目。 將提出的多目標(biāo)優(yōu)化方法用于萃取精餾和液液萃取過程萃取劑的計(jì)算機(jī)輔助分子設(shè)計(jì)，生成策略包括引入基團(tuán)、刪除基團(tuán)、替換基團(tuán)、修復(fù)操作四種，避免了垃圾分子的生成，確保產(chǎn)生的分子滿足結(jié)構(gòu)可行性及化學(xué)可行性準(zhǔn)則。 最后將提出了方法

4、用于實(shí)際分離物系的萃取劑選擇和設(shè)計(jì)，對(duì)甲苯--甲基環(huán)己烷、甲醇--丙酮、乙醇--乙酸乙酯、甲醇--乙酸甲酯四個(gè)萃取精餾體系進(jìn)行了環(huán)境友好溶劑的計(jì)算機(jī)輔助分子設(shè)計(jì)，編制了相應(yīng)的Matlab源程序，得到一組滿足分離要求和環(huán)境要求的溶劑，并針對(duì)甲醇--丙酮體系，采用PROII軟件對(duì)設(shè)計(jì)的溶劑進(jìn)行了模擬驗(yàn)證及比較；對(duì)醋酸--水、糠醛--水、正丁醇--水、和苯酚--水四個(gè)液液萃取體系進(jìn)行了環(huán)境友好溶劑的計(jì)算機(jī)輔助分子設(shè)計(jì)，編制了相應(yīng)的Matlab