Catalyst Activity Profile Estimation and Dilution Rate Optimization on Fixed Bed Plug Flow Reactor

管型固定床反応機(PFR)を用いた化成品の生産では,ホットスポットによる触媒活性の急激な低下や,コーキングが引き起こす閉塞の回避を目的に,触媒に希釈材を混合して活性を意図的に下げた充填が行われる.管に沿った希釈率の分布は生産パフォーマンスを左右する重要因子であるため,その最適化は試行錯誤に頼らず体系的に実行されることが望ましい.既往の研究では,実機に忠実な触媒失活とPFRの両モデルが利用可能であるという前提の下,様々な最適化法が提案されてきた.しかし実機との乖離が小さいモデルを得るには実機試験が必要で,そのためには一時的な生産停止が避けられず,これが現場を萎縮させ実用を困難にしていた.そこで本研究では,実機試験を行うことなくモデルを同定することを目指し,失活モデルは未知,PFRは実機の近似モデルが利用可能という前提の下で,実際の生産期間のデータを活用した,触媒活性分布の推定法およびPFRモデルの精度の評価指標を提案する.この提案をVinyl Chloride Monomerの生産シミュレーションに適用し,生産収益を最大にする希釈率分布の最適化を実施例として示し,目的の達成手段としての提案の有効性を示した.