2024年1月,工程中心耿志强教授团队在国际化工旗舰期刊《Chemical Engineering Journal》(中科院一区TOP)发表开创性研究“Novel kinetic modeling strategy for industrial-scale UNIPOL polypropylene with Ziegler-Natta catalyst”(卷482,文号148830)。
研究针对传统实验室模型难以适配工业级聚丙烯生产的瓶颈,首创"机理-智能"双驱动建模策略,构建了全球首个工业级UNIPOL聚丙烯全流程动力学模型。首先基于改进矩量法(MOM)构建包含催化剂活化、链增长等7大反应阶段的全流程动力学方程;进而开发改进多目标蜉蝣算法(IMOMA),融合模拟二进制交叉与多项式变异算子,将动力学参数估计转化为多目标优化问题。通过实际工业装置的熔融指数(MI)和聚合速率(PR)数据验证,该模型预测精度显著优于现有方法,成功实现120万吨级UNIPOL气相流化床工艺的数字建模,为提升聚丙烯品质、降低能耗提供核心算法支撑。
文章第一作者为陈志伟,北京化工大学博士研究生,主攻聚合反应多尺度建模。通讯作者为韩永明,教授,博士生导师,国家优青,计算机系系主任,研究领域包括人工智能、机器学习、系统建模及优化、能效评价、数据分析与信息集成、智能优化等;耿志强,教授,博导,现为智能过程系统工程教育部工程研究中心主任、北京化工大学数据科学与工程研究中心主任、中国自动化学会理事过程监控与优化领域权威学者。
《Chemical Engineering Journal》是全球化工领域三大顶刊之一,以发表“变革性工程技术”著称,聚焦碳中和、高端材料合成、智能化工等前沿方向,年均录用率不足12%,被业界誉为"化工技术创新的风向标"。