Construction of complex reaction systems—II. Molecule manipulation and reaction application algorithms

Prickett, Suzanne E.; Mavrovouniotis, Michael L.

doi:10.1016/s0098-1354(97)00003-3

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“…A variety of research groups have developed algorithms for generating reaction networks via the computer in the past 15 years,3, 7–9,52–64 and they all have common features. A representation of the constituent atoms and their chemical environment in a molecule is needed.…”

Section: Species (Spē'shēz) and Reactions (Rē‐ăk' Sh Nz)mentioning

confidence: 99%

Lexicography of kinetic modeling of complex reaction networks

Broadbelt

Pfaendtner

2005

AIChE Journal

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Section: Species (Spē'shēz) and Reactions (Rē‐ăk' Sh Nz)mentioning

confidence: 99%

Lexicography of kinetic modeling of complex reaction networks

Broadbelt

Pfaendtner

2005

AIChE Journal

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“…Most of these algorithms generate an exhaustive list of the vast number of reactions, thus avoiding error-prone manual reaction network development. Good overviews of some of these automated network generation methods for different applications can be found in Ugi et al (1993), Prickett and Mavrovouniotis, (1997b), Tomlin et al (1997) and Klein et al (2006).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Reduction of Single Event Kinetic Models by Rigorous Relumping: Application to Catalytic Reforming

Cochegrue

Gauthier

Verstraete

et al. 2011

Oil Gas Sci. Technol. – Rev. IFP Energies nouvelles

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Résumé -Réduction de modèles cinétiques basée sur les événements constitutifs à l'aide d'un regroupement rigoureux : application au reformage catalytique -La modélisation des procédés de raffinage utilisant des catalyseurs bifonctionnels métal-acide fait intervenir un nombre exponentiellement croissant d'espèces et de réactions qui peut rapidement dépasser plusieurs milliers pour des charges industrielles complexes. Lors de la réalisation d'un modèle de procédé, l'utilisation de modèles cinétiques de regroupement a priori par familles chimiques ne satisfait plus les besoins actuels de simulation détail-lée, de prédictivité et d'extrapolabilité. À cause du grand nombre d'étapes élémentaires impliquées dans la catalyse bifonctionnelle, il est déraisonnable de vouloir construire à la main un réseau cinétique détaillé d'une telle ampleur. La génération informatique du réseau réactionnel à partir de règles simples propose une solution élégante dans un tel cas. Malgré cela, l'établissement des équations cinétiques et leur résolu-tion reste difficile, essentiellement à cause du manque de détail analytique demandé par un modèle détaillé. Néanmoins, pour plusieurs procédés de raffinage, des hypothèses raisonnables concernant les équilibres entre espèces permettent d'effectuer un regroupement a posteriori des espèces, réduisant de cette manière la taille du réseau réactionnel tout en maintenant un réseau cinétique entre familles chimiques qui est strictement équivalent au réseau détaillé. Nous présentons ici les outils de génération de réseau et la méthode de regroupement a posteriori associés à la méthode de modélisation cinétique par événements constitutifs. Cette approche de regroupement a posteriori est illustrée et appliquée à la modélisation cinétique des réactions de reformage catalytique. Abstract

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“…Most of these algorithms generate an exhaustive list of the vast number of reactions, thus avoiding error-prone manual reaction network developments. Good overviews of some of these automated network generation methods for different applications can be found in Ugi et al (1993), Prickett and Mavrovouniotis, (1997b), Tomlin et al (1997) and Klein et al (2006). Ugi et al (1993) tried to classify network generation algorithms and identified three types: -empirical methods, -semi-formal methods, -formal methods.…”

Section: Simulation Of Large Complex Reaction Network 421 Network mentioning

confidence: 99%

A Review of Kinetic Modeling Methodologies for Complex Processes

Oliveira

Hudebine

Denis

et al. 2016

Oil Gas Sci. Technol. – Rev. IFP Energies nouvelles

121

113

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-In this paper, kinetic modeling techniques for complex chemical processes are reviewed. After a brief historical overview of chemical kinetics, an overview is given of the theoretical background of kinetic modeling of elementary steps and of multistep reactions. Classic lumping techniques are introduced and analyzed. Two examples of lumped kinetic models (atmospheric gasoil hydrotreating and residue hydroprocessing) developed at IFP Energies nouvelles (IFPEN) are presented. The largest part of this review describes advanced kinetic modeling strategies, in which the molecular detail is retained, i.e. the reactions are represented between molecules or even subdivided into elementary steps. To be able to retain this molecular level throughout the kinetic model and the reactor simulations, several hurdles have to be cleared first: (i) the feedstock needs to be described in terms of molecules, (ii) large reaction networks need to be automatically generated, and (iii) a large number of rate equations with their rate parameters need to be derived. For these three obstacles, molecular reconstruction techniques, deterministic or stochastic network generation programs, and single-event micro-kinetics and/or linear free energy relationships have been applied at IFPEN, as illustrated by several examples of kinetic models for industrial refining processes.Résumé -Une revue de méthodes de modélisation cinétique pour des procédés complexesDans cet article, les techniques de modélisation cinétique des processus chimiques complexes sont examinées. Après un bref aperçu historique de la cinétique chimique, un aperçu des bases théoriques de la modélisation cinétique d'étapes élémentaires et de réactions globales est présenté. Les techniques classiques de regroupement (lumping) sont ensuite présentées et analysées. Deux exemples de modèles cinétiques regroupés (pour l'hydrotraitement de gazole atmosphérique et pour l'hydrotraitement de résidus) développés à IFP Energies nouvelles (IFPEN) sont présentés. La plus grande partie de cette revue décrit des stratégies avancées de modélisation cinétique, dans lesquelles le détail moléculaire est retenu : les réactions entre les molécules sont représentées ou même subdivisées en étapes élémentaires. Pour être en mesure de conserver ce niveau moléculaire à la fois dans le modèle cinétique et dans les simulations de réacteurs, plusieurs obstacles doivent d'abord être éliminés : (i) la charge doit être décrite en termes de molécules, (ii) les grands réseaux réactionnels doivent être générés automatiquement et (iii) un grand nombre d'équations de vitesse avec leurs paramètres de vitesse doit être dérivé. Pour ces trois obstacles, des techniques de reconstruction moléculaire, des programmes de génération de réseaux déterministes ou stochastiques, et des modèles microcinétiques basés sur des événements constitutifs (single events) et/ou des

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Construction of complex reaction systems—II. Molecule manipulation and reaction application algorithms

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Lexicography of kinetic modeling of complex reaction networks

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Reduction of Single Event Kinetic Models by Rigorous Relumping: Application to Catalytic Reforming

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