苯系有機硅單體分離塔系與換熱網(wǎng)絡(luò)的模擬優(yōu)化

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1、苯系有機硅單體分離塔系與換熱網(wǎng)絡(luò)的模擬優(yōu)化學(xué)位論文完成日期：指導(dǎo)教師簽字：答辯委員會成員簽字：篷青島科技大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文苯系有機硅單體分離塔系與換熱網(wǎng)絡(luò)的模擬優(yōu)化摘要有機硅材料的生產(chǎn)需要高純度的有機硅單體，而直接法生產(chǎn)的苯基氯硅烷粗單體組分復(fù)雜，且沸點均比較高，其分離純化比較困難。本文針對國內(nèi)苯基氯硅烷單體純度要求不達標以及耗能較高的問題，對苯基氯硅烷單體分離塔系進行模擬優(yōu)化。該研究工作對苯基氯硅烷粗單體的分離新流程的開發(fā)具有一定的指導(dǎo)意義。本文的主要工作包括：1．利用資料中提到的C6H5SiCl3．(C6H5)2SiCl2二元體系的

2、氣液平衡實驗數(shù)據(jù)判定熱力學(xué)物性方法的適用性，結(jié)果表明Wilson方程計算得到的平均偏差最小，其次是SRK方程，平均偏差最大的是NRTL方程。然后再利用各熱力學(xué)方程分別計算出純組分的密度值，并與實際值進行比較，最終確定Wilson方程為該研究的最佳熱力學(xué)模型。2．由于缺少苯基氯硅烷體系的物性數(shù)據(jù)，需要對C6H5SICl3及(C6H5)2SICl2進行物性估算，采用Wilson方法，得到的數(shù)據(jù)與現(xiàn)有的物質(zhì)物性數(shù)據(jù)相吻合。3．運用AspenPlus大型流程模擬軟件對現(xiàn)有的苯基氯硅烷工藝流程進行模擬優(yōu)化，得到各塔的操作參數(shù)與文獻中的數(shù)據(jù)進行對比，吻

3、合度較高，說明本研究中選取的Wilson物性方法適合該分離物系。4．根據(jù)苯基氯硅烷粗單體的性質(zhì)，分別采用試探合成法、易分離度系數(shù)法、年度費用函數(shù)法對其分離序列進行設(shè)計，并對設(shè)計的分離序列進行模擬優(yōu)化，并建立年度費用函數(shù)，對以上幾種分離序列進行年度費用的計算，費用結(jié)果表明：易分離度系數(shù)法分離序列年度費用最低，經(jīng)驗法分離序列年度費用最高，且易分離度系數(shù)法相對年度費用比原流程降低了7．8％。5．以年度費用最低的易分離度系數(shù)法得到的分離序列為初始流程，運用一定的調(diào)優(yōu)合成方法對其進行優(yōu)化，得到四組調(diào)優(yōu)序列，對以上序列進行模擬優(yōu)化并計算其年度費用，其中

4、調(diào)優(yōu)序列3相對年度費用最低，比調(diào)優(yōu)初始序列減低了3．5％，比現(xiàn)有分離流程降低了11．07％，因此確定調(diào)優(yōu)序列3為最優(yōu)分離序6．利用夾點技術(shù)對年度費用最低的調(diào)優(yōu)序列進行能量分析，由夾點分析可知，流程中的冷熱物流可以直接匹配，通過熱集成后其能耗較原流程降低了45．9％，相對年度總費用降低了20．9％。本文通過對苯基氯硅烷單體分離序列與操作參數(shù)的優(yōu)化，確定了苯基氯硅烷單苯系有機硅單體分離塔系與換熱網(wǎng)絡(luò)的模擬優(yōu)化體分離的新流程，并通過對苯基氯硅烷單體分離塔系的熱集成，降低了分離過程的能耗，對苯基氯硅烷單體實際生產(chǎn)中的節(jié)能減排具有一定的指導(dǎo)意義。關(guān)鍵

5、詞：苯基氯硅烷單體分離塔系流程模擬最優(yōu)分離序列熱集成Ⅱ青島科技大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文SIMIULATIONANDOPTIMIZATIONoFPHENYLCHLOROSILANEDISTILLATIoNCoLUM【NSYSTEM&HEATEXCHANGERNETWORKABSTRUCTProductionoforganicsiliconmaterialsrequireshigh-purityorganicsiliconmonomer,Complexcomponentsandhighboilingpoint，thecrudephenylchlo

6、rosilanemixturemadebydirectmethodisrelativelyhardtopurify．Thepaperaimsatsolvingtheproblemofthelow-purityandthehighenergy·consumingofthedomesticphenylchlorosilanemonomer,tryingtosimulateandoptimizethephenylchlorosilanemonomerseparationcolumnsystem．Theresearchhasaguidancefor

7、developinganewseparationprocess．Themainworkofthispaperinclude：1·First，consultsomeinformationofC6H5SICl3-(C6H5)2SICl2binaryvapor-liquidequilibriumexperimentaldatatofindifthethermo—dynamicpropertiesmethodissuitable．TheresultsshowthattheaveragedeviationcalculatedbyWilsonequat

8、ions，SRK，isthesmallest．whilethatcalculatedbyNRTLequationisthelargest．Thenthethermodynamic