氯乙烯精餾過程的模型化與仿真.pdf

1、氯乙烯（Vinyl Chloride，VC）是一種重要的工業(yè)原料，主要應(yīng)用是生產(chǎn)聚氯乙烯樹脂，聚氯乙烯樹脂為五大合成樹脂之一，因此VC的質(zhì)量和成本直接影響聚氯乙烯樹脂。
　　工業(yè)上為了達(dá)到聚合級的VC(99.95％，wt)，常常采用精餾的方法得到高純度的VC。然而精餾過程是一個(gè)十分耗能的過程，因此研究VC精餾過程對于工業(yè)生產(chǎn)具有重要意義。本文利用Aspen Plus模擬軟件對新疆中泰化學(xué)股份有限公司華泰氯堿廠電石法生產(chǎn)的VC精餾過

2、程進(jìn)行了建模與模擬，該廠VC精餾的進(jìn)料規(guī)模為25m3/h，含量為99.4％氯乙烯，主要工作如下:
　　1、首先對氯乙烯的不同生產(chǎn)方法進(jìn)行了概述，對氯乙烯精餾工藝進(jìn)行了分析，指出了氯乙烯精餾過程是高耗能的生產(chǎn)過程。其次對過程模擬的仿真方法進(jìn)行了概述，主要包括序貫?zāi)K法、聯(lián)立方程法和聯(lián)立模塊法。分析了精餾塔的平衡模型和非平衡模型，闡述了兩種模型的特點(diǎn)，選擇非平衡模型為本論文模擬的方法。
　　2、概述了商業(yè)化流程模擬軟件Aspen

3、 Plus與HYSYS的特點(diǎn)，選擇Aspen Plus作為氯乙烯精餾過程的模擬軟件，對氯乙烯精餾過程進(jìn)行了模擬。模擬結(jié)果為:低沸塔的塔板數(shù)為29塊，進(jìn)料位置第3塊，回流比為5，操作壓力為0.52～0.53MPa，高沸塔的塔板數(shù)為41塊，進(jìn)料位置12塊，回流比為0.6，操作壓力0.26～0.28MPa。該結(jié)果與生產(chǎn)廠區(qū)數(shù)據(jù)基本吻合。
　　3、分析了兩個(gè)塔塔板上不同物質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)。同時(shí)指出，對于低沸塔，回流量為1350.82kg/h，

4、塔頂出來的物流為201.25kg/h，所含氯乙烯為90.571％。氯乙烯的損失率為0.81％，乙炔的回收率為99.68％;對于高沸塔，塔頂回流量為4465.76 kg/h，塔頂餾出物流量為22873.6kg/h，氯乙烯的含量為99.99％，達(dá)到了聚合級氯乙烯的要求，塔底出來的液相質(zhì)量為278.71kg/h，含1，2-二氯乙烷為51.77％。
　　4、利用靈敏度分析工具研究了進(jìn)料位置、采出率、回流比三個(gè)因素對精餾過程的影響，對氯乙烯

5、精餾過程進(jìn)行了優(yōu)化，結(jié)果表明:對于低沸塔，進(jìn)料位置為3，塔板數(shù)為29，B/F為0.99，回流比為6，對于高沸塔，進(jìn)料位置為12，塔板數(shù)為41，D/F為0.99，回流比為0.2。
　　5、最后對于上述模擬優(yōu)化的結(jié)果，將氯乙烯精餾過程進(jìn)行了非平衡級的校核，模擬結(jié)果符合塔的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。其結(jié)果為，對于低沸塔，最大液泛因子0.245，塔段壓降20.31kPa，最大降液管液位/板間距0.307，對于高沸塔，最大液泛因子0.569，塔段壓降32.