【摘要】：有機(jī)硅材料的生產(chǎn)需要高純度的有機(jī)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(diǎn)均比較高，其分離純化比較困難。本文針對(duì)國(guó)內(nèi)苯基氯硅烷單體純度要求不達(dá)標(biāo)以及耗能較高的問題，對(duì)苯基氯硅烷單體分離塔系進(jìn)行模擬優(yōu)化。該研究工作對(duì)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)2SiCl2二元體系的氣液平衡實(shí)驗(yàn)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(jì)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(jì)算出純組分的密度值，并與實(shí)際值進(jìn)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(duì)C6H5SiCl3及(C6H5)2SiCl2進(jìn)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(yùn)用Aspen Plus大型流程模擬軟件對(duì)現(xiàn)有的苯基氯硅烷工藝流程進(jìn)行模擬優(yōu)化，得到各塔的操作參數(shù)與文獻(xiàn)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，吻合度較高，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(fèi)用函數(shù)法對(duì)其分離序列進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對(duì)設(shè)計(jì)的分離序列進(jìn)行模擬優(yōu)化，并建立年度費(fèi)用函數(shù)，對(duì)以上幾種分離序列進(jìn)行年度費(fèi)用的計(jì)算，費(fèi)用結(jié)果表明：易分離度系數(shù)法分離序列年度費(fèi)用最低，經(jīng)驗(yàn)法分離序列年度費(fèi)用最高，且易分離度系數(shù)法相對(duì)年度費(fèi)用比原流程降低了7.8%。 5.以年度費(fèi)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(yùn)用一定的調(diào)優(yōu)合成方法對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，得到四組調(diào)優(yōu)序列，對(duì)以上序列進(jìn)行模擬優(yōu)化并計(jì)算其年度費(fèi)用，其中調(diào)優(yōu)序列3相對(duì)年度費(fèi)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(diǎn)技術(shù)對(duì)年度費(fèi)用最低的調(diào)優(yōu)序列進(jìn)行能量分析，由夾點(diǎn)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(duì)年度總費(fèi)用降低了20.9%。 本文通過對(duì)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體分離的新流程，并通過對(duì)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(duì)苯基氯硅烷單體實(shí)際生產(chǎn)中的節(jié)能減排具有一定的指導(dǎo)意義。
【圖文】：

1.3.2 間歇與連續(xù)結(jié)合的分餾對(duì)于中等規(guī)模的生產(chǎn)廠，采用常壓與減壓、間歇與連續(xù)相結(jié)合的流程分離苯基氯硅烷比較可取的。圖1-1給出此法的示意流程。圖1-1 苯基氯硅烷連續(xù)-間歇分離流程Fig.1-1 Continuous-batch separation process of Phenyl chlorosilane其具體工藝過程為，苯基氯硅烷粗產(chǎn)物先通過常壓連續(xù)脫低塔1，從其塔頂采出包括C6H5Cl在內(nèi)的低沸物，并將其送至間歇塔4進(jìn)行常壓分餾，分別得到HSiCl3、SiCl4、C6H6及C6H5Cl等。塔1底部出來的物料則進(jìn)入連續(xù)減壓塔2，，從去塔頂?shù)玫紺6H5SiCl3，塔底物則送至另一間歇減壓塔3進(jìn)行分餾，得到C6H5C6H5、(C6H5)2SiCl2、(C6H5)3SiCl。1.3.3 連續(xù)分餾該苯系有機(jī)硅單體分離塔序如圖1-2所示,苯基氯硅烷粗單體進(jìn)入T101

圖 2-1 回流比與費(fèi)用關(guān)系曲線Fig.2-1 Curve of reflux and cost可以從以下 3 個(gè)方面進(jìn)行定義：（1）相��；（2）相同理論塔板數(shù)與回流比下，比下，所需理論塔板數(shù)最少[90]。對(duì)于簡(jiǎn)與進(jìn)料組成相同。但對(duì)于多組分精餾，組成相同的塔板。在本文中，利用 Rad定分離要求，使精餾塔熱負(fù)荷最低的進(jìn)，塔頂產(chǎn)品中一苯質(zhì)量分?jǐn)?shù)與進(jìn)料位置
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TQ264.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2703623