三氯氢硅精馏过程的计算机模拟

2020-01-1703:08:47 发表评论
摘要三氯氢硅精馏过程的计算机模拟rn湘潭大学__毕业设计说明书__题目:三氯氢硅精馏过程的计算机模拟__学院:__专业:__学号:姓名:__指导教师:__完成日期:化工学院化学工程与工艺2009650632车晨君易争明2013年5月25日____湘潭大学__毕业论文(设计)任务书____论文(设计)题目:三氯氢硅精馏过程的计算机模拟____学号:2009650632姓名:车晨君专业:化学工程与工艺__指导教师:系主任:__一、主要内容及基本要求__进行模拟,选择出能准确描述三氯氢硅精馏体系及还原尾气回收精馏体系的热力学模__型。__设计结果的吻合程度。进一步验证所选热力学模型的准确性。__比、回流比与产品纯度、最佳进料位置与分离因子的关系。对操作参数进行优化。____二、重点研究的问题____通过化工模拟软件AspenPlus对多晶硅SiHCl3精制流程中各单塔进行严格多元精__馏计算法独立模拟,得到流程中每个单塔合适的模块和操作参数。____三、进度安排____四、应收集的资料及主要参考文献__[1]__[2]____[3]__[4]__[5]学版;2010年01期;____湘潭大学__毕业论文(设计)评阅表__学号2009650632姓名车晨君专业化学工程与工艺毕业论文(设计)题目:三氯氢硅精馏过程的计算机模拟____湘潭大学__毕业论文(设计)鉴定意见____学号:2009650632姓名:车晨君专业:化学工程与工艺______目录__第一章文献综述1__11三氯氢硅的性质、应用及生产概述1__12三氯氢硅的生产原理及催化反应机理1__121生产原理1__122催化反应机理2__123硅氢氯化法生产技术2__1231氯化氢制备2__1232SiHCl3合成3__1233气固分离3__1234冷凝液化3__1235精馏提纯3__124四氯化硅氢化法生产技术3__1241反应原理3__1242主要流程4__13计算机模拟软件Aspenplus4__131Aspenplus概述4__132计算机模拟软件aspenplus优点4__14精馏过程5__141原料特点与工艺要求5__142精馏方案的初步设计5__143精馏方案的计算机模拟方法6__144DSTWU模块与Radfrac模块简介6__15回收利用7__151回收三氯氢硅、氯化氢7__152回收四氯化硅7__16课题研究目的、内容和意义8__161三氯氢硅市场现状及发展前景8__162生产三氯氢硅的目的意义8__第二章三氯氢硅的精馏过程模拟和优化10__21引言10__22设计模拟过程10__221设计要求及内容10__222原料特点和工艺要求11__223精馏方案的初步设计11__23精馏方案的计算机模拟12__231dstwu模块的模拟12__2311主要流程图12__2312各塔的主要参数13__2313三氯氢硅精馏过程各股物流的组成14__232radfrac模块的模拟15__2321组分输入、物性选择15__2322建立radfrac模块流程图16__2323radfrac模块配置16__233精馏过程各塔参数优化19__2331预塔参数19__2332三氯氢硅塔参数优化21__2333四氯化硅塔参数的优化23__2334进料温度优化25__24本章小结25__第三章结论与展望26__31结论26__32展望26__参考文献27__致谢28__附录:翻译29__三氯氢硅精馏过程的计算机模拟__摘要:三氯氢硅具有良好的性质以及广阔的发展前景,在现阶段应用十分广泛。但是生产过程中还存在着各种各样的缺陷,生产技术和工艺流程必须加以改进。因此可以用现代先进的计算机模拟软件,对三氯氢硅精馏过程进行详细的模拟计算和优化,以得到优化的流程和工艺,达到节能降耗的目的。本文通过AspenPlus软件对三氯氢硅精馏过程进行了设计、计算,并且在实际生产中进行了应用。应用表明,这种经过理论优化和精馏技术的改进,三氯氢硅的生产所得产品质量大幅度提高,硼的含量降低到极低,排放的三氯氢硅减少50%以上,同时节能20%一30%,加上对四氯化硅的回收利用,其经济效益得到显著地提高。__关键字:三氯氢硅;精馏过程;模拟与优化;回收利用;经济效益。____C0mputersimulati0nofdistillationprocessoftrichlorosilaneAbstract:Nowadays_trichlorosilaneiswidelyused_asithasgoodpropertiesandbrightfutureHowever_theprocessfortheproductionhasmanydisadvantages_thusimprovedtechnologyandprocessfortheproductionoftrichlorosilaneisneededTrichlorosilanedistillationprocessescanbesimulatedandoptimizedindetailbysimulationandadvancedcomputersoftwaretogainoptimizedprocessandtechnology_andachievethepurposeofenergysavingByusingtheAspenPlussoftware_thedistillationoftrichlorosilanewasdesigned,calculatedandappliedintheactualproductioninthearticleApplicationshowsthataftersimulationandoptimizationofcomputerprocess_thequalityoftheproductisimprovedgreatly_theboroncontentwasreducedtoaverylowdegree_andtheemissionswerereducedtoahalfMoreover_theprocessfortheproductionoftrichlorosilanewasenergysaving_andthefourchlorinatedsiliconwasrecycled_asaresult_economicreturnshaveremarkableimprovedKeywords:trichlorosilanedistillationsimulationandoptimizationrecyclingeconomicbenefit____第一章文献综述__11三氯氢硅的性质、应用及生产概述__三氯氢硅在生产中消耗大量的氯气和氢气,是氯碱企业的一种很好的平衡氯气提高经济效益的产品。我国经济的飞速发展,尤其是精细化工、有机硅产业、电子产品、光纤通讯等行业的快速发展,为三氯氢硅的生产和下游产品的开发提供了巨大的市场空间和机遇。__三氯氢硅不仅是制造硅烷偶联剂和其它有机硅产品的重要中间体,还是制造多晶硅的主要原料。硅烷偶联剂是一种重要的、高科技含量、高附加值的有机硅复合材料,通过硅烷偶联剂可使非交联树脂实现交联固化或改性,因此在玻璃纤维、铸造、轮胎橡胶等行业得到了日益广泛的应用,国内、国际需求很大。生产三氯氢硅的主要副产品四氯化硅也是制造有机硅的主要原料,它的制成品有硅酸酪、有机硅油、高温绝缘漆、有机硅树脂、硅橡胶和耐热垫衬材料等。高纯的四氯化硅还是制造高纯二氧化硅、无机硅化合物、石英纤维以及光导纤维的重要原料。三氯氢硅的生产大多采用沸腾氯化法,主要包括氯化氢合成、三氯氢硅合成、三氯氢硅精制等工序。氯气和氢气在氯化氢合成炉内通过燃烧反应生成氯化氢,工艺与电石法聚氯乙烯生成中的氯化氢合成基本一样,氯化氢气体经空冷、水冷、深冷和酸雾捕集脱水后进人氯化氢缓冲罐,送三氯氢硅合成炉。硅粉经过干燥后加人到三氯氢硅合成炉,与氯化氢在300℃左右的高温下反应,生成三氯氢硅和四氯化硅。生成的粗三氯氢硅气体经过旋风分离和除尘过滤后,进人列管冷凝器进行水冷和深冷,不凝气通过液封送人尾气洗涤塔,处理后达标排放,冷凝液蒸馏塔分离提纯,通常采用二塔连续提纯,一塔塔顶排低沸物,二塔塔底排高沸物四氯化硅,同时塔顶出三氯氢硅产品。__目前我国硅烷偶联剂的总生产能力已达l万ta以上到21世纪前5年,预计年增长速度将高于20,而我国三氯氢硅生产企业不到10家,市场供给不到l万ta,并且集中在上海等几个南方城市,北方几乎没有高纯度三氯氢硅生产企业,这在一定程度上制约了北方硅烷偶联剂生产的发展。氯碱企业要突破旧的观念,不仅增加产品规模,更要调整产品结构,适应市场的变化,坚定不移地走精细化工发展道路。发展以三氯氢硅为中间体的硅烷偶联剂等系列产品将是一个很好的选择,若有能力将多晶硅生产基地、光纤预制棒生产基地和氯碱生产厂建在一起,将为企业创造很大的经济和社会效益。__12三氯氢硅的生产原理及催化反应机理__121生产原理__三氯氢硅是通过高纯氯化氢气体与金属级单体硅质量分数980990在一定温度、压力条件下反应制备的。反应方程式如下__

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