基于(火用)原理的甲基氯硅烷精馏过程系统和技术经济分析

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1、天津大学硕士学位论文基于（火用）原理的甲基氯硅烷精馏过程系统和技术经济分析姓名：张晓申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：孙津生20090501摘要作为最重要的有机硅单体，高纯度的甲基氯硅烷单体具有很高的价值。目前广泛采用的直接法合成的甲基氯硅烷，产物组分既多沸点差距又小且存在二元共沸物，因此分离纯化相当困难。国内甲基氯硅烷分离与国外相比，存在能耗高、单体纯度达不到要求等问题。为了获得价值更高的纯度更高的二甲基二氯硅烷、一甲基三氯硅烷以及同样具有很高价值的二甲基一氯硅烷、三氯氢硅，本文在现有甲基氯硅烷单体分离的7塔流程、反式流程、顺式流程、中切流程、侧线采出

2、流程，这5种流程的基础上进行了改造，并利用商业流程模拟软件进行了模拟计算。结果表明在达到指定纯度要求时，顺式流程的收率最令人满意；反式流程热负荷最小，顺式流程总热负荷却是最大的。应用Malone提出的年度总费用模型结合Guthrie提出的费用计算方法，针对甲基氯硅烷分离的特点，对费用模型进行了适当简化，并利用模拟结果对几种流程进行了费用分析。分析结果表明流程总热负荷和总年度费用成正比，热负荷最小的反式流程费用最小；甲基氯硅烷单体分离流程的投资费用主要由流程的热负荷决定。根据三环节理论将精馏塔适当分割，对年度总费用最小的反式流程的能量利用工艺环节进行了炯分析。结果

3、表明二甲塔是反式流程中炯损失最大的部分。进一步分析了反式流程中二甲塔设备条件一理论板数的改变和单纯工艺条件一回流比改变对炯损失的影响。结果表明在不过多改变回流比的情况下增加理论板数或者在不改变理论板数的情况下减小回流比，炯损率减小，且减小趋势逐渐变缓。然后依照以上分析，改变了反式流程二甲塔的工艺条件，炯损率比原工艺减小11．5％，能量利用率提高，反式流程年度总费用也比原工艺减小。关键词：甲基氯硅烷，年度费用，能量利用工艺环节，炯分析ABSTRACTAsthemostimportantorganosiliconmonomer,high-puritymethylch

4、lorosilane15ofremarl汕levalue．Crudemethylchlorosilanesynthesizedbydirectmethodcontalnsmanvcomponents．Thesecomponentshavecloseboilingpointsandeasilyto姗abinaryazeo仃0pe．Soitisverydifficulttorefinethemtohighpurity．Atpresent，ttleproblemofhighenergyconsumptionandlowpurityexsistinthedomestic

5、s印删tlontechnologyofcrudemethylchlorosilane．Inthispaper,fiveexistingprocessesofseparatingcrudemethylchlorosilaneweretransformedtoobtaindimethyldichlorosilaneandmethyltrichlorosilaneofhi卧erpurity．Pureenough．dimethylchlorosilaneandtrichlorosilaneusuallydischargedasby．productswerealsoobt

6、ainedbytransformedprocesses·Wi协theaidsofsimulationsoftware，thetransformedprocessesweresimulated·neresuItsshowedthatwhentherequiredpuritywasreached，productyieldmthese删tionprocessWasmoresatisfactoryandheatdutyofreverseprocesswaslowestamongthefiveprocesses·Appropriatesimplificationswere

7、usedinthefunctionestablishedbyMaloneandGuthrietocompareannuallyexpensesoftransformedprocesses．TheresultsindicatedthatheatdutyWasproportionaltoannuallyexpenseandtheannuallyexpenseofrever∞processwasthelowest．Theinvestmentcostofseparatingcmdemethylchlorosilanemainlydependedontheheatduty

8、oftheprocess