HCFC-142b生产流程的仿真研究及优化

论文摘要

HCFC-142b是一种重要的氟化工中间产品,用于生产VDF并进一步制得综合性能优良的PVDF树脂,还被用作致冷剂和发泡剂的过渡性替代产品。工业上常采用偏氯乙烯加成法制得HCFC-142b。本文以实际生产数据为基础,运用化工稳态模拟计算软件ASPEN Plus,建立了HCFC—142b生产过程的仿真模型,经过参数整定后,所建立的仿真模型能够很好地反映实际生产过程,其中关键参数的误差在5‰以内。 在所建立的可适用的仿真模型的基础上,进行了一系列地仿真模拟计算,提出了减少一个塔设备C1104,在塔C1103侧线采出HCFC-141b和HF,同时在塔顶得到高纯度的HCFC-142b产品的改进工艺,可大大节省设备投资。通过仿真模拟研究,得到改进工艺中塔C1103的最佳进料位置在第28～31块板,最佳侧线出料位置为第44～46块板,并给出了产品纯度、侧线采出工艺流股中组分HCFC-141b和HF的质量分率、以及塔顶冷凝器和塔釜再沸器热负荷等参数随质量回流比增大而变化的关系。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的工业背景
• 1.1.1 用于致冷剂、发泡剂的过渡性替代品
• 1.1.2 用于生产氟聚合物
• 1.2 课题的生产研究现状
• 1.2.1 直接氟代法
• 1.2.2 偏氯乙烯加成氟代法
• 1.2.3 光氯化法
• 1.3 研究对象及目标
• 第2章 课题研究的理论基础、方法和工具
• 2.1 多元汽—液平衡的热力学理论及模型
• 2.1.1 状态方程的选择
• 2.1.2 多元汽—液平衡的热力学理论及模型
• 2.2 化工过程的稳态模拟和工具软件
• 第3章 HCFC-142B工业过程仿真模型的建立及求解
• 3.1 HCFC-142B工业过程简述
• 3.2 建立仿真模型的一般方法
• 3.2.1 反应器的仿真模型
• 3.2.2 换热设备的简捷计算模型与详细计算模型
• 3.2.3 泵、气／液分离器及微量组份吸附脱除器的仿真模型
• 3.3 HCFC—142B部分流程仿真模型的建立
• 3.3.1 增加塔设备C1100
• 3.3.2 反应器R1101的建模
• 3.3.3 塔设备C1104的处理
• 3.3.4 R142b部分流程仿真模型的拓补结构
• 3.4 R142B工业过程仿真模型的求解
• 3.4.1 直接迭代法
• 3.4.2 牛顿法（NEWTON）
• 3.4.3 韦格斯坦法（WEGSTAIN）
• 3.4.4 循环物流的处理
• 第4章 HCFC-142B仿真模型参数整定及结果
• 4.1 仿真模型参数的整定
• 4.1.1 反应器R1101中反应的整定
• 4.1.2 过程塔设备参数的整定
• 4.2 HCFC-142B仿真模型运行详细结果
• 第5章 HCFC-142B工业过程的仿真优化设计
• 5.1 最佳进料及侧线采出位置分析
• 5.1.1 确定最佳采出位置分布区间
• 5.1.2 进料板位置分析
• 5.2 回流比对各参数的影响
• 第6章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 附录一 体系主要物质的基本性质
• 附录二 流程模拟计算详细结果