课程设计指导书-2014 -新.doc

《化工系统工程》课程设计指导书
设计题目：二氯二甲烷催化裂解制氯乙烯工艺模拟
一、课程设计目的
本课程设计是在“化工系统工程”课程之后，集中安排的重要实践性教学环节。在教师指导下，独立地开展工艺流程的结构与工艺模拟计算与分析优化，旨在培养和提高综合分析、解决实际生产过程整体优化问题的能力,特别是应用化工过程模拟软件进行模拟计算的能力。它是高等学校化学工程与工艺类专业的学生必须进行的一种综合性训练。
课程设计主要是围绕一门课程的内容所做的综合练习，一般没有固定的答案。但是由于化工系统工程的特点，决定了其内容由于生产工艺比较简单、定型，又不是真实的生产、科研任务，所以基本上能有章可循，完成起来并不困难。这里的着眼点是让学生从理论学习的轨道上逐步引向实际方面来，把过去熟悉的定性分析、定量计算逐步和工程估算、实验调整等手段结合起来，掌握用化工系统工程原理解决问题的方法，掌握主流化工过程模拟计算与优化软件这一应用工具，对今后从事生产技术工作起到启蒙训练的作用。
二、工艺简述
氯乙烯也称乙烯基氯，化学式为CH₂CHCl，是卤代烃的一种，工业上大量用作生产聚氯乙烯（PVC）的单体。本课程设计使用Aspenplus对二氯二甲烷催化裂解制备氯乙烯的工艺进行模拟，在操作模拟分析的基础上进行工艺优化。
工艺流程图如下：

20001bmol/hrDEC
70F
390psi
390psioutlet
900F
390psi
10degFsubcooling
5psipresuredrop

三、工艺指标（基础数据）
1．进料工况
温度：70F；压力：390psi；流量：2000+学号*10lbmol/hr；组成：CH2Cl2-CH2Cl2
2．单元模块
（1）反应器
反应式为CH2CL-CH2CL——HCL+CHCL=CH2
（DEC）（VCM）
温度：900F；压力：390psi；CH2CL-CH2CL转化率=0.55；
（2）换热器
Degreesofsubcooling：10F；presuredrop：5psi
（3）精馏塔：严格法精馏（RadFrac）；

操作单元工艺参数值精馏塔塔板数15回流比1.082D:F0.354进料板位置7压力（psi）367精馏塔塔板数10回流比0.969D:F0.550进料板位置6压力（psi）115（4）泵：390psi
3．热力学方法的选择
计算方法：RK-SOAVE。
同学也可采用其它方法进行对比。不论选何种方程，必须给出恰当的理由和依据。
四、内容与要求
1.查阅有关二氯二甲烷（DEC）催化裂解制氯乙烯（VCM）的工艺，对典型工艺过程流程进行系统分析（通过文献检索）。
2.掌握过程系统信息流程的建立和系统分析，学习、掌握化工过程模拟软件ASPENPLUS的应用，利用该软件对典型工艺过程流程进行模拟计算。其中包括热力学计算方法的选择（提供依据）、单元过程模型的选择、过程模拟数据的准备；提供完整的流程模拟（含单元过程结果）计算结果清单（附在报告后面）。
3.对重点单元进行工况模拟研究(灵敏度分析)。
4.在模拟计算的基础上,根据所学知识对系统用能和流程地进一步优化进行可行性研究和探讨（如换热网络合成和优化、操作参数优化等）。也可以提出一些节能措施：例如热量的利用、尾气的利用等方案。
5.在课程设计工作中，要求能综合应用化工系统工程、分离工程、化工原理等学科的理论知识与技能，去分析和解决工程实际问题，使理论深化，知识拓宽，专业技能得到进一步延伸。
6.具体要求：
（1）由上述已知条件建立一个流程模块并给出下列结果：（保存为：姓名a.bkp），要求得到：反应器(REACTER)热负荷：冷却器(QUENCH)热负荷冷却器(QUENCH)出口温度：COL2塔顶冷凝器和塔底再沸器热负荷：在产品中VCM的浓度。
（2）在反应器中DEC的转化率在0.50-0.55之间变化，做一个灵敏度分析，被调节变量为反应器的热负荷和冷却器的热负荷。(保存为：姓名b.bkp)
（3）在计算的最后执行一个FORTRAN模块，编辑两个塔塔底再沸器热负荷之和，并调节这个变量，针对2.中DEC转化率的变化作灵敏度分析。(保存为：姓名c.bkp)

附：格式要求
1.前言（包括工艺叙述、工艺参数）
2.计算软件的简介
3.过程模拟计算
3.1信息流程图
3.2热力学性质选择
3.3全流程模拟
4.灵敏度分析
5.过程用能优化分析
6.结束语