硅烷(Silane)作为一种特种气体被越来越多的应用于电子工业,根据国标GB/T15909-2009,硅烷的质量分数需要达到99.999 9%(6N),才能满足电子级气体的要求,纯度等级越高则意味着生产越困难。因此生产电子级硅烷的工艺一直以来为学者们所关注。目前国内某硅材料企业采用氯硅烷歧化法生产电子级硅烷,为使得硅烷纯度能达到9N以上,企业在多级精馏工艺后还加入了化学吸附工艺来进一步去除硅烷气中的磷烷和硼烷。本文以精馏系统中的硅烷塔为研究对象,基于过程模拟计算方法,分别对硅烷塔的稳态及动态运行情况进行研究,将模拟结果与企业生产数据进行对比。本文的研究内容主要分为以下三部分:首先,从热力学角度,对硅烷塔内的物系进行分析。明确各物质的基本属性,针对物系特性讨论并确定热力学方法。在Aspen Properties模块考察物系的热力学性质。得到分压图、三元相图等信息,结果表明在所选择的操作温度压力下,该物系属于易分离体系且不存在共沸点。其次,运用Aspen Plus里DSTWU模块对硅烷塔进行简捷计算,得到回流比RR=4.75、进料板=27等基本参数。由基本参数出发,应用RadFrac模块进行严格校核计算,得到硅烷塔水力学参数等详细数据,分析塔内的物理现象。最后将所得各项数据与工业生产的设备及运行参数进行对比,对比后发现各项数据吻合度均很好。最后,在一二部分的基础之上,研究硅烷塔的动态特性。基于Aspen Plus Dynamics平台上模拟硅烷塔动态运行情况,制定三种不同的系统控制方案,整定控制系统中各PID控制器的模型及控制参数,研究发现加了温度—组分串级控制的方案控制效果最佳。