随着世界对聚氯乙烯需求量的逐年增加,国内氯乙烯单体的乙炔氢氯化法工业生产技术也发生了巨大的变革。从传统的两级串联固定床反应器到流化床反应器,再到复合床反应器,数学建模和计算机模拟分析一直是工业反应器放大和操作优化过程中一个有效的辅助方法。本文通过对不同反应器数学模型的建立、中试及工业数据的验证、各影响因素的模拟分析以及复合床反应系统的优化分析,主要得到如下结论：(1)根据对乙炔氢氯化反应动力学和工业装置实际运行状况的分析,建立固定床反应器的拟均相二维有效扩散数学模型。结合中试经验数据,采用Crank-Nicholson方法求解方程并对工业固定床反应器进行模拟计算。模拟结果显示,计算所得固定床内温度和转化率分布与工业数据相符。利用模型计算结果分析发现当催化剂活性水平较低时,乙炔空速和催化剂活性对反应结果有较大影响,将二者进行关联,可建立不同催化剂活性水平下的最佳乙炔空速计算公式。(2)根据乙炔氢氯化反应动力学和前人对流化床反应器的模拟研究,并考虑床内气泡因素建立流化床气泡两相模型。采用四-五阶龙格-库塔法求解模型方程并对工业流化床反应器进行模拟计算,结果与工业数据相近,气泡有效直径为3.59cm。另外,通过模拟分析发现出口乙炔转化率随流化床流化数的增加而明显降低；两相间乙炔浓度差随床高而逐渐减小。(3)流化床流化数、固定床催化剂活性以及固定床操作气速对复合床反应器的反应结果具有较大的影响。本文以装置的最大生产能力为优化目标,通过模拟分析可得,在维持流化床催化剂活性稳定的情况下,流化床流化数可保持在一个稳定的水平,固定床操作气速u随固定床催化剂活性的下降而下降,两者呈线性相关。在实际工业操作中,可以考虑对并联的不同固定床反应器实行差速处理,即适当增大催化剂活性高的固定床操作气速,减小催化剂活性低的固定床操作气速。从而使复合床反应器保持在稳定的工作状态。