TDI相關(guān)合成體系相平衡的測(cè)定與分子模擬.pdf

1、甲苯二異氰酸酯(TDI)是一種重要的化工中間體,其應(yīng)用非常廣泛。非光氣法是目前采用的最普遍和環(huán)保的合成TDI的方法,而其相關(guān)合成體系基礎(chǔ)原料的相平衡數(shù)據(jù)卻迄今為止報(bào)道有限,基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的不足給其相關(guān)合成反應(yīng)的設(shè)計(jì)和單元操作增加了不少難度。所以本文選定TDI相關(guān)合成體系為對(duì)象,通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定和分子模擬的方法分別研究了其關(guān)鍵基礎(chǔ)原料的固液體系和氣液體系的平衡性質(zhì),為非光氣法合成TDI的工業(yè)化合成設(shè)計(jì)提供了關(guān)鍵基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和新型的預(yù)測(cè)方法。本研究主要內(nèi)

2、容包括：
　?、艑?duì)于固液平衡體系,分別用激光法得到了常壓下甲醇-氨基甲酸甲酯、甲醇-2,4-二硝基甲苯、甲醇-二氨基甲苯、乙醇-氨基甲酸甲酯、乙醇-2,4-二硝基甲苯和乙醇-二氨基甲苯六個(gè)體系在293.15?308.15K下固體溶質(zhì)在液體中的溶解度,用間接測(cè)量法得到體系在相應(yīng)條件下的混合密度,再通過密度進(jìn)一步計(jì)算得到了超額體積VE。然后,對(duì)體系的密度與組成的關(guān)系進(jìn)行了線性關(guān)聯(lián),回歸所得模型系數(shù)的最大標(biāo)準(zhǔn)偏差小于0.5％;用Redl

3、ich-Kister方程擬合了不同溫度下的超額體積與組成的關(guān)系,回歸所得模型參數(shù)的最大標(biāo)準(zhǔn)偏差小于5%。結(jié)果表明模型方程可適用于回歸該體系的物性數(shù)據(jù)。
　?、茖?duì)于氣液平衡體系,主要采用了Monte Carlo算法的分子模擬結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比對(duì)及研究。首先,選定 TraPPE-UA聯(lián)合原子力場(chǎng)構(gòu)建乙醇模型,用NVT-Gibbs的方法預(yù)測(cè)了298.15K~338.12K下乙醇流體的汽液平衡性質(zhì),得到了其在298.15K~338.12

4、K下的汽液相密度和飽和蒸汽壓。對(duì)比文獻(xiàn)數(shù)據(jù)飽和蒸汽壓的平均偏差為3.5%,汽、液相密度的平均偏差分別為3.7%和8.2%,證實(shí)了乙醇模型的可靠性。隨后,分別選定TraPPE-UA力場(chǎng)和Coon1987力場(chǎng)對(duì)C2H5OH和O2構(gòu)建勢(shì)能模型,采用NpT系綜結(jié)合粒子插入的方法,通過分子模擬預(yù)測(cè)了298.15K和323.15K下,2~8MPa范圍內(nèi)O2在C2H5OH中的溶解度。然后,通過與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比對(duì),證實(shí)了分子模擬方法對(duì)高壓下氧氣在乙醇中