結晶-精餾耦合分離MDI同分異構體的研究.pdf

1、二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)是一種重要的異氰酸酯，是生產(chǎn)聚氨酯的重要原料之一。二苯甲烷二異氰酸酯主要有三種同分異構體4,4’-MDI，2，4’-MDI和2,2’-MDI。這三種異構體的沸點和凝固點都比較相近，工業(yè)粗產(chǎn)品中2,2’-MDI含量很少。根據(jù)MDI產(chǎn)品中4,4’-MDI和2,4’-MDI異構體比例的不同，MDI工業(yè)品可以分為MDI-50，MDI-100兩種產(chǎn)品，這兩種產(chǎn)品都是工業(yè)生產(chǎn)的重要原料。工業(yè)生產(chǎn)上普遍采用精餾的方法分離提

2、純MDI產(chǎn)品，也有專利中采用熔融結晶的方法分離提純MDI-100，而將精餾和結晶結合起來分離二苯甲基二異氰酸酯同分異構體，相比單純的精餾或者結晶法，具有更大的優(yōu)越性，和經(jīng)濟可行性。 本文研究了2,4’-MDI和4,4’-MDI在不同組成下的凝固點和結晶情況，考察了結晶實驗中結晶終溫、結晶時間等操作條件對結晶過程的影響，并進行了理論分析。結果表明：MDI異構體混合物屬于固體溶液型，其凝固點隨著2,4’-MDI含量的增加而降低；結晶

3、實驗中，結晶時間越長，結晶率越高，母液濃度就越低；結晶終溫越高，結晶率越低，結晶產(chǎn)品純度越高。綜合各種操作條件的影響，對工業(yè)中普遍使用的粗MDI原料濃度即4,4’-MDI初始濃度為92.1％的樣品經(jīng)行熔融結晶實驗，結果表明：經(jīng)過四次的熔融結晶實驗后，可以使產(chǎn)品純度提高到99％以上。 對結晶過程、精餾過程進行了模擬計算，同時考察了結晶，精餾的影響因素。在此基礎上綜合精餾、結晶的優(yōu)點，提出了結晶-精餾耦合分離MDI同分異構體的新工藝

4、。并從能耗角度對新工藝與工業(yè)上的傳統(tǒng)精餾工藝進行了比較。新工藝不僅能同時得到MDI-50和MDI-100兩種產(chǎn)品而且能耗僅是精餾工藝能耗的1/2.1/3。新工藝存在明顯優(yōu)勢。 通過模擬計算和試驗分析，提出三種結晶精餾耦合分離MDI同分異構體的流程，并通過模擬計算了他們各自的循環(huán)量，精餾回流比，能耗等參數(shù)。 通過對比分析得出第一種結晶-精餾耦合工藝的循環(huán)量和能耗最高，第二種結晶-精餾耦合工藝的循環(huán)量最少，第三種結晶-精餾耦