探究结晶-精馏耦合分离mdi同分异构体的研究

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1、中国海洋大学硕士学位论文结晶-精馏耦合分离MDI同分异构体的研究姓名：姜福美申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：胡仰栋20080601结晶精馏耦合分离MDI同分异构体的研究结晶精馏耦合分离同分异构体的研究摘要二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)是一种重要的异氰酸酯，是生产聚氨酯的重要原料之一。二苯甲烷二异氰酸酯主要有三种同分异构体4，4'-MDI，2，4’．MDI和2．2'-MDI。这三种异构体的沸点和凝固点都比较相近，工业粗产品中2，2'-MDI含量很少。根据MDI产品中4，4’．MDI和2，4’．MDI异构体比例的不同，MDIT业品可以分为MDI．50，MDI．100两种产

2、品，这两种产品都是工业生产的重要原料。工业生产上普遍采用精馏的方法分离提纯MDI产品，也有专利中采用熔融结晶的方法分离提纯MDI．100，而将精馏和结晶结合起来分离二苯甲基二异氰酸酯同分异构体，相比单纯的精馏或者结晶法，具有更大的优越性，和经济可行性。本文研究了2，4’．MDI和4，4’．MDI在不同组成下的凝固点和结晶情况，考察了结晶实验中结晶终温、结晶时间等操作条件对结晶过程的影响，并进行了理论分析。结果表明：MDI异构体混合物属于固体溶液型，其凝固点随着2，4'-MDI含量的增加而降低；结晶实验中，结晶时间越长，结晶率越高，母液浓度就越低；结晶终温越高，结晶率越低，结晶

3、产品纯度越高。综合各种操作条件的影响，对工业中普遍使用的粗MDI原料浓度llp4，4'-MDI初始浓度为92．1％的样品经行熔融结晶实验，结果表明：经过四次的熔融结晶实验后，可以使产品纯度提高到99％以上。对结晶过程、精馏过程进行了模拟计算，同时考察了结晶，精馏的影响因素。在此基础上综合精馏、结晶的优点，提出了结晶．精馏耦合分离MDI同分异构体的新工艺。并从能耗角度对新工艺与工业上的传统精馏工艺进行了比较。新工艺不仅能同时得到MDI．50和MDI．100两种产品而且能耗仅是精馏工艺能耗的I／2．I／3。新工艺存在明显优势。通过模拟计算和试验分析，提出三种结晶精馏耦合分离MDI

4、同分异构体的流程，并通过模拟计算了他们各自的循环量，精馏回流比，能耗等参数。中国海洋大学硕士学位论文9"．h通过对比分析得出第一种结晶．精馏耦合工艺的循环量和能耗最高，第二种结晶．精馏耦合工艺的循环量最少，第三种结晶。精馏耦合工艺的能耗最低，比前两种工艺减少了两套结晶设备，与现在工业上的精馏法分离设备相似，但是能耗却减少了一半，为最佳流程。关键词：熔融结晶；MDI同分异构体；结晶精馏耦合；分离提纯：节能n结晶精馏耦合分离MDI同分异构体的研究Crystal-·DistillationHybridToSeparateMdiIsomericAbstractDisocyanatod

5、iphenylmethane(MDI)isallimportantrawmaterialformanufactureofpolyurethane．therearemainlythreeisomersofMDI，namely，2，4'-MDI，4，4’-MDIand2,2’MDI．Theirfreezingpointsandboilingpointsarenearly．Basedontheisomerratioof2,4'-MDIintheisomermixture，therearetwoproductsofMDIinthemarket,MDI一100，MDI·50．theya

6、llareveryimportant．DistillationaremostlyappliedtoseparatethemixtureofMDIinindustry．therealsoaresomecrystallizationmethodsbeingusedtoseparatethemixtureofMDIinpatent．Theprocesshasmoresuperiorityandeconomicfeasibilityincouplingdistillationandcrystallizationthanusingonlyoneofthem．Crystallizatio

7、nofthemixtureof2,4'-MDIand4，4'-MDlwerestudiedindifferentconcentration．Theeffectsoftheoperationparameterscrystallizationtimeandfinaltemperaturewereinvestigatedoncrystallizationexperimentation．Theexperimentresultindicatedthatwithincreasseoftheisorrierratio