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轻溶剂TDI光气化反应分离的研究

作　者: 欧进永
导　师: 谭心舜
学　校: 青岛科技大学
专　业: 化学工程
关键词: 甲苯二异氰酸设计喷射式反应器精馏热集成
分类号: TQ242
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 39次
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内容摘要

TDI(2，4-甲苯二异氰酸酯)是聚氨酯生产的基本原料，其生产技术水平和产量对聚氨酯工业的发展有重要的影响。本文通过模拟计算和实验研究相结合的方法，对轻溶剂(氯苯)TDI光气化反应与分离进行了综合研究。首先，通过对轻溶剂TDI光气化反应进行了研究。对经模拟计算初步确定的操作条件和喷射式反应器的不同结构，进行单因素实验，然后进行正交实验，找到了对反应影响显著的因素，确定了本次试验中合适的反应器具体结构以及轻溶剂TDI光气化反应的操作条件，对规模化生产的喷射式反应器定型和以后轻溶剂TDI工业化生产有重要的指导意义。其次，在试验的基础之上对热反应阶段酰胺在反应精馏塔中的反应进行了验证，通过文献提供的动力学方程式，求出了不同温度下的反应速率常数，然后将PRO／Ⅱ模拟计算得出的酰胺转化率与试验所测得数据相比较，结果基本相同。最后，应用PROⅡ进行了模拟优化分析，根据工业经验和模拟结果确定了TDI分离操作主要控制参数及其范围，结合中试实验结果确立了较优的操作条件。然后结合实验和理论分析，对TDI分离流程提出改进，提出将氯苯脱除塔由一个改为两个，通过热集成分析，让前一个塔的塔顶冷凝器作为后一塔的中间再沸器，以利用冷凝热。并结合生产过程对各塔和物流的条件进行优化，得到了新流程各塔的最优操作条件。改进后的流程冷、热公用工程的热负荷比原流程分别节省了16％和25％，有效地降低了公用工程的消耗量，提高了经济效益。根据上述工作对现有工艺进行改造，降低了生产成本，提高了产品纯度，有助于提高企业的生产水平和竞争力。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
前言  8-10
1 文献综述  10-24
  1.1 概述  10-11
  1.2 TDI生产工艺  11-16
    1.2.1 TDI光气化反应过程  15-16
  1.3 分离技术简介  16-22
  1.4 轻溶剂TDI光气化研究必要性  22-23
  1.5 本论文主要研究内容  23-24
2.TDI光气化反应实验的研究  24-44
  2.1 反应原理  24-25
  2.2 溶剂筛选  25
  2.3 中试条件确定  25-31
    2.4.1 反应器设计原理  29-31
    2.4.2 喷射式反应器结构尺寸  31
  2.5 设备、原料和分析  31-32
    2.5.1 试验设备  31
    2.5.2 原料  31-32
    2.5.3 分析方法  32
  2.6 中试结果讨论  32-43
    2.6.1 单因素试验  33-41
    2.6.2 正交试验考察影响反应的因素  41-43
  2.7 中试取样蒸馏分析  43
  2.8 本章小结  43-44
3 TDI光气化反应动力学的研究  44-48
  3.1 冷光气化反应反应动力学  44-46
    3.1.1 酰化反应的历程  44
    3.1.2 芳胺冷反应本征动力学  44-45
    3.1.3 冷光气化反应宏观动力学  45-46
  3.2 热反应反应动力学  46-47
    3.2.1 胺盐的光化反应  46
    3.2.2 酰胺分解的研究  46-47
  3.3 本章小结  47-48
4 TDI分离过程的研究  48-65
  4.1 分离条件的确定  48-49
  4.2 运用探试规则选择分离方法  49-51
  4.3 采用轻溶剂的TDI分离序列的确定  51-55
    4.3.1分离序列的初步确定  51-52
    4.3.2 对分离序列的研究  52-55
  4.4 轻溶剂的TDI分离方案的模拟与优化  55-60
    4.4.1分离流程1的模拟分析与优化  55-58
    4.4.2 对分离流程1中各塔的参数优化  58-60
  4.5 对TDI分离流程的热集成  60-63
  4.6 本章小结  63-65
结论  65-67
参考文献  67-70
致谢  70-71
攻读硕士学位期间发表论文  71-73

轻溶剂TDI光气化反应分离的研究

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