气提法去除聚氨酯预聚体中游离TDI

摘要

在聚氨酯预聚体合成中由于过量的多异氰酸酯的使用,使聚氨酯预聚体中含有游离甲苯二异氰酸酯(TDI),TDI有较大的毒性,对人体和环境有较大的影响。本文对氮气气提法去除聚氨酯预聚体中游离TDI的方法进行实验、理论计算和模拟研究,证明氮气气提法可满足分离要求的可行性。
　　首先通过单级氮气气提实验,得到样品中游离TDI浓度的时间变化的曲线。并对不同操作压力和温度下的TDI浓度的时间变化曲线进行多项式拟合。由实验前后装置的质量差验证排出的气提气经缓冲罐收集TDI后,TDI能完全残留在缓冲罐中,从缓冲罐中排出的为纯氮气可循环使用以提高气提操作的经济性。
　　接着在不同的氮气流率下进行了多级氮气气提实验,对各组实验结果进行作图比较,并对实验结果进行了二次多项式的拟合,得到了塔釜液中游离TDI含量与气液比之间的关系式。将实验得到的最小气液比与理论计算得到的最小气液比进行比较得出相对误差为10.11％,证明了氮气气提法去除聚氨酯预聚体中游离TDI的方法是可行的。
　　最后应用AspenPlus进行了氮气气提过程的模拟计算,通过灵敏度分析进行比较选择了较好结果的模拟参数,得到的模拟结果中塔釜液中游离TDI的百分含量为0.3%,满足了分离要求。得到最小气液比为1.7,分别与理论值和实验值比较,相对误差分别为4.7%和5.9%均小于10%,证明模拟效果与理论计算和实验值比较相符。

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第一章 文献综述

1.1聚氨酯预聚物分类、性质、合成及应用

1.2聚氨酯预聚体中游离TDI的分离方法

1.3气提法介绍

1.4本文研究内容

第二章 单级氮气气提实验

2.1 TDI饱和蒸汽压和相平衡常数的计算

2.2单级气提实验

2.3结果分析方法与条件

2.4实验数据处理与结果分析

2.5本章小结

第三章 多级氮气气提分离实验

3.1实验装置及试剂

3.2实验操作方法

3.3结果分析方法与条件

3.4实验数据处理与讨论

3.5本章小结

第四章 AspenPlus模拟氮气气提工艺

4.1物性数据估算

4.2气提过程模拟

4.3气提塔设备参数设计

4.4本章小结

第五章 结论

参考文献

附录

发表论文和参加科研情况说明

致谢