二苯甲烷二氨基甲酸酯热解制备二苯甲烷二异氰酸酯实验及模拟研究

发布时间：2021-12-01 22:42

　　作为一种重要的有机化工中间体,二苯甲烷二异氰酸酯（MDI）广泛应用在聚氨酯（PU）、涂料、胶粘剂等行业。目前,MDI主要通过光气法生产。其原料光气剧毒且副产物HCl腐蚀性较强。因此,本文采用具有工业应用前景的氨基甲酸酯热解法制备异氰酸酯,系统开展热解制备工艺、反应机理及反应器放大规律的研究:（1）以泡沫铜为催化剂,开展了二苯甲烷二氨基甲酸甲酯（MDC）在邻二氯苯溶剂中催化热解制备MDI的工艺研究。热解的最优条件为:反应温度250℃,反应物加入量为溶剂加入量的2%,反应时间2 h,催化剂加入量为MDC量的2%,在该条件下,MDI收率达到95.8%。（2）采用DFT方法研究了 MDC非催化热解及Cu（111）晶面表面催化热解反应机理。MDC非催化热解反应路径分别以两个共平面的四元环为过渡态,随后发生顺式的消去反应,生成甲醇及异氰酸根。MDC分别消去两分子甲醇的过渡态能垒分别为120 kJ/mol与116 kJ/mol。Cu（111）晶面催化热解时发现Cu亲电攻击羰基O和甲氧基O,协同活化后出现活化中间体,即甲氧自由基与基体的脱离。计算得到的过渡态能垒为63 kJ/mol,较非催化过程降低5... 

【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－２?ＣＦＤ求解的基本流程??Ｆｉｇ．?１－２?ｂａｓｉｃ?ｆｌｏｗ?ｏｆ?ＣＦＤ?ｓｏｌｕｔｉｏｎ??１．４．２．２?ＣＦＤ模拟中搅拌器的处理模型??

?第一章文献综述???？原料、产品组?ｔ￣??＿部分成分析及分析ｒ??买验２部分方法的建立?丨ｆ＇＇１?隹色?！??＾?＾?第??第?＼?ｊ，ｍｄｇ热解制备?究??ｉ＾ｉ＃ｙ?ｍｄｉ实验及机！?＞催化热解工艺条件优化丨??理研究?：?＞?反应机理研究?：结??绪?３??Ｉ?ｇ??■?＿究？筇??▼??图１－３论文研宄内容与框架??Ｆｉｇ．?１－３?Ｒｅｓｅａｒｃｈ?ｃｏｎｔｅｎｔ?ａｎｄ?ｆｒａｍｅｗｏｒｋ??１５??

?第二章实验部分???次，放入电热鼓风干燥箱烘箱里千燥１２?ｈ，制得泡沫铜催化剂。??２．２Ａ２泡沫铜催化剂的评价??根据热解反应的特点搭建如图２－１所示的ＭＤＣ热解实验装置，ＭＤＣ热解反应在??１Ｌ搅拌釜式反应器中进行，搅拌桨采用三叶搅拌奖。惰性Ｎ２由钢瓶提供，温度由精??密温度控制仪表控制，反应釜内压力通过背压阀进行调节。ＭＤＣ热解反应的实验步??骤如下：??（１）检漏：打开氮气进气流量控制阀，向反应釜中充入氮气，充气过程中不断??调整背压阀，当反应釜压力上升至０．６?ＭＰａ时，关闭氮气进气流量控制阀，停止充入??氮气，反应２?ｈ后观察压力是否有变化，如压力稳定在０．６?ＭＰａ，放掉釜内气体，进??行下一步操作。??（２）加料：称取３４．２ｇ二苯甲烷二氨基甲酸甲酯（４，４＇－ＭＤＣ）、１．７１ｇ泡沫铜催??化剂、５００ｍＬ邻二氯苯（ｏ－ＤＣＢ）加入１０００?ｍＬ热解反应釜中。??（３）升温升压：先将温度设置为２００°Ｃ，加热功率设置为６０％，搅拌桨转速为??３４０ｒｐｎｉ，反应釜内温度缓慢上升，温度上升到１８０°Ｃ左右时，到达邻二氯苯（ｏ－ＤＣＢ）??沸点，温度不再上升，观察塔顶温度，当塔顶温度上升到３０?°Ｃ时，开始升压，随着??压力的增加温度随之上升，调节压力控制反应釜内温度稳定在２６０?°Ｃ，此时压力约为??０＿３５?ＭＰａ。??（４）反应：温度到达２６０?°Ｃ，压力达到０．３５ＭＰａ开始计时，中间每隔３０ｍｉｎ取??样，反应５ｈ。??（５）反应结束：反应完成后，将温度设置为－５０°Ｃ，取下加热套，让其自然降温。??Ｓｔｉｒｒｉｎｇ??ｉｎｄｉｃａｔｏｒ??Ｐｒｅｓｓｕｒｅ?？?１?Ｐｒｅ

【参考文献】：
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本文编号：3527195