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成都变压吸附在聚氨酯领域的应用

来源:www.schxhg.net 发表时间:2018-09-20

组成气是以一氧化碳和氢气为首要组分,用作化工资料的一种资料气,其在工业上用途广泛,例如,以组成气为资料制备的产品首要包括氨、甲醇、费托组成产品、氢甲酰化产品以及其下流产品等,其间,运用广泛的聚氨酯即归于氢甲酰化产品中一种。组成气作为一种初步资料在聚氨酯的工业化出产进程中发挥着重要的作用。

(一)聚氨酯的价值及现状

聚氨酯是一种高分子资料,其首要特征是分子链中含有多个重复的“氨基甲酸酯”基团。聚氨酯既有橡胶的弹性,又有塑料的强度和优异的加工功用,因其一同具有橡胶和塑料的两层利益,可以认为是橡胶和塑料优异功用的结合体。由于其有其它资料无法比拟的优异特色,从上世纪60年代后期初步,聚氨酯逐渐完结了规模化出产,从上世纪80年代初步,聚氨酯初步在全国际高速展开,现已成为继聚乙烯、聚氯乙稀、聚丙烯、聚苯乙烯之后的第五大塑料,现在其年产量现已逾越1000万吨,列全球塑料工作的第六位。

现在,国际均匀聚氨酯人均消耗量为1.68公斤,其间,北美消耗量最大,高达9.33公斤,欧洲次之,约为4.69公斤,日本第三,约为4.10公斤。我国的人均消耗量仅有1.39公斤,低于国际均匀水平,仅为北美的14.9%,欧洲和日本的30%和34%。虽然聚氨酯具有重要的工业运用价值,可与国外发达国家对比,现在我国的聚氨酯人均消费量还很低,仍有很大的展开潜力。所以与“国际工厂”的方位与国际水平比较,我国的聚氨酯消费商场还有很大的进步空间。

(二)组成气在聚氨酯出产中的运用

聚氨酯种类许多,功用变化不断,是一种多用途产品。聚氨酯是以异氰酸酯和多元醇为资料,经缩聚反应制备而成的,其间异氰酸酯有20多种: 如二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI);还有1,5-萘二异氰酸酯(NDI)、间苯二甲基异氰酸酯(XDI)等等,其间最首要的是MDI 和TDI,这两种的用量占总用量的95%以上;多元醇也有20多种:聚醚多元醇(PPG)、聚四亚甲基醚二醇(PTMEG)、聚乙二醇(PEG)、聚酯多元醇、聚合物多元醇、聚己内酯多元醇等。通过不同的资料配比,分子规划,可以出产不同功用、不同状况的聚氨酯制品。在异氰酸酯和多元醇的出产进程中,均需运用组成气,具体反应进程如下:

(1)组成多元醇

如前所述,作为组成聚氨酯资料之一的多元醇有20种之多,但广泛运用的是辛二醇,辛二醇的全组成首要包括如下进程:第一步,以丙烯和组成气为资料反应生成正丁醛;第二步,正丁醛进行分子缩合生成5-羟基辛醛;第三步,5-羟基辛醛经加氢恢复,生成1,5-辛二醇。其简明组成原理如下:

(2)光气法制备异氰酸酯

自从工业上广泛运用的伯胺光气化技术以来,光气法便成为工业上出产异氰酸酯的首要办法。迄今为止,国际上绝大多数的异氰酸酯产品仍选用光气法出产。液相光气法第一个完结了人类组成异氰酸酯的工业梦,数十年来,跟着对出产工艺和技术的不断开发与优化,逐渐形成了液相成盐光气法和液相直接光气法两种液相光气出产工艺。首要,一氧化碳与氯气进行光化反应,生成光气;然后,光气再与多胺进一步反应生成异氰酸酯,其简明组成原理如下:

(3)组成聚氨酯

以进程(1)中的1,5-辛二醇和进程(2)中的异氰酸酯为资料,反应生成聚氨酯。

从上述反应机理可以看出,在多元醇组成进程中,需求一同运用氢气和一氧化碳,在异氰酸酯组成进程中,需求以一氧化碳为资料组成光气,现在,组成气的提纯首要有两种办法:变压吸附提纯法(PSA)及深冷提纯法。

其间,深冷提纯法作业原理是通过紧缩、净化、用热交换的办法使资料气液化成为液态,运用资料气中各组分沸点不同的原理,通过精馏,抵达分别出每种组分的目的,一同收集所需产品气,如氢气、一氧化碳等。PSA的作业原理为(以分别提纯CO为例):变压吸附分别CO气体技术是将资料气通入到PSA-CO吸附塔,塔内吸附剂吸附CO,尾气从吸附塔顶部排出。通过必定循环进程后,吸附塔内合格的CO通过逆向放压和抽真空办法排出吸附塔。一部分CO作为产品气送往后工序,一部分CO经置换气紧缩机后用于置换吸附塔内残存的杂质组份。

深冷提纯法的首要利益是产品气纯度高、设备占地面积小等。但其劣势也较显着,如工艺流程杂乱,设备较多;发起时间长,一般在15~40小时,有必要接连工作,不能接连工作,时间短停机,恢复工况时间长;设备结构杂乱,加工精度高,维修保养技术难度大,维护保养费用高档。

与深冷提纯法比较,PSA规律具有更多的利益:低能耗,工艺习气的压力规模较广;产品纯度高且可活络调度;工艺流程简略,可完结多种气体的分别;自动化程度高,操作便当,开泊车简略灵敏;设备调度能力强,操作弹性大;吸附剂运用周期长;设备可靠性高档。

变压吸附提纯法,华西化工有限公司PSA分别技术已非常老到并广泛运用于组成气提纯领域,公司选用的一氧化碳吸附剂PU-1更好的完结了CO在混合气中的高效提纯。PU-1是一种载铜分子筛吸附剂,该吸附剂对CO有极高的吸附容量和选择性,其功用指标已居国际领先水平。根据PU-1的吸附特性,公司又开发成功国际领先水平、高效低能耗的变压吸附分别CO技术。CH4作为资料气中常见的有害杂质气,在CO中的含量要求非常严峻,其发作的副反应为:

副产物四氯化碳会堆集在光气化反应溶剂回收工序中,然后影响光气质量;另一副产物盐酸则会加重设备的腐蚀,北大前锋的PU-1吸附剂及变压吸附技术成功的处理了从CH4杂质含量高的资料气中分别高纯度CO的难题。

变压吸附制氢吸附剂中,传统的分子筛在成型阶段会参与15%-20%的粘结剂,降低了分子筛原粉的含量,影响了实践吸附功用。北大前锋在变压吸附提纯氢气中运用的自主研发的新一代无粘结剂分子筛,出产时选用先成型后转化的制备工艺,将粘结剂转化为分子筛,更好的进步了分子筛吸附容量和强度。

(三)总结

综上所述,由于聚氨酯在越来越多的领域中的方位不断升高,眼下,在一切都快速展开着的我国,天然具有着非常好的运用前景,而组成气又是聚氨酯组成中重要的资料之一,因而,组成气在该领域的需求也将会越来越大。跟着科学技术的不断进步和完善,具有许多优势的变压吸附法提纯组成气将被越来越广泛的运用,具有更广大的商场前景。

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