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甲苯二异氰酸酯（C9H6N2O2英文简称TDI）,是一种应用广泛的有机化工原材料,主要用于生产聚氨酯泡沫、塑胶、橡胶、绝缘漆、粘合剂、油漆、弹性体及单组分或双组分涂料组合物等。按异氰酸酯基在苯环上所处位置的不同,有2,4-甲苯二异氰酸酯（2,4-TDI）和2,6-甲苯二异氰酸酯（2,6-TDI）两种同分异构体,大多数工业应用TDI为两种异构体的混合物。然而,同由这些异构体混合物合成得到的聚氨酯相比,由纯2,4-甲苯二异氰酸酯（简称TDI-100）合成得到的聚氨酯具有特别有益的性质。生产TDI-100的方法有加压结晶法、常压结晶法、催化聚合法、吸附分离法、静态结晶法。但上述方法存在成本高、流程复杂、难以工业化等缺点。降膜结晶法是近三十年发展起来的结晶技术,该技术不仅具有传统结晶技术节能、操作温度低的优点,同时具有耗时少、设备易于工业化等优点。本文以降膜结晶法制备TDI-100为研究对象,测定了不同温度以及纯度下TDI的密度、粘度、过冷度等物化性质,绘制了TDI的相图,以此数据为理论基础,设计了TDI降膜结晶实验方案,并对各参数下结晶效果的影响规律进行了研究,通过对优化后的参数进行整合分析设计了降膜结晶工艺流程。具体如下:（1）采用密度计与粘度计分别测量了不同温度与纯度的TDI熔融液的密度与粘度,并使用经验方程对其进行了拟合,得出拟合关系式。通过冷却曲线法测定降温速率在1℃/h,2℃/h,4℃/h,6℃/h及搅拌速率为200r/min,300r/min,400r/min,500r/min下不同纯度的TDI的过冷度数据。并在上述实验数据的基础上绘制了TDI相平衡图,由相图可以看出,TDI-100结晶分离过程中的温度可行区间为282K-289K。并使用Wilson方程、NRTL模型及UNIFAC基团法对其进行拟合,得出UNIFAC基团法具有最高的拟合精度。（2）通过分析比较Bayer公司、BASF公司、甘肃白银公司的TDI结晶分离工艺中各项参数确定了本实验中结晶分离的实验初始条件以及各参数的实验条件区间。采用单因子变量对比实验确定了降膜结晶过程中的最佳工艺参数,实验过程中应用红外分析仪测定TDI的纯度,通过对实验结果的分析总结得出了降膜结晶工艺的最佳操作条件区间。在最佳操作条件下,以TDI-80为原料通过一级降膜结晶操作即可以获得纯度超过95%的产品。在此基础上,进行了二级结晶操作研究,通过实验得出了二级操作的最佳条件区间,并得到了纯度超过99%的TDI-100产品。（3）设计了总时长为8小时的降膜结晶工艺流程,建立了结晶工艺的经济性评价指标体系,通过对比已有的结晶工艺,得出新设计出来的结晶工艺的优势在于降低了成本,并提高了日产量。