聚氨酯新聞
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研究人員推出聚氨酯綠色合成工藝:以CO2為原料制備MDI(學(xué)到了嗎)
PU發(fā)泡生產(chǎn)廠(chǎng)家,在東莞20年只做聚氨酯模具發(fā)泡,www.gzbooks.cn
聚氨酯是一種用途廣泛、應用廣泛的聚合物,作為一種在生產(chǎn)中引入二氧化碳(CO2)以應對氣候變化的候選質(zhì)料,引起了人們的極大興趣然而,盡管傳統方法嚴重依賴(lài)于高毒性光氣,但對異氰酸酯(聚氨酯生產(chǎn)中的關(guān)鍵單體)的替代生產(chǎn)方法的研究仍然不足。
韓國化學(xué)技術(shù)研究院 (KRICT)的研究人員提出了一種合成二苯基甲烷二異氰酸酯 (MDI)的可連續工藝該工藝利用CO2生產(chǎn)合成氣,然后通過(guò)加氫反應分離合成氣,胺的氧化羰基化形成4,4-二苯甲烷二氨基甲酸甲酯(MDC),然后熱分解產(chǎn)生MDI。
通過(guò)加氫反應分離合成氣,同時(shí)分離反應產(chǎn)物和制備后續聚氨酯步驟的反應物,消除了對額外分離過(guò)程的需求此外,引入Pd/TiO2催化劑和新的反應物可顯著(zhù)減少氧化羰基化過(guò)程中的副反應,從而提高總產(chǎn)率工藝建模和生命周期評估表明,與傳統MDI制造工藝相比,該方法具有顯著(zhù)的環(huán)境優(yōu)勢,突出了該方法作為更環(huán)保替代方案的潛力。

概述二氧化碳作為許多工業(yè)過(guò)程的副產(chǎn)物大量產(chǎn)生,導致大氣中二氧化碳濃度連續增加到420 ppm以上這一增長(cháng)引發(fā)了人們對氣候變化的嚴重擔憂(yōu),促使全球努力減輕其影響國際能源署(IEA)和政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì )(IPCC)等國際組織與許多國家一起,積極到場(chǎng)制定到2050年實(shí)現凈零排放的政策和技術(shù)路線(xiàn)圖。
二氧化碳捕捉和利用(CCU)有望通過(guò)聚氨酯用二氧化碳資源取代石油資源,在緩解全球變暖方面發(fā)揮重要作用高效CCU技術(shù)的商業(yè)化可以減少石化原料的使用,并回收釋放的二氧化碳,從而實(shí)現基于二氧化碳的封閉碳循環(huán)在可利用二氧化碳生產(chǎn)的化學(xué)產(chǎn)物中,聚合物具有重要意義。
燃燒后立即重新排放二氧化碳以獲取能量的燃料相比,聚合物的產(chǎn)物壽命長(cháng)達數十年因此,含有二氧化碳的聚合物可以通過(guò)延遲二氧化碳的再排放來(lái)有效地緩解氣候變化聚氨酯是用途最廣泛的聚合物之一鑒于人們對含有CO2的聚合物的強烈興趣,人們已經(jīng)進(jìn)行了多次實(shí)驗,將CO2引入聚氨酯中,作為化石基原料的替代品。
然而,這些努力主要集中在相對容易合成的多元醇上,多元醇是聚氨酯合成中使用的單體之一聚氨酯的另一種單體聚氨酯二異氰酸酯的合成仍然依賴(lài)于使用光氣的傳統方法,光氣是一種源自石油資源的劇毒物質(zhì)因此,開(kāi)發(fā)基于CO2的二異氰酸酯合成技術(shù)對于生產(chǎn)真正的基于CO2的聚氨酯至關(guān)重要,這樣聚氨酯的兩種關(guān)鍵單體多元醇和二異氰酸酯中都可使用CO2作為原料。
德國的Carbon2Polymers項目是唯一一個(gè)探索替代二異氰酸酯的項目該項目旨在開(kāi)發(fā)利用從鋼鐵廠(chǎng)排放中捕捉的CO2和H2生產(chǎn)二異氰酸酯的技術(shù)在聚氨酯二異氰酸酯領(lǐng)域占有最大市場(chǎng)份額的二苯基甲烷二異氰酸酯 (MDI)和甲苯二異氰酸酯 (TDI) 之間,該研究項目主要集中在合成綠色TDI上。
聚氨酯發(fā)泡工廠(chǎng),看到就不用再找,專(zhuān)業(yè)PU模具發(fā)泡二聚氨酯十年,只做這一個(gè),經(jīng)驗豐富,生產(chǎn)規模大,貨美價(jià)廉
該項目接納的工藝包羅CO2加氫和酯化成甲酸甲酯,用于通過(guò)氧化羰基化將2,4-甲苯二胺 (TDA) 轉化為二甲基甲苯-2,4-二氨基甲酸酯 (TDC)然后將TDC熱分解為T(mén)DI雖然這是實(shí)現基于CO2的異氰酸酯的一種有趣方法,但提高低于50%的低TDC產(chǎn)率以及確保綠色H2是該技術(shù)工業(yè)化的關(guān)鍵任務(wù)。
此外,整個(gè)過(guò)程需要設計優(yōu)化并對其環(huán)境影響的評估在韓國化學(xué)技術(shù)研究院 (KRICT)團隊的研究中,研究人員提出并評估了一種新的綠色工藝,該工藝通過(guò)將單元反應整合到多步驟工藝中,利用CO2原料生產(chǎn)二異氰酸酯(重點(diǎn)是聚氨酯MDI)。
為了提高多步驟工藝的完整性和能源效率,在不需要進(jìn)一步分離工藝的情況下,使用干重整合成氣對硝基苯進(jìn)行加氫該反應促進(jìn)了苯胺的生產(chǎn),苯胺是合成MDI的關(guān)鍵反應物之一,而且能夠從CO2干重整合成氣中分離CO以供后續使用。
此外,還開(kāi)發(fā)了一種新的催化體系,可以高效生產(chǎn)4,4-二苯甲烷二氨基甲酸甲酯(MDC)這一集成工藝是一種使用二氧化碳合成聚氨酯的綠色方法,不使用有毒的光氣,最終解決了各種環(huán)境問(wèn)題,例如緩解全球變暖和降低毒性。
研究人員使用生命周期評估 (LCA) 評估了該工藝的環(huán)境可行性,并將其與傳統的MDI工藝進(jìn)行了比力LCA表明,該工藝比傳統的MDI工藝具有環(huán)境優(yōu)勢,后者通常聚氨酯涉及 4,4-二氨基二苯甲烷 (MDA) 的光氣化。
據悉,這是針對CO2基二異氰酸酯的首次工藝設計和評估工藝流程第一步是CO2干重整,它涉及二氧化碳和甲烷之間的反應,生成1:1比例的CO和H2由于該反應能高效地轉化二氧化碳,因此在CCU和催化領(lǐng)域引起了極大的興趣。
已經(jīng)進(jìn)行了大量研究來(lái)提高干重整催化劑的活性和耐久性德國Caloric Anlagenbau公司開(kāi)發(fā)了一種綜合裝置,通過(guò)天然氣和二氧化碳的反應生產(chǎn)合成氣,并將CO凈化至99.9%第二步是通過(guò)反應分離合成氣,利用二氧化碳干重整獲得的CO和H2混合物。
合成氣用于硝基苯加氫生成苯胺,選擇性地利用H2與硝基苯反應聚氨酯,生成苯胺(后續步驟的反應物),同時(shí)還生成高純度CO(后續反應的反應物)這種新方法通過(guò)最大限度地減少額外的分離過(guò)程,大大簡(jiǎn)化了生產(chǎn)過(guò)程第三步是通過(guò)苯胺和甲醛的反應合成MDA。
該反應已被廣泛研究并用于MDI生產(chǎn)的工業(yè)過(guò)程第四步是MDA的氧化羰基化在該反應中,MDA與CO,O2和甲醇反應生成MDCMDA的氧化羰基化始于MDA轉化為尿素,然后進(jìn)行甲氧基化得到MDC研究人員之前為該反應開(kāi)發(fā)了一種有效的Pd / CeO2催化劑,可在溫和的反應條件下產(chǎn)生TDC和MDC。
在這項研究中,研究人員推出了一種新的基于TiO2的催化劑和一種改進(jìn)的反應方案,通過(guò)最大限度地減少不須要的聚聚氨酯合,顯著(zhù)減少了副產(chǎn)物的形成
最后一步是MDC的熱解,包羅在高溫下加熱MDC以將其分解為MDI和甲醇。許多研究人員開(kāi)展了調整反應條件以?xún)?yōu)化異氰酸酯生產(chǎn)的研究,重點(diǎn)關(guān)注反應物穩定性、產(chǎn)物純度和反應效率。
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