MDI分离工序真空系统选型指南

[color=var(--new-content-color)]MDI分离工序真空系统选型指南

在MDI（二苯基甲烷二异氰酸酯）的生产中，分离工序的任务是将光气化反应后的粗MDI精制成纯MDI（MDI-100）和聚合MDI（PM-200）。

由于MDI具有高沸点且热敏性极强（高温下极易发生自聚、结焦或降解），分离过程必须在高真空、低温度下进行。因此，真空系统的选型是确保产品质量和装置长周期运行的关键。

1. 为什么MDI分离需要高真空？

降低沸点：在常压下，MDI的沸点极高，远超其热分解温度。通过将系统压力降至极低（通常顶压在0.1~1.0 kPa甚至更低），可以使分离操作在150°C~200°C之间完成，避免产品变质。

防止颜色变深：MDI对氧气和高温极其敏感，高真空环境能有效隔绝空气，保证产品色泽透明。

2. 真空系统的设备选型方案

在大型MDI装置中，通常采用多级泵组合系统，以平衡抽气量和极限真空度：

(1) 主抽泵：干式螺杆真空泵 (Dry Screw Vacuum Pumps)

选型理由：现代MDI装置的首选。与传统水环泵相比，干式泵腔内无需工作液，不会产生废液污染，且不会对MDI产品造成水分污染。

优点：能处理含有微量溶剂（氯苯）或残余HCl的气体，抗腐蚀性强。

(2) 增压泵：罗茨真空泵 (Roots Pumps)

作用：作为中间级或前级增压。罗茨泵在较低压力下具有极大的抽气速率，能迅速提升系统真空度。

配置：通常采用“两级罗茨+一级干式泵”或“三级罗茨组合”，以达到深度真空。

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3. 选型设计中的关键技术点

① 材质防腐 (Material Selection)

分离出的尾气中可能含有微量的氯化氢（HCl）和氯苯溶剂。

设计要求：真空泵的过流部件（转子、泵腔）通常需要进行特殊处理，如采用镍基合金、不锈钢衬特氟龙或高等级不锈钢，以防止酸性腐蚀。

② 密封可靠性 (Sealing)

真空系统一旦泄漏，空气进入会导致MDI氧化和局部聚合物生成，堵塞塔器。

设计要求：采用双端面机械密封，并通入氮气进行保护（氮封），确保系统处于绝对负压封闭状态。

③ 尾气冷凝与捕集 (Condensation & Trapping)

在进入真空泵组之前，必须设置深冷捕集器（Cold Traps）。

目的：将尾气中绝大部分的MDI蒸气和溶剂冷凝下来，防止进入泵体造成结垢或损坏转子。

④ 安全联锁 (Safety Interlocks)

真空系统需与精馏塔的加热系统联锁。

逻辑：若真空度大幅波动或失效（如由于停电、泵故障），必须立即停止塔底再沸器加热，防止MDI在高温高压下发生剧烈自聚反应，甚至引发超压爆炸。

4. 总结：MDI真空系统的配置趋势组件推荐选型核心功能
一级/二级增压罗茨泵提高抽速，实现深真空
末级支撑干式螺杆泵排除非凝性气体，环保无污染
前置处理换热器 + 捕集罐回收溶剂，保护泵组
控制系统变频控制 + 压力联锁稳定操作压力，保障本质安全

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估计要三级罗茨+干式真空才能保证工作真空！

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