【化工装备十年大发展】2335-2025氰酸酯绿色制备技术完成工业化试验装置标定

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日前，由中国科学院过程工程研究所（以下简称过程工程所）联合陕煤技术开发中心、陕西煤业化工技术研究院合作开发的尿素法非光气二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）绿色制备技术顺利完成工业化试验装置全流程标定。试验期间装置运行稳定，数据良好，达到预期指标。

异氰酸酯是制备战略性工程塑料聚氨酯的重要原料，其中MDI是代表性产品，广泛应用于汽车、风电、高铁等重要领域。该项技术主要以苯胺、尿素和甲醛等大宗化学品为原料，采用非光气技术路线制备异氰酸酯，是国家“双碳”战略重点鼓励发展的重大产业绿色升级技术和异氰酸酯生产技术的未来发展方向。

据了解，过程工程所研究员李会泉、王利国团队经过10年技术攻关，攻克了系列核心关键技术，顺利打通工业化试验装置全流程，完成标定试验，获得预期结果，掌握了具有自主知识产权的非光气异氰酸酯绿色制备成套技术。此项技术形成了原子经济性高、生产过程本质安全的整体工艺路线，有利于建设不同规模的生产装置和多元化产品体系，推广潜力巨大。未来，研发团队将进一步优化成套技术，快速推进大规模工程实施。

这些年来，研发团队长期开展非光气异氰酸酯绿色制备关键技术研发和工程转化，形成了硝基苯常温加氢、非光气制备异氰酸酯、短流程温和制备环氧丁烷等全产业链绿色工艺集成技术，构建了非光气制备大宗芳香族异氰酸酯、特种脂肪族异氰酸酯（XDI、HDI）、生物基异氰酸酯（PDI）等系列产品成套技术体系。同时，团队正与行业龙头企业合作开展技术研发与工程转化，支撑引领异氰酸酯-聚氨酯产业链绿色化、高端化发展。

异氰酸酯是制备战略性工程塑料聚氨酯的重要原料，其中二苯甲烷二异氰酸酯（MDI）是代表性产品，广泛应用于汽车、风电、高铁等重要领域。MDI生产方法有光气法和非光气法两种。世界上大部分生产厂家都使用采用光气化法生产MDI，主要原料包括苯、液氯和一氧化碳，生产过程包括苯的胺化、光气化以及后续的精制等步骤。光气法是一种不使用光气作为原料的MDI制造方法，主要包括尿素法和碳酸二甲酯法等。具体步骤如下：将苯胺和尿素按照一定的摩尔比加入反应器中，控制反应温度和时间，生成MDI和副产物水，最后进行分离提纯，获得纯度较高的MDI产品。

尿素法生产非光气二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）相较于传统的光气法，展现出显著的经济优势。首先，尿素法采用价格低廉且易得的尿素和苯胺作为原料，大幅降低了生产成本，而光气法则依赖高毒性的光气，其储存、运输和安全防护成本较高。其次，尿素法避免了光气的使用，不仅提高了生产安全性，还减少了因安全措施带来的额外开支。此外，尿素法在生产过程中不涉及光气，减少了有害物质的排放，环保压力较小，降低了废物处理成本，而光气法因产生氯化氢等副产物，需额外处理，增加了环保成本。同时，尿素法的生产工艺相对简单，设备投资和操作成本较低，而光气法工艺复杂，设备要求高，维护和操作成本较高。最后，尿素法符合当前环保政策，可能获得政府补贴或税收优惠，而光气法则面临更严格的监管和处罚风险。综上所述，尿素法在原料成本、安全性、环保性、工艺简化及政策支持等方面均优于光气法，成为更具经济优势的生产工艺。

该项技术主要以苯胺、尿素和甲醛等大宗化学品为原料，采用非光气技术路线制备异氰酸酯（MDI），是国家“双碳战略”重点鼓励发展的重大产业绿色升级技术和MDI生产技术的未来发展方向。研发团队经过10年技术攻关，攻克了系列核心关键技术，顺利打通工业化试验装置全流程，完成标定试验，获得预期结果，掌握了具有自主知识产权的非光气异氰酸酯（MDI）绿色制备成套技术。该项技术形成了原子经济性高、生产过程本质安全的整体工艺路线，有利于建设不同规模的生产装置和多元化产品体系，推广潜力巨大。研发团队将进一步优化成套技术，快速推进大规模工程实施。

该技术研发工作持续获国家自然科学基金、中国科学院知识创新工程重要方向项目、国家科技支撑计划、中国科学院战略性先导科技专项、国家重点研发计划等项目支持。

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