光气法存在什么问题？

      甲苯二异氰酸酯（TDI）作为聚氨酯树脂产业链核心化工产品，具有优异的理化性能，下游广泛应用于软泡、涂料、弹性体 等领域。

      从TDI生产工艺来看，最初可追溯到拜耳公司在20世纪初期开发的异氰酸酯工艺，该方法涉及光气故称至为光气法。后续经多年发展，光气法已成为目前全球工业化TDI装置的唯一工艺。

      根据反应相的不同，光气法可分为液相光气法和气相光气法。主流涉及以下工艺：

     （1）CO与氯气反应生成光气；

     （2）甲苯与硝酸制二硝基甲苯（DNT），随后DNT与氢制甲苯二胺（TDA）；

     （3）TDA与光气生成TDI，接精炼提纯。

       上述工艺条件相对严苛，特别是氯气、光气均剧毒，污染及安全性是最大的问题。从可持续角度来看，非光气法TDI前景光明。

       十年研发，世界首套？非光气法有何难点

       让我们具体来看该中试装置：主要工艺涉及合成、分离、水洗、热解4个工段。其中包含：

       ① 以绿色化学品碳酸二甲酯（DMC）替代光气，与TDA在自主研发的专用催化剂作用下生成甲苯二氨基甲酸甲酯(TDC)；

       ② 经分离、水洗后，在专用催化剂作用下热解制备甲苯二异氰酸酯(TDI)。

       划重点：DMC作为替代羰源，自研专用催化剂。

       参考中科院兰州物化所邓友全教授综述文章信息，这也是此前科研领域两步法非光气法的常规思路之一。

       事实上国际上拜耳、BASF、旭化成等自上世纪70年代起也已就两步法公开了一系列非光气法异氰酸酯路线，但无一工业化。

       究其原因，主要在于性价比。光气路线已经过百年改进，工艺成熟。非光气法要在成本上胜出，得降本增效（降低羰源成本，增加产率）。

       这其中，DMC作为羰源优势在于是酯交换反应条件温和、无污染；缺点是与TDA反应的高摩尔比以及其价格较高、分离能耗也较高。因此上述中试装置采用的自研催化剂溶剂体系十分关键，性能或尤为突出。

      从市场角度来看，TDI产业供应集中度较高，且近年来装置扩产/关停变动频繁，但整体产能稳中有升。目前头部企业主要是万华化学、科思创、巴斯夫等，截止2023年底全球产能合计约350万吨/年。