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甲苯二異氰酸酯是生產(chǎn)聚氨酯的基本原料，主要用于生產(chǎn)軟質(zhì)聚氨酯泡沫及聚氨酯彈性體、涂料、膠黏劑等，是一種被廣泛使用的關(guān)鍵化學(xué)原料。目前TDI最先進的生產(chǎn)工藝是通過甲苯二胺（TDA）與光氣反應(yīng)的氣相光氣化法合成，但該工藝仍存在能耗高、高溫副反應(yīng)多等缺點。青島科技大學(xué)化工學(xué)院畢榮山副教授團隊針對TDI合成工藝提出了一種閃蒸霧化輔助光氣化方法（PRFA），該方法將TDA在反應(yīng)器中閃蒸霧化成微液滴，微液滴與高溫氣態(tài)反應(yīng)物接觸，使TDA微液滴瞬間汽化并發(fā)生光氣化反應(yīng)（反應(yīng)機理如圖1所示），從而降低TDA蒸發(fā)和升溫所需的能耗。
通過對PRFA工藝流程進行模擬分析，并與主流工藝進行綜合分析對比，發(fā)現(xiàn)PRFA法在TDA液滴壽命、反應(yīng)溫度、液滴尺寸變化、反應(yīng)界面更新等方面具有明顯的優(yōu)勢。在新工藝下，光氣化反應(yīng)過程中的能耗也大大降低，平均和最高反應(yīng)溫度比目前工業(yè)上使用的最先進的氣相法溫和得多，這些發(fā)現(xiàn)從技術(shù)、經(jīng)濟和環(huán)境方面證明了新的PRFA工藝的具有很好的應(yīng)用前景。
該工作以“Novel atomization-assisted phosgenation for TDI synthesis from TDA: A theoretical study on single droplet reactivity”為題發(fā)表于化工領(lǐng)域中科院分區(qū)TOP期刊Chemical Engineering Science上，青島科技大學(xué)化工學(xué)院畢榮山副教授為論文的通訊作者，該研究得到了山東省自然科學(xué)基金的資助。
