甲苯二异氰酸酯（TDI）是生产聚氨酯的基本原料，主要用于生产软质聚氨酯泡沫及聚氨酯弹性体、涂料、胶黏剂等，是一种被广泛使用的关键化学原料。目前TDI最先进的生产工艺是通过甲苯二胺（TDA）与光气反应的气相光气化法合成，但该工艺仍存在能耗高、高温副反应多等缺点。学院毕荣山副教授团队针对TDI合成工艺提出了一种闪蒸雾化辅助光气化方法（PRFA），该方法将TDA在反应器中闪蒸雾化成微液滴，微液滴与高温气态反应物接触，使TDA微液滴瞬间汽化并发生光气化反应（反应机理如图1所示），从而降低TDA蒸发和升温所需的能耗。

图1. TDA单液滴反应机理示意图

图2.雾化辅助光气化的工艺流程

通过对PRFA工艺流程（图2）进行模拟分析，并与主流工艺进行综合分析对比，发现PRFA法在TDA液滴寿命、反应温度、液滴尺寸变化、反应界面更新等方面具有明显的优势。在新工艺下，光气化反应过程中的能耗也大大降低，平均和最高反应温度比目前工业上使用的最先进的气相法温和得多，这些发现从技术、经济和环境方面证明了新的PRFA工艺的具有很好的应用前景。

该工作以“Novel atomization-assisted phosgenation for TDI synthesis from TDA: A theoretical study on single droplet reactivity”为题发表于化工领域TOP期刊Chemical Engineering Science上，论文链接为https://doi.org/10.1016/j.ces.2023.119018，学院毕荣山副教授为论文的通讯作者，该研究得到了山东省自然科学基金的资助。