摘取聚氨酯皇冠上的“明珠”

记科技进步特等奖成果脂肪/环族异氰酸酯全产业链制造技术

脂肪/环族异氰酸酯(ADI)是生产高档聚氨酯的核心原料，以其制备的聚氨酯材料成为支撑航天军工、高端装备、汽车等产业发展的关键性基础材料。我国曾先后批准数套引进技术建设ADI装置，均因国外技术封锁而搁浅。万华化学通过17年锲而不舍的全力，终于打破国外70年的技术垄断，成功研发出ADI全产业链制造技术，摘取了这颗聚氨酯产业皇冠上的“明珠”。在上周召开的石化行业科技创新大会上，万华化学常务副总裁华卫琦描述了科技进步特等奖成果脂肪/环族异氰酸酯全产业链制造技术的开发过程。

ADI产品技术遭封锁

聚氨酯是由异氰酸酯(MDI、TDI、ADI)与多元醇、各类助剂反应生成的高分子聚合物，异氰酸酯是聚氨酯zui核心的原料，其中的脂肪族异氰酸酯全部叫ADI，其代表性品种有异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)。以ADI制备的聚氨酯材料具有十分优良的耐老化、耐暴晒、耐黄变性能，是支撑航天军工、高端装备、汽车等产业发展的关键性基础材料，亦是涂料、胶黏剂、人造革等传统产业环保化升级的关键原料，一直有聚氨酯产业皇冠上“明珠”的声誉。

在ADI的3个代表性品种中，IPDI是固体火箭带动剂zui理想的固化剂，长期被巴黎统筹委员会限制向中国出口，受国外技术和产品封锁，我国只能被迫采用能力差的TDI固化体系;H12MDI则是制备透明装甲防弹玻璃、高速列车前挡玻璃、光学镜片、高档氨纶的关键单体。

由于ADI制造产业链过程长、技术开发难度较大，工业化70近年来，世界上可生产HDI的只有科思创和巴斯夫、法国康瑞、日本南洋化成4家公司，可生产IPDI和H12MDI的也只有赢创和科思创2家公司。

从基本合成研究起步

我国曾数次批准引进技术建设ADI装置，均因国外技术封锁搁浅。“我们也曾计划收购国外某套装置以期消化吸收，但被跨国公司出巨资首先买下拆除，并不准销售ADI原料给万华。”华卫琦简介说。

鉴于ADI在国防和国民经济发展中的重要作用，万华开始了17年锲而不舍的全力。

ADI制造包括HDI及加合物、IP-IPN-IPDA-IPDI、MDA-H12MDA-H12MDI这3条产业链。“与之前在MDI技术开发上采取的消化吸收再创新不同，我们在2000年前后选定ADI气相光气化技术路线时，尚无可参考和参考的技术信息，因此这个技术是万华从实验室基本合成研究开始的，在此基础上产生系统的概念设计，并通过工程化实验验证，zui终开发出产业化成套技术。”华卫琦表示。

开发四项关键技术

据华卫琦简介，万华开发的ADI全产业链制造技术主要有光气化、氨化加氢、催化加氢和反应精馏4项关键技术。

一是气相光气化制异氰酸酯共性技术。万华通过提高光气化反应的途径，开发出气相光气化制异氰酸酯共性技术。与液相法相比，该技术收率提高3%~8%;溶剂用量减少50%，更节能;光气存量减少30%，反应更加安全。

二是氨化加氢共性技术。万华自主开发出高选择性、高转化率的复合纳米加氢催化剂，在150个大气压下，IPDA收率达到95.5%，氨基腈含量低于0.4%，催化剂可连续稳定运转2年以上;开发了多段固定床加氢反应装置及专用助剂体系，将IPDA收率持续提高至99%以上，氨基腈含量降至0.03%以下。

三是苯环高活性催化加氢技术。该技术加氢压力较低，可减少装置投资成本，采用新开发的负载纳米钌铑催化剂使吨产品催化剂消耗减少1200元，加氢选择性好，使用性能更优。利用该催化体系和釜式加氢工艺，万华又开发了HTDA、H6XDA、环己胺等产品的工业化技术。

四是反应精馏耦合技术。万华通过开发分段缩合反应精馏工艺，实现了反应和精馏的高效耦合，使丙酮单程转化率达10%~15%，异佛尔酮选择性达到90%，同时反应热用于产品精馏，节能显著。

打造ADI特色产业群

依托这些创新成果，万华先后建设了5万吨/年HDI、1.5万吨/年IPDI、1万吨/年H12MDI、2.5万吨/年IPDA、1万吨/年H12MDA等工业化装置，建成了世界上品种zui齐全、产业链zui完整、技术领先的ADI特色产业群，现阶段万华ADI系列产品的市场占有率位居世界第二。截至2019年11月，累计实现销售收入120亿元、利税52亿元。

万华ADI项目的成功实施，打破了国外公司对ADI系列产品全产业链制造技术长达70年的垄断，使万华成为世界唯一掌握全产业链MDA-H12MDA-H12MDI、世界第二家掌握全产业链IP-IPN-IPDA-IPDI、国内唯一掌握HDI及衍生物等关键技术的企业，实现了航天军工、高端装备等领域的关键原料国产化自主供应，为打造国之重器提供了有力支撑。