很少人知道的MDI自主创新历程揭秘

平头哥认为，MDI是聚氨酯产业中具有优异性能的材料，是聚氨酯中重要的产品之一，也是少数兼具市场规模和高毛利的化工品。所以，MDI产品的景气度，决定了聚氨酯产业中的景气度。本位，平头哥搜集各方资料，带领大家分析MDI工艺技术路线，以及回顾万华MDI技术升级发展历程，为化工产业升级提供经验借鉴。

MDI的生产方法主要有光气化法和非光气化法两种。

其中液相光气法是目前国内外生产MDI最主要的方法。该方法是将苯胺与甲醛在盐酸（或催化剂）存在下加热进行缩合反应，反应物用碱中和后进行蒸馏得到二苯基甲烷二胺（MDA）。

将MDA用溶剂溶解后，再进行光气化反应制得多苯基多异氰酸酯4,4-MDI，2,2-MDI或混合PMDI，再进行蒸馏精制得到MDI产品。光气化反应的设备和条件与甲苯二异氰酸酯（TDI）的生产十分相似，所用溶剂也是邻二氯苯或者氯苯，不同之处在于：光气化的第一步反应产物浆液在光气中的溶解度较高，故浆液中结晶物含量较低，且反应生成物颗粒度也较细，第二步反应速率加快。

光气化产物回收溶剂后一般不经过蒸馏，故产品质量控制更为重要，若反应控制不当，副产物就构成产品的杂质。在工业上通常是将粗MDI拨头蒸馏而得，蒸馏残液则是多亚甲基多苯基多异氰酸酯含量高的粗MDI。

液相光气法虽然工艺成熟，但技术要求较为复杂，生产管理难度较高：1）生产过程中使用的光气易挥发，剧毒；2）副产物氯化氢对设备腐蚀严重，设备维护成本较高；3）环境污染大；4）产品中含氯化合物不易分离，会影响纯MDI产品的收率和质量。上游原因造成了只有上述少数几个跨国化工巨头拥有MDI生产的核心技术。

图：液相光气法工艺流程图

非光气法技术是重要研究方向，但尚未实现工业化。

由于光气法生产工艺复杂，工序多，生产中使用氯气和有毒的光气，生产过程中产生大量的氯化氢，而且在最终异氰酸酯产物中含有大量难以分离的可水解的氯化物，故世界上各化工企业一直都在寻找更经济和更安全的MDI合成工艺路线，其中主要有日本旭化成开发的氧化羰基化法、孟山都开发的以苯胺和CO2为原料制造MDI的路线、硝基苯和一氧化碳反应法、硝基苯和苯胺反应法以及碳酸二甲酯（MDC）替代光气法等工艺。

图：不同MDI生产工艺差异性对比

据报道，2017年12月我国自主知识产权的万华大榭16万吨MDI装置投料试车成功，这是继美国、德国、日本之后，世界上第四个完全掌握MDI核心生产技术的国家，这是中国MDI产业发展史上非常重要的事件。

万华化学通过三十年时间，完成了MDI技术从自主研发，到技术突破，再到全球领先的发展历程，目前公司拥有最新的第六代MDI技术处于行业领先地位，装置投资大幅减少，环保表现行业领先。

图：万华化学MDI技术升级历程

平头哥认为，全球MDI工业的发展已有50多年历史，已经发展成具有较大生产规模的产业。但是，由于MDI技术壁垒限制，造成进入门槛较高，全球掌握其生产技术的只有科思创、巴斯夫、亨斯迈、万华化学等少数几家企业，目前全球MDI的行业集中度非常高。平头哥了解到，从产能来看，万华化学、巴斯夫、科思创、亨斯迈、陶氏等少数几家公司占全球MDI产能的85%，是全球龙头生产企业。平头哥认为，随着技术的进步，预期未来全球MDI产业将保持继续增长趋势。

本文部分资料来自中信建投报告以及网络，在此表示感谢！