甲苯二异氰酸酯(TDI)是聚氨酯产业链的核心大宗原料，广泛应用于软质泡沫、涂料、胶粘剂、汽车内饰及医疗卫生等关键领域，市场需求持续旺盛。当前，工业主流光气法生产TDI工艺普遍存在溶剂体系能耗高、余热利用率低、有毒物质排放管控难、评价体系不完整等问题，缺乏经济-能效-安全-环境多维度评价标准，已成为行业技术升级与高效发展的重要制约因素。

针对上述行业共性难题，bbin连环夺宝官网毕荣山教授、徐盼副教授团队结合行业工艺现状，系统构建了不同溶剂法TDI制备全流程模型，进行了多目标工艺优化与全生命周期评价，创新性提出MVR-ORC-SJRC三系统耦合过程强化方案，实现TDI生产“低成本、低能耗、低排放、高安全”协同提升，为行业提供可直接工业化应用的优化升级路径。

团队首次建立覆盖经济、能效、安全、环境的综合评价体系，基于化工流程模拟软件Aspen Plus搭建了三种TDI制备流程并开展系统研究。以年度总成本(TAC)最小为目标确定不同流程的最优操作参数。结果表明，P2工艺综合性能最优，相比于其他流程，P2流程的TAC分别降低了5.29%、7.7%，再沸器能耗分别降低了1.09%、3.19%，冷凝器能耗分别降低了2.73%、7.37%。生命周期评价显示，人体毒性潜势(HTP)降低72.86%、光化学臭氧生成潜势(POFP)降低34.69%、富营养化潜势(EP)降低44.20%。研究同时明确：溶剂用量是环境影响最敏感参数，另外需重点管控氯化氢精制与光气提纯单元，为企业精准减排提供了科学依据。

针对第一脱溶塔能耗占比高、余热浪费严重的痛点，团队原创提出MOSTSC三系统耦合节能技术，集成机械蒸汽再压缩、有机朗肯循环、蒸汽喷射制冷，实现余热回收与能量梯级利用。基于MATLAB建模与粒子群算法多目标优化，筛选出ISOBUTAN为最优工质。改造后新工段㶲损失降低14.24%，TAC降低17.3%，气体排放量与排放成本大幅降低79.46%，这表明新工段在能量利用效率、热力学性能、经济性和环境友好性方面均优于SRS工段，为TDI分离与提纯过程的节能优化提供了有效的解决方法，具有较好的工程应用前景。

本研究形成“最优溶剂工艺+高端节能集成”的TDI制备完整方案，选出工业化最具前景的溶剂路线，同时攻克高能耗单元节能卡脖子问题，实现TDI生产高效、低碳、经济协同最优。相关工作先后发表于《Chemical Engineering Journal》与《Separation and Purification Technology》，bbin连环夺宝官网2023级硕士研究生杜铁振为两篇论文的第一作者，bbin连环夺宝官网毕荣山教授、徐盼副教授为共同通讯作者。

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