奧運(yùn)會場館外墻保溫、青藏鐵路永久凍土路基隔熱、中央電視臺新樓裝修等重點工程使用著煙臺萬華聚氨酯股份有限公司（以下簡稱煙臺萬華）生產(chǎn)的MDI（二苯基甲烷二異氰酸酯系列產(chǎn)品縮寫）。而在8年前，這是不可想像的，2000年前我國MDI幾乎全部依賴進(jìn)口。

    對煙臺萬華自主創(chuàng)新的年產(chǎn)20萬噸大規(guī)模MDI技術(shù)開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項目，一位業(yè)內(nèi)專家評價為“成功打破了國外公司對我國MDI技術(shù)長達(dá)40年的封鎖，帶領(lǐng)中國異氰酸酯行業(yè)走出困境，樹立了我國化學(xué)工業(yè)引進(jìn)、消化吸收再創(chuàng)新的典范，保證了中國聚氨酯工業(yè)的生存和發(fā)展”。

    市場聚氨酯可廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)各主要領(lǐng)域，潛艇上的聚氨酯防護(hù)層、電冰箱里的聚氨酯保溫材料、轎車的聚氨酯內(nèi)飾件，不一而足。MDI是制備聚氨酯的主要原料，而以優(yōu)異的隔熱性、彈性、耐磨性、耐油性為優(yōu)點的聚氨酯是世界第五大塑料。

    今后幾年，全球?qū)�MDI的需求仍將保持強(qiáng)勁增勢。雖然美國住宅市場增長放緩，但美國商業(yè)建筑以及亞太和歐洲地區(qū)以MDI為原料的保溫產(chǎn)品市場需求旺盛，將使全球MDI市場繼續(xù)保持高速增長。這是世界上最大的MDI制造商之一的亨斯邁聚氨酯業(yè)務(wù)總裁托尼?漢金斯近日分析MDI市場得出的結(jié)論。

    托尼漢金斯指出，聚氨酯產(chǎn)品需求上升將帶動MDI需求快速增長。他預(yù)計，全球MDI市場預(yù)計年增長速度為7%~8%，亞洲預(yù)計將以兩位數(shù)的速度增長，歐洲將以較高的個位數(shù)增長，美國增速略低。到2011年，全球MDI需求量將超過480萬噸，供應(yīng)仍然緊張。

    “全球MDI需求增長是GDP增速的2倍，2006年全球消費(fèi)400萬噸以上。而中國需求增速是GDP增速的3倍，2006年消費(fèi)超過60萬噸，列全球第二。2000年前我國MDI幾乎全部依賴進(jìn)口，萬華是目前中國惟一能生產(chǎn)MDI的國內(nèi)企業(yè)�！睙熍_萬華總經(jīng)理丁建生在2007年度國家科技獎勵獲獎項目宣傳周上如是介紹。

    由于MDI技術(shù)復(fù)雜，長期被BASF、Bayer等四大跨國公司壟斷。上世紀(jì)70年代末，為給聚氨酯合成革生產(chǎn)線配套，煙臺萬華從日本引進(jìn)一套相當(dāng)于國際60年代技術(shù)水平的1萬噸/年MDI生產(chǎn)裝置。由于不掌握核心技術(shù)，裝置運(yùn)行十分艱難，十年都未達(dá)產(chǎn)。在裝置工藝落后、消耗高、質(zhì)量差、明顯缺乏競爭力的情況下，煙臺萬華多次請求國外公司轉(zhuǎn)讓MDI技術(shù)，屢遭拒絕。

    上世紀(jì)80年代后期，為滿足國內(nèi)對MDI需求的快速增長，煙臺萬華走上了引進(jìn)、消化吸收、再創(chuàng)新的自主創(chuàng)新之路。

    在對引進(jìn)裝置消化吸收的基礎(chǔ)上，瞄準(zhǔn)國際領(lǐng)先，采取先進(jìn)的開發(fā)模式和組織網(wǎng)絡(luò)，開始對MDI技術(shù)進(jìn)行研究開發(fā)。1999年，煙臺萬華終于開發(fā)出擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的年產(chǎn)2萬噸MDI制造技術(shù)；2000~2003年又成功開發(fā)4萬噸/年、8萬噸/年和16萬噸/年MDI制造技術(shù)，并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。煙臺萬華在MDI制造技術(shù)方面的突破使中國成為繼德、美、日之后第四個擁有該項技術(shù)的國家。

    創(chuàng)新MDI制造過程極其復(fù)雜，主要包括縮和、光化和分離三個工序。

    煙臺萬華年產(chǎn)20萬噸大規(guī)模MDI生產(chǎn)技術(shù)的開發(fā)參照核心層級模型，
  以關(guān)鍵反應(yīng)工藝過程開發(fā)為核心，以簡潔高效的可靠工業(yè)化裝置為過程開發(fā)和工程化原則，對整體技術(shù)進(jìn)行綜合過程放大和集成，形成了具有綜合競爭優(yōu)勢、國際領(lǐng)先的成套化工過程技術(shù)，其主要創(chuàng)新點有：

    一是采用多級全連續(xù)縮合反應(yīng)技術(shù)開發(fā)，不僅提高了產(chǎn)品質(zhì)量，把副反應(yīng)產(chǎn)物降到最低，反應(yīng)裝置的操作穩(wěn)定性大大提高，而且系統(tǒng)主要反應(yīng)設(shè)備不改動的前提下，單位體積反應(yīng)器產(chǎn)能提高5~7倍，徹底消除了管路堵塞現(xiàn)象。與此同時，該技術(shù)快速強(qiáng)放熱反應(yīng)，體系黏度高，要求能靈活設(shè)計分子結(jié)構(gòu)。

    而目前，國外公司主要采用間歇或半連續(xù)工藝，存在以下缺點：生產(chǎn)效率低，能耗高；操作復(fù)雜，質(zhì)量穩(wěn)定性差。一位專業(yè)人士表示：“BASF和Huntsman聯(lián)合在上海建設(shè)的MDI裝置采用的是半連續(xù)工藝。萬華原來引進(jìn)技術(shù)的日本公司目前仍采用間歇工藝�！�

    二是高效液膜射流光氣化反應(yīng)技術(shù)開發(fā)。光氣化反應(yīng)是MDI生產(chǎn)過程中最為重要的工序，反應(yīng)速度極快，副反應(yīng)多，產(chǎn)物為漿狀固體，易堵塞設(shè)備。傳統(tǒng)采用釜式攪拌反應(yīng)器，需大量溶劑稀釋和過量光氣循環(huán)，效率低、能耗高，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性、安全性差（1.5萬噸技術(shù)采用釜式反應(yīng)技術(shù)）。煙臺萬華通過對各種高效光化反應(yīng)器進(jìn)行開發(fā)，最終選定高效液膜射流光氣化反應(yīng)技術(shù)，毫秒內(nèi)實現(xiàn)分子級的高速混合，并與現(xiàn)有系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合。

    三是精餾—結(jié)晶一體化MDI分離技術(shù)開發(fā)。MDI是熱敏性物質(zhì)，須在高真空下（<1mmHg柱）分離。

    第一代（萬華1.5萬噸技術(shù)）MDI間歇精餾工藝有10%殘渣排出，產(chǎn)品質(zhì)量差、能耗高。第二代連續(xù)精餾技術(shù)沒有殘渣，但顏色不理想，能耗偏高，生產(chǎn)規(guī)模受限。目前BASF、Bayer等跨國公司均采用類似技術(shù)（單線規(guī)模在8萬噸/年以下）。

    煙臺萬華開發(fā)出的新三代精餾結(jié)晶一體化MDI分離技術(shù)，不經(jīng)單套分離能力達(dá)到20萬噸/年（規(guī)模世界最大），而且能耗降低了30%，產(chǎn)品雜質(zhì)減少，顏色淺，滿足了客戶的需要。

    四是廢二氧化碳與純氧、焦炭聯(lián)合制備一氧化碳技術(shù)開發(fā)。此技術(shù)采用全新的二氧化碳和焦炭聯(lián)合造氣技術(shù)，單臺造氣爐的造氣能力提高了4倍，一氧化碳含量也明顯提高；新的濕法脫硫工藝將一氧化碳中硫含量大大降低，簡化了后處理工藝，投資成本和運(yùn)行成本大幅下降。

    五是鹽水回收利用技術(shù)把MDI裝置產(chǎn)生的廢鹽水和氯堿裝置產(chǎn)生的淡鹽水通過氧化還原綜合處理，達(dá)到了精制鹽水的循環(huán)使用，實現(xiàn)了兩廢結(jié)合，變廢為寶。煙臺萬華也是世界首家實現(xiàn)廢鹽水綜合利用的MDI制造商。

    煙臺萬華開發(fā)的20萬噸大規(guī)模MDI制造技術(shù)不僅在萬華寧波工業(yè)園成功實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，裝置運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量也明顯提高。

    “PK”

    煙臺萬華20萬噸大規(guī)模MDI制造技術(shù)從“出生”開始就成了對標(biāo)對象，而在與跨國公司的多次“PK”中一直領(lǐng)跑。

    據(jù)BASF和Bayer上海MDI項目可研報告顯示，煙臺萬華現(xiàn)技術(shù)能耗比跨國公司低近10%，比原1.5萬噸裝置低近60%。

  20萬噸/年當(dāng)量MDI主體裝置投資，BASF（上海）需要31.4億元，Bay鄄er需要36.2億元，DOW需要32億元，而煙臺萬華是21億元。

    同等規(guī)模投資，煙臺萬華比跨國公司低了30%~40%。

    在產(chǎn)品質(zhì)量對比方面，煙臺萬華產(chǎn)品以產(chǎn)品色度（APHA）30、NCO含量31.3%，在全球主要MDI制造商產(chǎn)品色度（APHA）、全球主要MDI制造商N(yùn)CO含量對比中勝出。

    在技術(shù)成熟度對比上，從21世紀(jì)全球新建三套MDI裝置運(yùn)行情況來看：DOW化學(xué)2003年在美國新建的23萬噸/年的MDI裝置運(yùn)轉(zhuǎn)長期不穩(wěn)定，三年才達(dá)到設(shè)計負(fù)荷（三線光化系統(tǒng)）。BASF和Huntsman在上海合資新建的24萬噸/年MDI裝置2006年8月投料，至今仍不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)（雙線光化系統(tǒng)）。煙臺萬華2005年11月建成的20萬噸/年MDI裝置一次投料成功，快速達(dá)產(chǎn)，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定（全連續(xù)單線系統(tǒng)）。

    正是通過技術(shù)創(chuàng)新，煙臺萬華2007年上半年的國內(nèi)市場占有率達(dá)到36%，而1998年僅占8%。

    技術(shù)創(chuàng)新使煙臺萬華具備了國際競爭力，海外設(shè)立7個分支機(jī)構(gòu)，產(chǎn)品成功進(jìn)入歐美主流市場，暢銷50多個國家和地區(qū)，2007年出口達(dá)到2億美元。

    萬能材料

    煙臺萬華年產(chǎn)20萬噸大規(guī)模MDI技術(shù)開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項目打破國外技術(shù)封鎖，使我國成為繼德、美后第三個擁有世界級規(guī)模MDI制造技術(shù)的國家。該成果產(chǎn)業(yè)化五年來已實現(xiàn)銷售收入180億元，利稅56億元。年產(chǎn)能由1998年1.5萬噸增長到2007年的34萬噸（煙臺、寧波兩套裝置），該技術(shù)讓煙臺萬華成為亞太地區(qū)規(guī)模最大、最有競爭力的MDI制造商。

    與此同時，該項技術(shù)拉動下游產(chǎn)業(yè)形成1500億元的產(chǎn)值，有力推動了中國聚氨酯及相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。

    MDI帶動了氨綸、制鞋、人工制革下游產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。中國鞋產(chǎn)量已超過100億雙/年，中國人工制革占世界50%以上，MDI是制備高檔鞋底和人工制革的主要原料，MDI是生產(chǎn)高彈性氨綸纖維的關(guān)鍵原料。

    MDI正支持著汽車等產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。汽車座椅、扶手、頭枕、方向盤、保險杠等均是MDI制作的聚氨酯材料，每輛汽車平均使用18千克聚氨酯，聚氨酯還廣泛應(yīng)用在其他交通工具上面。

    MDI對國防建設(shè)具有重要意義，可應(yīng)用于火箭保溫、密封圈，裝甲車、潛艇的防護(hù)層等。

    MDI制備農(nóng)作物秸稈板前景廣闊。MDI做黏合劑制農(nóng)作物秸稈板環(huán)保效應(yīng)突出，一是減少森林砍伐；二是家具制品無甲醛釋放；三是每噸秸桿農(nóng)民增收200元以上。煙臺萬華已開發(fā)成功世界第一條商品化的農(nóng)作物秸稈板生產(chǎn)線，正向全國推廣。

    在應(yīng)用上，還有一個大市場，那就是建筑節(jié)能領(lǐng)域。MDI制備的聚氨酯泡沫是目前最好的建筑隔熱保溫材料。而建筑、建材是中國第一大耗能領(lǐng)域（占總耗能的47.5%）。中國每年新增建筑面積20億平方米，存量建筑420億平方米。

但目前中國新增建筑中只有5%建筑采取保溫隔熱措施，其中使用聚氨酯的不到10%。
    專家點評：

    MDI裝置是聚氨酯生產(chǎn)中最關(guān)鍵、最重要、用量最大的原料，對聚氨酯工業(yè)的發(fā)展有著舉足輕重的作用。

    隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，市場對聚氨酯的需求越來越大，MDI已不能滿足現(xiàn)時的需要。

    煙臺萬華是我國最早生產(chǎn)MDI的企業(yè)，但長期以來生產(chǎn)規(guī)模小，技術(shù)相對落后，原料消耗高，產(chǎn)品質(zhì)量不夠穩(wěn)定，制約了該公司MDI的發(fā)展，也制約了我國聚氨酯工業(yè)的發(fā)展。

    煙臺萬華在廣大工程技術(shù)人員的努力下，通過小試、中試和工業(yè)性試驗，自主開發(fā)了以多級甲醛加入、二級連續(xù)轉(zhuǎn)位為特點的連續(xù)縮合反應(yīng)技術(shù)、以光氣化射流反應(yīng)器為核心的連續(xù)光氣反應(yīng)技術(shù)和高效、經(jīng)濟(jì)的精餾—結(jié)晶一體化MDI分離技術(shù)開發(fā)及相應(yīng)的綜合工程技術(shù)，解決了原有生產(chǎn)過程中一系列技術(shù)難題和工程放大中的技術(shù)瓶頸。在寧波建設(shè)了世界上規(guī)模最大的20萬噸/年的連續(xù)化MDI成套生產(chǎn)技術(shù)，并成功實現(xiàn)了工業(yè)化，多年的運(yùn)行考核表明：該裝置運(yùn)行平穩(wěn)，各項指標(biāo)優(yōu)于國際同類新建的MDI裝置，達(dá)到國際先進(jìn)水平。該項目已獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，對我國聚氨酯行業(yè)的發(fā)展起到了巨大的推動作用。