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甲苯二异氰酸酯（Toluene diisocyanate,简称TDI）是合成聚氨酯的重要原料,工业中利用胺的光气化法来生产。随着绿色化学的兴起,提出了多种非光气化法TDI绿色生产工艺,但尚未实现工业化。本文以绿色化学原理为基础,对TDI生产工艺进行绿色化分析,评价其当前的绿色化水平、确定其不足之处,并寻求提高绿色化的优化改进方案。本文主要研究内容及结论如下:（1）以原子经济性为基础,提出副产原子回收率概念,并对原子利用率有效值和环境因子的概念进行了修正,在此基础上提出了一种多指标资源综合利用效率（Multi Index Resource Comprehensive Utilization Efficiency,MRE）分析方法;将该方法用于光气化法、一步合成法、二步合成法以及碳酸二甲酯法等四种TDI合成路径中,非光气法排放的废物是光气法的2.3倍之多;将原子经济性的范围由反应阶段扩展至全生产过程,提出原子经济有效值(VAE)概念并用于TDI光气化合成路径中,得到其原料中真正转化为可售产品从而实现经济价值的原子比例为35.12%。（2）基于十二绿色化学原则提出了十二绿色化学定量指标（The 12-quantitative Indexes of green chemistry）及化学化工产品的绿色化定量评价方法G12法,该十二定量指标中包含十项可量化的绿色化学原则,新增了两项副产物的指标,从资源利用效率、能源消耗以及环境危害三个方面进行定量计算;提出了用绿色雷达图来表征十二绿色定量指标,并提出了总绿色度和相对总绿色度的概念;最后提出了化学工艺的绿色评价方法G12法。（3）应用G12法分别对以氯苯或邻二氯苯作为溶剂的两种TDI光气化生产技术进行绿色评价;通过绿色雷达图以及总绿色度的计算对比得出,以氯苯为溶剂的光化反应过程具有相对较高的绿色化程度,该工艺总绿色度为5.575,对绿色化程度的提升主要可通过提高反应收率、降低光气过量摩尔比、降低光化反应塔温度几个方面;以邻二氯苯为溶剂的光化反应过程总绿色度为5.048,其绿色化程度较低的主要原因在于原料光气大量过量且溶剂邻二氯苯环境危害性较强。（4）针对TDI工艺中的副产物氯化氢提出两种转化利用方式,催化氧化将其转化为氯气以及用于乙炔法制PVC。通过计算绿色原则2对应的量化指标P2,对两种转化方案进行资源利用效率对比分析。催化氧化制氯气的扩展工艺将P2由原流程的0.3512提升至0.5627,将氯化氢用于乙炔法制PVC的P2提升至0.5940,后者在资源利用效率方面具有相对较高的绿色化程度。（5）使用Aspen Plus软件对光气化工艺过程中节能潜力较大的TDA合成分离单元进行模拟,利用灵敏度分析对精馏塔的操作参数进行优化。基于优化后的工艺数据使用Aspen Energy Analyzer软件进行换热网络设计,得到节能效果较优的设计方案。该方案所需热公用工程的用量为2030k W,与原工艺流程相比节能37.33%;需冷公用工程用量为8350kW,节能12.64%;将能耗指标P6由0.78提升至0.96。综上,本文将原子经济性和绿色化学十二原则两个重要的绿色化学原理用于TDI生产工艺的绿色化分析和优化中,修正、补充和完善了已有概念,并提出了新的概念和指标。将绿色化学原则从一般的定性概念提升到定量概念,提出了可普遍用于化工生产工艺绿色化评价、分析的方法,将其用于现有的TDI合成工艺中,分析结果表明,本文提出的方法准确可靠、直观高效,可用于TDI生产工艺或其它过程工业的绿色水平提升与优化分析。