本发明公开了一种光气化法制备异氰酸酯生产过程中，系统循环光气中水分脱除的方法，包括：将系统中包含有水分、有机溶剂、液态光气的混合溶液，通入装载了催化剂的催化分解反应器进行催化反应，光气与水分反应后生成二氧化碳和HCl，液相得到含光气、少量水分、有机溶剂的混合溶液，返回下游溶剂精制系统。催化分解反应器的催化剂为经聚酰亚胺及氧化钛改性的新型复合催化剂。本工艺可有效脱除光气系统中水分，降低水分与系统中氯化氢结合产生的盐酸量，大大降低了涉光气设备在酸性环境下的腐蚀失效风险。并可有效解决水分与系统中异氰酸酯类活性组分反应生成脲类堵塞物问题，延长装置稳定运行时间，具有可观的经济效益。