第一節(jié)  碳酸二甲酯的簡介

碳酸二甲酯是一種低毒、環(huán)保性能優(yōu)異、用途廣泛的化工原料，它是一種重要的有機合成中間體，分子結(jié)構(gòu)中含有羰基、甲基和甲氧基等官能團(tuán)，具有多種反應(yīng)性能，在生產(chǎn)中具有使用安全、方便、污染少、容易運輸?shù)忍攸c。由于碳酸二甲酯毒性較小，是一種具有發(fā)展前景的“綠色”化工產(chǎn)品。（ 產(chǎn)業(yè) 規(guī)劃 ）

第二節(jié) 碳酸二甲酯的生產(chǎn)工藝

DMC最初的生產(chǎn)方法為光氣法，于1918年即已開發(fā)成功，但是光氣的毒性和腐蝕性限制了這一方法的應(yīng)用，特別是隨著環(huán)保受到全世界的重視程度的日益提高，光氣法已經(jīng)被淘汰。自20世紀(jì)80年代開始，對于DMC生產(chǎn)工藝的 研究 開始受到普遍的關(guān)注，據(jù)Michael A.Pacheco和Christopher L.Marshall的統(tǒng)計，有關(guān)DMC生產(chǎn)工藝的專利自1980－1996年就超過了200項。

20世紀(jì)80年代初，意大利的EniChem公司實現(xiàn)了以CuCl為催化劑的由甲醇氧化羰基化合成DMC工藝的商業(yè)化，這是第一個實現(xiàn)工業(yè)化的非光氣合成DMC的工藝，也是應(yīng)用最廣的工藝。此工藝的缺陷在于高轉(zhuǎn)化率時催化劑的失活現(xiàn)象嚴(yán)重，因此其單程轉(zhuǎn)化率僅為20%。

在20世紀(jì)90年代，DMC合成工藝的 研究 得到了迅速的發(fā)展：日本的Ube對EniChem公司甲醇氧化羰基化合成DMC的工藝進(jìn)行了改進(jìn)，選擇NO為催化劑，這樣避免了催化劑的失活，使轉(zhuǎn)化率幾乎達(dá)到了100%，此工藝已實現(xiàn)了工業(yè)化；美國Texaco公司開發(fā)了先由環(huán)氧乙烷與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸乙烯酯，再與甲醇經(jīng)過酯交換生產(chǎn)DMC的工藝，此工藝聯(lián)產(chǎn)乙二醇，于1992年實現(xiàn)了工業(yè)化，此工藝被認(rèn)為產(chǎn)率較低、生產(chǎn)成本較高，只有當(dāng)DMC年產(chǎn)量高于55 kt時其投資和成本才可以與其他方法競爭；此外還有一種新興的工藝，即尿素甲醇解反應(yīng)，若與尿素生產(chǎn)聯(lián)合進(jìn)行可降低成本，此工藝有望實現(xiàn)商業(yè)化。

基本上全為碳鋼

DMC 研究 開發(fā)的重點工藝依然是氧化羰基化法和酯交換法，典型的氧化羰基化法包括ENI液相法、Dow氣相法和UBE常壓氣相法，而通常的酯交換工藝是由碳酸乙烯酯或碳酸丙烯酯與甲醇進(jìn)行酯交換反應(yīng)得到DMC。據(jù)悉，Shell公司開發(fā)了一種以環(huán)氧丙烷為原料生產(chǎn)DMC并以DMC為原料生產(chǎn)PC的新工藝，該工藝可以明顯降低投資和操作費用，與氧化羰基化工藝相比，每噸PC生產(chǎn)成本降低300美元；此工藝?yán)昧藴厥倚?yīng)氣體二氧化碳，是一種環(huán)境友好工藝，可以減少10%碳化物排放。我國也在酯交換工藝 研究 方面投入了較大的精力，但多集中在實驗室和中試階段，有待于工藝流程的進(jìn)一步簡化和催化劑的優(yōu)化方可實現(xiàn)工業(yè)化。

 第三節(jié)  碳酸二甲酯 行業(yè) 的發(fā)展現(xiàn)狀

我國目前運行的碳酸二甲酯企業(yè)裝置大多采用酯交換法工藝路線，這種工藝路線的重要原料之一是環(huán)氧丙烷。目前我國的環(huán)氧丙烷大多使用氯醇法生產(chǎn)，氯醇法的水資源消耗大，產(chǎn)生大量廢水和廢渣，受到環(huán)保政策的影響，大量氯醇法小企業(yè)被關(guān)停，而新的過氧化氫直接氧化法（HPPO法）工藝，流程簡單，產(chǎn)品收率高，環(huán)境友好，但是核心工藝技術(shù)掌握在國外公司手中，上馬項目成本很高。如山東陽煤恒通化工股份有限公司對環(huán)氧丙烷項目早有布局，并擁有上游原料雙氧水優(yōu)勢，但由于受技術(shù)路線制約，目前項目仍在考察之中。

基于上面的原因，目前環(huán)氧丙烷是處于賣方市場階段，這就直接推高了環(huán)氧丙烷的價格，據(jù)山東德普化工科技有限公司總經(jīng)理張新平估計，目前環(huán)氧丙烷利潤達(dá)到2000—3000元/噸。原料的高成本，不僅吞噬了其下游碳酸二甲酯產(chǎn)品的利潤空間，降低了碳酸二甲酯的市場競爭力，更重要的是，除了少數(shù)企業(yè)自身有環(huán)氧丙烷裝置，碳酸酯業(yè)內(nèi)大多數(shù)企業(yè)原料都受制于人，大大降低了產(chǎn)品價格的穩(wěn)定性。山東利興化工有限公司總經(jīng)理張峻愷對此頗有感觸，由于自身沒有環(huán)氧丙烷裝置，其十分關(guān)注區(qū)域內(nèi)環(huán)氧裝置的動態(tài)，希望能有一個充足穩(wěn)定的供應(yīng)渠道。

目前，政府已禁止新增批復(fù)氯醇法裝置，共氧化法、直接氧化法又面臨成本和技術(shù)問題，因此環(huán)氧丙烷作為碳酸二甲酯原料供給問題對碳酸二甲酯企業(yè)來說將是一個長期的困擾。

生產(chǎn)工藝面臨困局，新技術(shù)有待突破

目前，國內(nèi)碳酸二甲酯的生產(chǎn)裝置主要都是采用傳統(tǒng)的酯交換法，以環(huán)氧丙烷、二氧化碳和甲醇為主要原料。酯交換工藝比較成熟，但受制于上游原料環(huán)氧丙烷價格控制，影響較大。此外，還有副產(chǎn)物丙二醇的處理問題。據(jù)悉，每生產(chǎn)1噸碳酸二甲酯，就要聯(lián)產(chǎn)0.8噸1，2-丙二醇。目前，全國1，2-丙二醇產(chǎn)量可達(dá)到50余萬噸，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了國內(nèi)25萬噸的市場容量。多年來，由于國內(nèi)丙二醇受到進(jìn)口丙二醇、以及多元醇?xì)浣夤に嚿a(chǎn)的混合二元醇市場的沖擊，丙二醇的市場波動較大。隨著酯交換法生產(chǎn)能力的進(jìn)一步增加，副產(chǎn)物丙二醇的產(chǎn)量也將進(jìn)一步供大于求，過量的丙二醇由于市場容量的限制而銷售困難，不僅影響了裝置的開工率，也影響了碳酸二甲酯裝置的經(jīng)濟(jì)性。

為了應(yīng)對這種局面，業(yè)內(nèi)企業(yè)、科研院所通過科技攻關(guān)，相繼開發(fā)出尿素醇解法工藝路線，以及尿素兩步法工藝路線，但與酯交換工藝路線相比，采用新工藝的裝置目前都面臨著一定的問題。尿素醇解法工藝路線，據(jù)山東飛揚化工有限公司總經(jīng)理鄭鵬介紹，山東飛揚化工于2012年建成了一個一萬噸的裝置，成功應(yīng)用并全線打通流程。但由于各種各樣的原因，此套裝置目前處于停車狀態(tài)，企業(yè)也承受著巨大的壓力。

尿素二步法合成碳酸二甲酯工藝技術(shù)是華東理工大學(xué)和江蘇晉煤恒盛化工股份有限公司合作研發(fā)。據(jù)華東理工大學(xué)方云進(jìn)教授介紹，尿素兩步法合成DMC技術(shù)主要是以尿素和傳統(tǒng)酯交換法DMC工藝中的副產(chǎn)物丙二醇為原料，首先合成中間體碳酸丙烯酯，碳酸丙烯酯再與甲醇酯交換反應(yīng)合成碳酸二甲酯，副產(chǎn)的丙二醇返回與尿素繼續(xù)合成碳酸丙烯酯。

第四節(jié)  碳酸二甲酯的 行業(yè) 前景

碳酸二甲酯（DMC）是迅速發(fā)展起來的環(huán)境調(diào)和型綠色化工產(chǎn)品，它是可用于替代毒性較大的光氣、氯甲烷、氯甲酸甲酯等物質(zhì)的有機化工基本原料，對于環(huán)境保護(hù)具有重要意義。

另外，它在制取高性能樹脂、溶劑、染料中間體、藥物、增香劑、食品防腐劑等領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用越來越廣泛，所以碳酸二甲酯被認(rèn)為是有機合成的"新基石"，具有廣闊的發(fā)展前景。

 

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