碳酸二甲酯行业发展现状及未来前景的产业规划

第一节  碳酸二甲酯的简介

碳酸二甲酯是一种低毒、环保性能优异、用途广泛的化工原料，它是一种重要的有机合成中间体，分子结构中含有羰基、甲基和甲氧基等官能团，具有多种反应性能，在生产中具有使用安全、方便、污染少、容易运输等特点。由于碳酸二甲酯毒性较小，是一种具有发展前景的“绿色”化工产品。（产业规划）

第二节 碳酸二甲酯的生产工艺

DMC最初的生产方法为光气法，于1918年即已开发成功，但是光气的毒性和腐蚀性限制了这一方法的应用，特别是随着环保受到全世界的重视程度的日益提高，光气法已经被淘汰。自20世纪80年代开始，对于DMC生产工艺的研究开始受到普遍的关注，据Michael A.Pacheco和Christopher L.Marshall的统计，有关DMC生产工艺的专利自1980－1996年就超过了200项。

20世纪80年代初，意大利的EniChem公司实现了以CuCl为催化剂的由甲醇氧化羰基化合成DMC工艺的商业化，这是第一个实现工业化的非光气合成DMC的工艺，也是应用最广的工艺。此工艺的缺陷在于高转化率时催化剂的失活现象严重，因此其单程转化率仅为20%。

在20世纪90年代，DMC合成工艺的研究得到了迅速的发展：日本的Ube对EniChem公司甲醇氧化羰基化合成DMC的工艺进行了改进，选择NO为催化剂，这样避免了催化剂的失活，使转化率几乎达到了100%，此工艺已实现了工业化；美国Texaco公司开发了先由环氧乙烷与二氧化碳反应生成碳酸乙烯酯，再与甲醇经过酯交换生产DMC的工艺，此工艺联产乙二醇，于1992年实现了工业化，此工艺被认为产率较低、生产成本较高，只有当DMC年产量高于55 kt时其投资和成本才可以与其他方法竞争；此外还有一种新兴的工艺，即尿素甲醇解反应，若与尿素生产联合进行可降低成本，此工艺有望实现商业化。

基本上全为碳钢

DMC研究开发的重点工艺依然是氧化羰基化法和酯交换法，典型的氧化羰基化法包括ENI液相法、Dow气相法和UBE常压气相法，而通常的酯交换工艺是由碳酸乙烯酯或碳酸丙烯酯与甲醇进行酯交换反应得到DMC。据悉，Shell公司开发了一种以环氧丙烷为原料生产DMC并以DMC为原料生产PC的新工艺，该工艺可以明显降低投资和操作费用，与氧化羰基化工艺相比，每吨PC生产成本降低300美元；此工艺利用了温室效应气体二氧化碳，是一种环境友好工艺，可以减少10%碳化物排放。我国也在酯交换工艺研究方面投入了较大的精力，但多集中在实验室和中试阶段，有待于工艺流程的进一步简化和催化剂的优化方可实现工业化。

 第三节  碳酸二甲酯行业的发展现状

我国目前运行的碳酸二甲酯企业装置大多采用酯交换法工艺路线，这种工艺路线的重要原料之一是环氧丙烷。目前我国的环氧丙烷大多使用氯醇法生产，氯醇法的水资源消耗大，产生大量废水和废渣，受到环保政策的影响，大量氯醇法小企业被关停，而新的过氧化氢直接氧化法（HPPO法）工艺，流程简单，产品收率高，环境友好，但是核心工艺技术掌握在国外公司手中，上马项目成本很高。如山东阳煤恒通化工股份有限公司对环氧丙烷项目早有布局，并拥有上游原料双氧水优势，但由于受技术路线制约，目前项目仍在考察之中。

基于上面的原因，目前环氧丙烷是处于卖方市场阶段，这就直接推高了环氧丙烷的价格，据山东德普化工科技有限公司总经理张新平估计，目前环氧丙烷利润达到2000—3000元/吨。原料的高成本，不仅吞噬了其下游碳酸二甲酯产品的利润空间，降低了碳酸二甲酯的市场竞争力，更重要的是，除了少数企业自身有环氧丙烷装置，碳酸酯业内大多数企业原料都受制于人，大大降低了产品价格的稳定性。山东利兴化工有限公司总经理张峻恺对此颇有感触，由于自身没有环氧丙烷装置，其十分关注区域内环氧装置的动态，希望能有一个充足稳定的供应渠道。

目前，政府已禁止新增批复氯醇法装置，共氧化法、直接氧化法又面临成本和技术问题，因此环氧丙烷作为碳酸二甲酯原料供给问题对碳酸二甲酯企业来说将是一个长期的困扰。

生产工艺面临困局，新技术有待突破

目前，国内碳酸二甲酯的生产装置主要都是采用传统的酯交换法，以环氧丙烷、二氧化碳和甲醇为主要原料。酯交换工艺比较成熟，但受制于上游原料环氧丙烷价格控制，影响较大。此外，还有副产物丙二醇的处理问题。据悉，每生产1吨碳酸二甲酯，就要联产0.8吨1，2-丙二醇。目前，全国1，2-丙二醇产量可达到50余万吨，已经远远超出了国内25万吨的市场容量。多年来，由于国内丙二醇受到进口丙二醇、以及多元醇氢解工艺生产的混合二元醇市场的冲击，丙二醇的市场波动较大。随着酯交换法生产能力的进一步增加，副产物丙二醇的产量也将进一步供大于求，过量的丙二醇由于市场容量的限制而销售困难，不仅影响了装置的开工率，也影响了碳酸二甲酯装置的经济性。

为了应对这种局面，业内企业、科研院所通过科技攻关，相继开发出尿素醇解法工艺路线，以及尿素两步法工艺路线，但与酯交换工艺路线相比，采用新工艺的装置目前都面临着一定的问题。尿素醇解法工艺路线，据山东飞扬化工有限公司总经理郑鹏介绍，山东飞扬化工于2012年建成了一个一万吨的装置，成功应用并全线打通流程。但由于各种各样的原因，此套装置目前处于停车状态，企业也承受着巨大的压力。

尿素二步法合成碳酸二甲酯工艺技术是华东理工大学和江苏晋煤恒盛化工股份有限公司合作研发。据华东理工大学方云进教授介绍，尿素两步法合成DMC技术主要是以尿素和传统酯交换法DMC工艺中的副产物丙二醇为原料，首先合成中间体碳酸丙烯酯，碳酸丙烯酯再与甲醇酯交换反应合成碳酸二甲酯，副产的丙二醇返回与尿素继续合成碳酸丙烯酯。

第四节  碳酸二甲酯的行业前景

碳酸二甲酯（DMC）是迅速发展起来的环境调和型绿色化工产品，它是可用于替代毒性较大的光气、氯甲烷、氯甲酸甲酯等物质的有机化工基本原料，对于环境保护具有重要意义。

另外，它在制取高性能树脂、溶剂、染料中间体、药物、增香剂、食品防腐剂等领域内的应用越来越广泛，所以碳酸二甲酯被认为是有机合成的"新基石"，具有广阔的发展前景。

 

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