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1、中氮联醇厂开发碳酸二甲酯的可行性分析随着人们对环境保护的重视，碳酸二甲酯作为一种绿色的无毒化工原料越来越受到业界的重视。由于其特殊的化学结构和优良的反应活性，有望在化工领域全面代替剧毒的光气、硫酸二甲酯、氯甲烷及氯甲酸甲酯等，DMC 就替代这些化工原料，其市场已相当可观。另外，DMC 在医药、光电子材料等领域也有着广泛的应用。一、产品性质及用途DMC 在常温下是无色液体，沸点 90.1，熔点 4，相对分子量 90.08，密度 1.069g/cm3，折射率 1.3697，微溶于水，无毒，可与醇、醚、酮等几乎所有的有机溶剂混溶，对金属无腐蚀性。由于碳酸二甲酯的特殊化学结构，含有甲基、甲氧基和羰基决
2、定了其独特的化学性质，可以参与合成聚碳酸酯、异氰酸酯、聚氨基甲酸酯等一系列化合物，也可用于食品添加剂、抗氧剂、燃料、农药、医药中间体等，可代替毒性大、腐蚀性强的硫酸二甲酯、光气，提高生产的安全性。由于 DMC 分子中氧含量高，比 MTBE 有更高的抗爆性，所以 DMC 又可用于汽油添加剂，从而大大降低环境污染。二、市场消费情况目前全世界 DMC 生产能力约 3.5 万吨 t/a，其中西欧占45.07%，日本占 5.21%，美国占 19.72%。产品主要用于生产农药、医药中间体及聚碳酸酯等。关于 DMC 的未来需求，首先仅取代光气和硫酸二甲酯一项就需 100 万吨以上，随着各国对环境保护的日益重
3、视，代替硫酸二甲酯和光气只是时间问题；其次，全球聚碳酸酯产量 2000 年已达 90 万吨，若全部采用 DMC 法生产，则需 DMC33 万吨；再次，若DMC 作为 MTBE 的替代品做汽油添加剂，全球汽油按每年1.9 亿吨计，将来全部采用 DMC，则需 DMC627 万吨，可见DMC 的开发前景非常广阔。国内 DMC 用量已由 0.3 万 t/a 增至 1 万 t/a，且基本依赖进口。国内 DMC 主要用于农药，大约有 10 多个厂家采用DMC 生产农药，江苏太仓从意大利 ENI 集团引进的 0.3 万t/a 卡吧呋喃生产装置已建成，所需 DMC 从意大利进口。上海氯碱项目与德拜耳公司合资建
4、设的 1.8 万 t/a 聚碳酸酯也是 DMC 消耗大户。国内以 DMC 为原料生产的医药品种已达 20 多种，可见 DMC 的应用领域正在不断扩大。三、生产技术国外 DMC 生产技术主要有如下几种：ENI 液相法：意大利 ENI 集团 1983 年开发成功，1993年扩大到 1.2 万 t/a，该法采用 CuCL2 法催化剂，淤浆反应器，反应温度 120-130，反应压力 2-3MPa。Dow 气相法：美国 Dow 化学公司 1988 年开发了一种固体催化剂，用浸渍过无水氯化铜的活性炭，加入氯化钾、氯化镁和氯化镧等到助催化剂，在 100-150，2MPa 条件下合成 DMC。德士古法：由美国
5、德士古公司开发，生产工艺采用甲氧基氯化亚铜催化剂，添加剂为丙酰胺，每 100 份甲醇的催化剂用量为 0.1-50 份，反应温度为 90，压力为1MPa。宇部常压非均相法：日本宇部兴产公司于 1992 年开发了 Pb 系催化剂的常压非均相甲醇氧化羰基化合成技术，以亚硝酸盐为催化剂反应的循环溶剂，建成年产 0.3 万吨的生产装置，并将扩大到 3 万-5 万吨的生产装置。国内 DMC 生产起步较晚，且技术较为落后，主要有以下几种。光气法：采用光气和甲醇合成 DMC，浓度为 95%，由于氯含量高，使用受到限制。主要生产厂家有上海吴淞化工厂、江苏吴县化工厂、XX 长风化工厂、XX 有机化工厂等，实际总产
6、量约 0.1 万吨/年。酯交换法：该法采用碳酸丙烯酯与甲醇进行反应合成DMC，然后通过精馏提纯 DMC，酯交换法生产过程简单，反应条件温和，对设备无腐蚀。反应塔分为 3 段，中间为反应段，上端为精馏段，下端为提馏段，生产的 DMC 质量分数为 99%，丙二醇 98%，该工艺特点是工序较长，DMC 成本高，国内有 3-4 家工厂采用此法生产，年产量约有 0.2-0.3万吨。甲醇液相羰基化法：该工艺最早是由意大利 ENI 公司开发成功。国内处于领先地位的单位有华东理工大学化学系、西南化工研究设计院。2000 年 4 月湖北兴发集团采用华中理工大学技术建成年产 0.4 万吨甲醇液相羰基化法 DMC装
7、置，并于当年投产，成为我国液相法生产 DMC 的龙头。甲醇液相法和酯交换法的比较甲醇液相法是采用甲醇、氧气、一氧化碳为原料合成DMC，该法生产 DMC 原料转化率高，无付产品，产品质量优良，是目前国际上最先进的技术之一。对于众多中小氮肥企业，大多数联产甲醇，一氧化碳可利用铜洗再生气，所以在氮肥企业采用甲醇液相羰基化法生产 DMC 具有很大优势。酯交换法由于甲醇与碳酸丙烯酯的反应是可逆反应，所以原料转化率低，生产成本高，且受外界条件限制较多，需大量流动资金来保证生产正常运转，而且在产品分离过程中由于原料气付产品丙二醇可互溶，所以给分离带来困难，导致产品质量不稳定，且成本太大。从甲醇液相羰基化法与酯交换法生产 DMC 的工艺比较与成本比较可以看出，前者具有明显的技术、成本优势，工厂成本仅 5167 元/吨左右，而 DMC 市场价在 10000-12000元/吨之间。据测算，建设年产 0.3 万吨 DMC 的总投资在5000 万元人民币左右。所以，中氮联醇厂依托其完善的水、电、汽原料优势，与国内 DMC 研究开发机构联合，开发生产 DMC 极具竞争力，也是中氮企业调整产业结构的道路之一。原平化学工业集团有限责任公司赵团
