年產1萬噸碳酸二甲酯分廠可行性研究報告(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 似，可以代替光氣，實現光氣化反應，但安全性遠遠高于光氣。 光氣、 BTC的物性、毒性比較見表 。 表 光氣，固體光氣的物性、毒性比較 光氣 固體光氣 結構式 COCl2 Cl3COCOOCCl3 外觀 無色氣體 白色結晶體 分子量 熔點 /℃ 118 78～ 82 沸點 /℃ 205～ 206 相對密度 (d204) 溶解性 微溶于水 ,幾乎溶于所有的有機溶劑 不溶于水 ,易溶于苯、乙醇、乙醚、二氯甲烷等有機溶劑 毒性 小鼠吸入 LC=50ppm，狗吸入 LC9，猴吸入LC50=108ppm —— 注：選用的急性毒性指標為半數致死劑量或濃度（ LD50 或 LC50） ,及引起受試動物半數死亡的劑量或濃度。 LD50 或 LC50 的值越小，毒性越大。 20 世紀 90 年代，國際化工界發現了三光氣可以替代光氣。由于其無毒，便于運輸，可按比例投料等特點，引發了對固體光氣的研發熱潮。美國化學文摘曾對該產品進行報道，稱之為一座未開發的金礦、 21 世紀的綠色化工產品。 近年來隨著碳酸二甲酯工業的快速發展，為進一步拓展碳酸二甲酯下游產品消費市場， 固體光氣的生產及應用得到國內 外 眾多碳酸二甲酯生產企業及科研院所的重視，產量逐年上升。 燃油添加劑 DMC 是一種很有前途的汽油添加劑 ,不僅能顯著地提高汽油的辛烷值 ,而且在汽油中有良好的可溶性和低蒸汽壓 ,且分子中的含氧量高 (DMC 為 53%,甲基叔丁醚 MTBE 為 %),因而是生產無鉛汽油的極有發展前途的一種汽油添加劑。DMC 加入到汽油中 ,辛烷值提高效果十分顯著。另外 ,DMC 在水中的溶解度小 ,蒸汽壓 低，有利于汽油儲存。 DMC 還可以作為柴油的添加劑 ,在柴油中加入 0 5%(V)的 DMC,可使柴油充分燃燒 ,降低柴油發動機排出廢氣煙塵 ,減少對環境的污染。 溶劑、溶煤 DMC 是性能優良的溶劑、溶煤， 表 列出了 DMC 和其它溶劑的性能比較 。 表 DMC 和其他主要溶劑的性能比較 項目 DMC 丙酮 異丁醇 三氯乙烷 甲苯 相對分子量 沸點 /℃ 熔點 /℃ 4 氣壓 (20℃ )/kPa 閃點 /℃ 17 18 爆炸極限 /% ～ ～ 13 ～ ～ 黏度 /103Pa s 表面張力/(105N/cm) 蒸發熱 /(J/g) 介電常數 相對蒸發速度 (醋酸丁酯 =1) 衛 生 容 許 濃 度/(mg/L) 200106 由表 可知，碳酸二甲酯具有閃點高、 微毒且蒸發速度快、蒸發溫度高 、空氣中爆炸下限高 等 的特點， 另外 DMC 與其他有機物相溶性好，脫酯能力比較高等特點。 由于 DMC 優良的特性，所以有可能在下述領域得到廣泛應用： (1) 是半導體工業使用的對大氣臭氧層有破壞作用的清洗劑 CFC 和三氯乙烷的替代品之一； (2) 在清洗劑和特殊涂料 (油漆、油墨 )、醫藥化學品等的生產中用作溶劑、溶媒； (3) 作為 CO2 的載體，應用于噴霧方面。 DMC用于其它產品的生產 由于 DMC 具有的優良品質，使得應用越來越廣。據統計，在國內外還成功 應用于以下產品的生產：四甲基醇胺 (TMAH)、苯甲醚、對稱二氨基脲、膠粘劑、表面處理劑、鋰離子電池電解液等。 發展現狀 世界碳酸二甲酯發展現狀 生產 目前國外的碳酸二甲酯生產主要集中在美國、西歐、日本和東亞地區，在國外 DMC 是比較成熟的有機化工原料，產量穩步增長。 20xx 年，國外 DMC 的生產能力約 萬噸 /a,如表所示，其中美國占 %，西歐占 %，日本占 %。 表 國外 DMC 的生產能力 （ 單位：萬噸 /年 ） 國家和地區 美國 西歐 日本 能力 目前，國外 DMC 的主要生產企業十幾家，包括 GE（通用電氣公司）、 Enichem Synthesis SPA（意大利埃尼公司）、 Mitsubishi Chemical Corp.（日本三菱化學公司）以及日本宇部興產公司等（表 ）。 表 歐美、日本主要 DMC 生產商的概況 （ 單位：萬噸 /年 ） 國別 生產商 裝置所在地 技術 能力 美國 GE公司 氧化羰基化工藝 意大利 埃尼公司 Ravenna,EmiliaRomagna 液相氧化羰基化工藝 日本 三井化學子公司 Kitakyushu,Fukuoka 液相氧化羰基化工藝 大賽路公司 Ube,Yamaguchi 液相氧化羰基化工藝 三菱化學公司 日本宇部興產公司 宇部興產公司氣相氧化羰基化工藝 消費 目前，國外 DMC 第一大消費領域是聚碳酸酯，其次是醫藥行業。 （ 1） 生產聚碳酸酯（簡稱 PC） 據統計， 20xx 年聚碳酸酯消費 DMC 約為 5 萬 t 以上； 20xx 年消費 DMC 約為 萬噸。由于聚碳酸酯的需求量很多，所以世界上很多公司準備建設或擴建其非光法 PC 合成裝置，預計以后每年 DMC 用于合成聚碳酸酯的量將以 10%—— 20%左右增長。 （ 2） 醫藥 20xx 年消費約為 3 萬 噸 。由于 DMC 價格偏高，使得其在替代 DMS 用做甲基化劑等方面的應用開發也較慢 。 （ 3） 農藥 在農藥領域， DMC 主要用于生產甲基異氰酸酯，進而生產某些氨基甲酸酯類農藥。 20xx 年，國外農藥方面的 DMC 的消費量約為 8000t。今后幾年內氨基甲酸酯類農藥的生產及消費將基本維持現狀。 （ 4） 其他領域 DMC 還可代替 DMS 作 甲基化劑領域：與高碳醇（含 C 12～ 15）反應制備鏈烷基碳酸酯；作溶劑以及汽油添加劑等。其他領域中 DMC 的消費量約為 萬噸 /年 。 由于 DMC 用途廣泛，隨著其下游產品的深入開發，尤其是其綠色安全的特點，其市場需求可能會很高。 表 國外消費情況 序號 消費領域 20xx年 20xx年 （預測） 消費量 /萬噸 消費比例 ,% 消費量 /萬噸 消費比例 ,% 1 PC 2 醫藥 3 農藥 4 其它 領域 合計 100 100 國內碳酸二甲酯發展現狀 國內生產情況 據不完全統計 ， 20xx 年 我國 的 DMC 主要生產企業有 10 家 ，總生產能力約 萬噸 /年。除湖北興發集團 4000 噸 /年 和黑化集團 萬噸 /a 的生產裝置采用了液相氧化羰基合成法工藝外，其余裝置均采用國內自行開發的酯交換法工藝。我國碳酸二甲酯的主要生產企業如下表所示： 表 20xx 年我國碳酸二甲 酯主要生產企業概況（單位： 萬 噸 /年 ） 企業名稱 生產能力 技術來源 銅陵金泰化工實業有限責任公司 酯交換法，南化公司研究院技術 唐山朝陽化工總廠 酯交換法 山東石大勝華化工股份有限公司 酯交換法 東營市海科新源化工有限責任公司 酯交換法 錦西煉油化工總廠 酯交換法 河北新朝陽化工股份公司 酯交換法，自有技術改擴 湖北興山興利華化工有限公司 華中理工大學 ， 液相氧化羰基化技術 山東泰豐礦業集團有限公司 2 酯交換法 山東維爾斯化工有限公司 酯交換法 黑龍江黑化集團 液相氧化羰基化技術 合計 通過二十多年來的發展，我國碳酸二甲酯的生產工藝有了較大的改進。光氣法的生產裝置全部停產；液相氧化羰基化工藝得到初步應用，形成 19000 噸 /年的工業化生產裝置；酯交換法工藝得到大規模的發展，已經成為我國碳酸二甲酯生產的主流。從總體上講，我國碳酸二甲酯無論是在生產裝置的規模上，還是在生產水平，產品質量上均有一定的提高，在國際市場的競爭力逐步增強 。 國內消費及預測 20xx 年國內市場碳酸二甲酯的實際消費量約為 6300 噸，主要應用于醫藥、固體光氣、農藥及精細化工中間體等領域中。由于國內 到目前為止尚無非光法PC（聚碳酸酯）裝置，碳酸二甲酯在 PC 中的應用目前還處于空白。 （ 1） 醫藥 20xx 年，我國醫藥行業碳酸二甲酯的總消費約為 3000 噸。其中環丙沙星是碳酸二甲酯用量較大的品種，碳酸二甲酯的消費量約 1800 噸。此外，在氟哌酸原藥的生產中，碳酸二甲酯用于替代硫酸二甲酯近年來得到較大的發展，其碳酸二甲酯的消費量達到了約 1200 噸的水平。 隨著碳酸二甲酯的成本和價格進一步降低以及國內環保政策進一步強化，碳酸二甲酯在醫藥行業中用于替代高毒的硫酸二甲酯作甲基化劑的應用將得到較大范圍的推廣，這 將 是碳酸二 甲酯在醫藥行業中最有增長潛力的市場。 （ 2） 固體光氣 20xx 年我國固體光氣的總生產能力約 10000 噸 /年，產量約 4600 噸，全部采用碳酸二甲酯路線，消耗碳酸二甲酯約 1400 噸。近年來為提高化工生產安全水平，政府對光氣生產廠點的限制更加嚴格。從長遠來看，作為光氣替代產品的固體光氣將會有一定的發展空間。 （ 3） 農藥 我國主要使用 DMC 生產 氨基甲酸酯類農藥 ， 如甲萘威、殘殺威、克百威、滅多威 等， 20xx 年消費約 600 噸。 近年，光氣的生產及供應渠道均有了較大改進，加上成本上的原因，碳酸二甲酯替代光氣生產氨基甲酸酯 類農藥方面的應用增長受到限制，在農藥行業中碳酸二甲酯的需求量將基本維持現狀 。 （ 4） 聚碳酸酯（ PC） 目前我國 PC 生產廠 大多 采用光氣為原料用界面聚合方法生產 PC。因此，目前我國在 PC 生產 很少有 碳酸二甲酯的消耗。 近年來，國內一大批科研院校及生產單位致力于 研究非光法碳酸二苯酯、聚碳酸酯的生產工藝技術， 獲得了初步進展。另外，一些國外知名企業在國內準備建設規模較大的非光法 PC 生產裝置。如果 這些項目 得以實施， 這方面 DMC 的消費將 躍成為我國碳酸二甲酯的第一大 消費領域 。 預計我國非光法聚碳酸酯工業將得到快速的發展，從而帶動碳酸二甲酯市場的快速增長。 （ 5） 其它領域 DMC 可 作為安全環保的電解液應用于鋰離子電池生產，受到業內的普遍關注。據業內人士統計， 20xx 年僅手機用鋰電池的產量就達到 8 億個，年消費碳酸二甲酯 碳酸二乙酯 碳酸甲乙酯三元溶劑約 3000 噸，按其中 30%為碳酸二甲酯估算，實際消費碳酸二甲酯約 1000 噸。 據統計， 目前國內手機容量已達 2 億部，便攜式計算機已達 130 萬臺。 這些產業的高速發展和需求，拓展了 DMC 的消費市場。 另外，碳酸二甲酯還可以用于生產異氰酸酯、涂料和 油墨溶劑 等 。目前碳酸二甲酯在這些領域中的消費尚處于起步的階段，實際消費量較小， 20xx 年僅為300 噸左右，但從長遠發展的觀點上看，由于碳酸二甲酯低毒、安全的特性，將來在大幅度降底成本的基礎上，在這些領域中將會出現一定幅度的增長。 我國碳酸二甲酯消費現狀及預測如下表所示。 表 碳酸二甲酯 消費現狀及預測情況表（單位：噸） 消費領域 2001年 2003年 20xx 年 20xx 年 （預測） 醫藥 1800 3000 4500 12162 固體光氣 1000 1400 1900 3990 農藥 400 600 600 700 PC 0 0 0 20xx0 其它領域 800 1300 2000 5000 合計 4200 6300 9000 41852 出口 20xx 年我國 DMC 的生產能力達 萬噸 /年，成為世界上生產能力和產量最大的國家，占全球總生產能力的 %。由于國內市場需求較小，所以國內企業開始尋求海外市場。 20xx 年國內有 5 家企業實現了產品出口，出口量達到 7000 噸，超過了國內實際消費量，從而使產品出口成為國內碳酸二甲酯產品主要流向。 表 我國 DMC 的出口概況 （ 單位： /噸 ） 年份 20xx 年 20xx 年 20xx 年 凈出口 7000 ＞ 10000 ＞ 20xx0 由于受到目前國內碳酸二甲酯下游產品市場開發增長的限制，以及國內裝置生產能力快速增長的壓力，尋求產品出口已經成為國內碳酸二甲酯企業市場爭奪的熱點。預計，今后幾年內我國碳酸二甲酯產品的出口仍將保持一定的增長速度。 主要替代市場分析 替代光氣生產 PC 目前， PC 的生產方法還是以光氣為原料的傳統工藝為主，而以 DMC 代替光氣的工藝正在發展中。其發展過程如下： 在 PC 行業， Enichem Synthesis 公 司第一個成功開發以甲醇與一氧化碳進行氧化羰基化反應生產 DMC 的工藝路線，并實現了工業化生產。