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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 XX 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。XX 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 10000-1XX 元/吨之间。据测算，建设年产 0.3 万吨