10000吨╱年甲醇氧化羰化合成碳酸二甲酯.doc

10000吨/年甲醇氧化羰化合成碳酸二甲酯项目建议书编写单位：中国科学院成都有机化学有限公司2007年一、立项的意义碳酸二甲酯（Dimethyl Carbonate简称DMC）是绿色化学品，1992年在欧洲通过了非毒性化学产品的注册登记。DMC不仅本身无毒，而且以它为原料生产下游产品，副产物可以循环利用，符合化工清洁生产要求。DMC具有多种反应活性，近年来它的衍生物的研究开发已取得了突破性进展，使其应用领域不断扩大，主要用于替代对环境和健康有严重危害的光气和硫酸二甲酯等化学物质（见表1）进行羰基化、甲基化、甲氧羰基化等反应，广泛用于合成医药、农药、香料和高分子材料中间体等几十种精细化学品，现已发展成一类以DMC为原料的化工清洁生产新技术。DMC衍生物及用途详见表1。表1 DMC衍生物及用途DMC衍生物用 途聚碳酸酯（PC）主要用于光盘等电子信息材料、汽车材料、建材等。异氰酸酯系列主要用于聚氨酯、农药、医药、粘合计等生产。(均）烯丙基二甘醇碳酸酯(ADC)透明热固性树脂的原料，具有优良的光学性质，耐磨性、耐药性、重量轻，是代替玻璃的新材料，用于眼镜片和光电子材料等领域。甲胺基甲萘酯（西维因）西维因是广谱杀菌剂。苯甲醚香料和杀虫剂的原料。聚碳酸酯二元醇（PCD）生产聚氨酯（PU）的工业原料。用PCD生产的PU具有更好的耐热性和耐水解性，成本较低。四甲基醇铵（TMAH）P型光阻显像液。在大规模高集成电路光刻工艺中，广泛用作光致控蚀剂的显像液。传统工艺以一氯甲烷为原料，极微量的氯化物沉积会影响到精密图形的清晰度，而DMC为原料的新工艺没有卤素混入。长链烷基碳酸酯用于合成润滑油的基体材料，具有良好的润滑性、耐磨性、自清洁性、耐腐蚀性等。氨基唑烷酮痢特灵中间体，是DMC和氨基化合物进行羰基化及环化反应的产物，反应收率高。肼基甲酸甲酯卡巴氧农药中间体，以肼和DMC为原料。（均）二氨基脲锅炉除垢剂，生产安全性好。目前，DMC最大的用途是作为合成聚碳酸酯主要中间体。聚碳酸酯是一种性能优良的工程塑料，主要用于制造光盘、高级汽车零部件、镜片和建筑材料等，市场容量和潜力很大，2001年我国进口26.6万吨，2003年进口53.3万吨，2004年超过70万吨。在“十五”后我国聚碳酸酯的生产能力将达到30万吨左右，届时仅此一项用途对DMC的需求将达到12万吨左右。DMC另一潜在的巨大用途是替代MTBE作汽油添加剂。由于MTBE在环境中不降解，所以为了环保的需要，在世界范围内，汽油中MTBE的含量将逐渐减少。研究发现，在现行的汽油中加入DMC和MTBE混合物，并不影响汽油技术指标。由于含氧量的差别，添加1份DMC相当于添加3.57份MTBE。从经济性来看它们是相当的。由于受异丁烯资源的限制，我国MTBE的生产规模普遍偏小，生产成本较高，在数量上也很难满足市场需求。若加紧DMC在汽油添加剂方面的推广试验工作，DMC作为汽油添加剂有很好的前景，DMC的消费量也将会有较大的发展。国内外各大石化公司积极研究添加DMC的汽油配方和行车试验，一旦研究成功，仅此一项用途对DMC的需求量将达到百万吨数量级。近几年来，由于DMC下游产品聚碳酸酯、聚氨酯、涂料溶剂、汽油添加剂、高能电池电解液市场发展迅速，带动了DMC市场需求量的走高，2005年, DMC国际市场需求量约13万吨，国内为34万吨。预计国内外DMC的需求将以1020的速度递增，到2010年国内需求量将达10万吨以上，国外将达到2030万吨。目前国内DMC的生产工艺主要是酯交换法和光气法，产能在8万吨左右，部分装置规模小，成本高，无法正常生产，国内DMC实际产量只有5万吨左右，主要用于出口。国际市场方面，随着BASF、Bayer 、SNPE等的光气生产装置和部分小规模酯交换法生产装置的停产，未未几年DMC的供求矛盾会越来越突出。二、国内外技术路线进展情况分析 碳酸二甲酯的合成方法有光气法、酯交换法、甲醇氧化羰化法和尿素醇解法等。光气法原料剧毒、工艺复杂、腐蚀设备、污染环境，正在逐步被淘汰；酯交换路线的基本原料乙烯、丙烯资源相对缺乏，受石油价格的影响较大，而且单位体积设备生产能力低，设备费用高，分离精制能耗大，生产规模和产品成本还受副产品乙二醇和丙二醇市场限制；甲醇氧化羰基化法工艺流程短，生产成本低，无环境污染；尿素醇解法原料易得，工艺流程短。后两种方法均有较大的产业化价值，用户可根据自身的产业现状和资源结构选择适合的路线。现将四种方法比较如表2：表2. DMC各生产方法优缺点比较工 艺优 点缺 点光气法(1)可工业化生产(2)产率高(1)光气剧毒，且不易存放和运输(2)副产物HCl腐蚀性强，环境污染严重。酯交换法(1)已实现工业化。(2)产率较高(3)清洁生产，对环境友好。(1)原料成本受石油价格影响大(2)生产规模和利润受副产物限制氧化羰化法(1)原料便宜易得。(2)对环境友好。(1)需在中压下操作，尿素醇解法(1)原料便宜易得(2)工艺条件温和(3)对环境友好(1) 直接醇解法反应效率低(2) 间接醇解法工艺流程较长 如果用户有丰富和廉价的一氧化碳来源渠道（如电石尾气等），推荐使用甲醇氧化羰化路线。三、目前的工作进展 甲醇氧化羰化技术是国家科技部“九五”攻关重点研发项目，该项目已经于2000年顺利通过了国家科技部组织的专家验收，催化剂的各项指标已经与国外相似技术同步。20042005年完成了4000t/a的工业试验，各项指标达到预期要求， DMC纯度达到99.9%以上，使我国成为意大利之后第二个掌握了甲醇氧化羰化技术的国家。四、投资估算与财务指标1主要技术经济指标表2. 甲醇氧化羰化合成碳酸二甲酯10000t/a工业试验的主要技术经济指标名 称数 量单 位装置规模一氧化碳工序5,000,000Nm3/年氧气工序2,000,000Nm3/年碳酸二甲酯产量10,000吨/年主要原材料消耗一氧化碳3,600,000Nm3/年氧气1,500,000Nm3/年甲醇7,400吨/年催化剂100吨/年产品碳酸二甲酯10,000吨/年年操作小时一氧化碳工序7,200小时/年氧气工序7,200小时/年碳酸二甲酯工序7,200小时/年总图运输生产装置占地5000平方米运入量8,000吨/年运出量10,000吨/年装置定员生产人员48人管理人员12人总投资12,000万元建设周期300