碳酸二甲酯的生产和应用
碳酸二甲酯合成技术综述

碳酸二甲酯合成技术综述
二甲酯(Dimethyl Ether,C2H6O)是一种有用的有机物,其物
理性能和环境友好性使其在食品、医药、化工中得到广泛应用。
二甲
酯的主要合成途径为羰基化、芳烃及其他有机物的脱氢置换、氧化还
原法等。
其中,碳酸二甲酯合成技术是实现二甲酯工业化生产的重要
手段,也是目前二甲酯最主要的合成路线之一。
碳酸二甲酯合成技术主要包括燃烧法和催化氧化法,其中的催化
氧化法是实现二甲酯工业化生产的普遍使用方法。
催化氧化法制备二
甲酯的过程主要有:(1)溶剂聚合:用溶剂聚合技术将碳酸与苯乙醇
制备碳酸二甲酯;(2)热催化氧化:将使用热催化氧化技术将碳酸二
甲酯以液态或固态合成碳酸二甲酯;(3)催化氧化:以具有活性催化
剂如金属酸盐(如钛酸铵)和改性催化剂如添加剂等,将碳酸与有机
物氧化聚合,可以获得较高纯度的碳酸二甲酯。
碳酸二甲酯合成技术的优点主要有:(1)使用安全可靠,节能
环保:采用新型催化剂,催化剂活性大,反应条件较低,反应速度相
对较快,反应体系安全可靠,反应体系保温,可有效降低能耗;(2)
产品物性强:产品的溶解度高,相对分子量低,易渗透至岩石和土壤中;(3)耐受性高:有一定的耐酸碱性,易于受控稳定,生物降解好,对催化剂的活性有一定的抗腐蚀作用;(4)可改进的合成工艺:可以
灵活控制产品的组成和比例,可大幅度降低合成工艺难度。
碳酸二甲酯合成技术可以有效提高二甲酯合成效率,并节约能源,安全可靠,成为二甲酯工业化生产的一种重要技术手段。
碳酸二甲酯的合成及应用研究

扬州工业职业技术学院2011——2012学年第二学期毕业设计(论文)(课程设计)课题名称:碳酸二甲酯的合成及应用研究设计时间:2011.10.15—2012.3.20系部:化学工程系班级:0902有机姓名:刘孝荣学号:0901130206指导老师:王雪源碳酸二甲酯的合成及应用研究刘孝荣0902有机【摘要】综述了碳酸二甲酯(DMC)国内外发展研究情况及主要用途。
介绍了光气法、酯交换法、氧化羰基化法、甲醇CO2法合成DMC,比较了各工艺的优劣及合成技术的选择。
在实际生产中应选择原料价廉易得,适用的催化剂,高效的分离方法,工艺条件不苛刻,基本无污染,成本低的合成路线。
关键字:,碳酸二甲酯,酯交换法,甲醇氧化羰基化,甲醇CO2法Synthesis and Application of dimethyl carbonateLiu Xiaorong0902 organicAbstract:Domestic and international development research and main purpose of dimethyl carbonate (DMC).Introduced phosgene and the transesterification method, oxidative carbonylation, methanol CO2 method, synthesis of the DMC to compare the pros and cons of each technology and synthesis technology choice.Raw materials, cheap and easy to apply to the catalyst, efficient separation methods, the process is not harsh, the basic non-polluting, low-cost synthetic route should be selected in the actual production.Keywords:Dimethyl carbonate;Transesterification method;Oxidation of Methanol carbonylation;Methanol CO2 law目录1.前言 (1)1.1.碳酸二甲酯的研究背景及现状 (1)1.1.1国外DMC的发展概况 (1)1.1.2国内DMC的生产现状 (2)1.1.3国际、国内碳酸二甲酯生产技术对比 (2)1.2碳酸二甲酯的应用研究 (3)1.2.1碳酸二甲酯的用途 (3)1.2.2碳酸二甲酯下游产品及用途 (6)2.合成方法 (7)2.1光气法 (7)2.1.1甲醇光气法 (7)2.1.2光气甲醇钠法 (8)2.2酯交换法 (8)2.2.1碳酸乙(丙)烯酯与甲醇酯交换法 (8)2.2.2硫酸二甲酯酯交换法 (9)2.3甲醇氧化羰基化法 (9)2.3.1甲醇液相氧化羰基化法 (9)2.3.2甲醇气相氧化羰基化法 (10)2.4甲醇CO2法 (11)3.关键技术的选择 (12)3.1甲醇光气法 (12)3.2硫酸二甲酯与碳酸钠酯交换法 (12)3.3甲醇氧化羰基化法 (12)3.3.1甲醇氧化羰基化法催化剂和分离技术的选择 (13)3.4甲醇氧化羰基化法 (15)4.结束语 (16)参考文献 (17)谢辞 (19)1.前言1.1.碳酸二甲酯的研究背景及现状碳酸二甲酯(Dimethyl Carbonate,DMC),常温时是一种无色透明、略有气味、微甜的液体,熔点4℃,沸点90.1℃,密度1.069 g/cm3,难溶于水,但可以与醇、醚、酮等几乎所有的有机溶剂混溶[1]。
碳酸二甲酯

10KT/a尿素间接醇解法制备DMC清洁生产工艺市场分析碳酸二甲酯是近年来受到国内外广泛关注的环保型绿色化工产品。
由于起分子结构中含有CH3-、CH3O-、CH3O-CO-、-CO-等多种官能团,因而具有较好的化学反应活性。
1992年它在欧洲通过了非毒化学品(Non toxic substance)的注册登记,被称为绿色化学品。
因此,一方面碳酸二甲酯有望在诸多领域全面取代光气、硫酸二甲酯、氯甲烷及氯甲酸甲酯等剧毒或致癌物进行羰基化、甲基化、甲酯化及酯交换等反应生成多种重要的化工产品;另一方面,以碳酸二甲酯为原料可以开发、制备多种高附加值的精细化学品,在医药、农药、合成材料、染料、润滑油添加剂、食品增香剂、电子化学品等领域获得广泛应用;其三,其非反应性用途如溶剂、溶媒和汽油添加剂也正在或即将实用化。
所以,碳酸二甲酯被誉为21世纪有机合成的一个“新基块”,其发展对我国的煤化工、甲醇化工、C1化工起到巨大的推动作用。
随着国民经济各行各业的发展和环保要求的日益严格,DMC的消耗量将急剧上升。
2001年世界上DMC的主要应用领域是聚碳酸酯的合成,消耗量约为5万吨,约占总消耗量的56.1%,医药消耗量约为2.0万吨,约占22.5%,农药消费量0.7万吨,约占7.9%,其他方面的消耗量约为1.2万吨,约占13.5%,2002年的DMC消耗量增长至10.1万吨,其中医药行业的增长较快。
预计全球DMC 的市场需要量将以11%左右的速度快速增长。
预计到2007年,我国DMC的年需求量将达到5~8万吨。
DMC潜在市场十分巨大,据统计,世界上每年仅取代光气和硫酸二甲酯就需要200万t以上的碳酸二甲酯;全部采用碳酸二甲酯生产聚碳酸酯的话,则需要30万t;如采用作为汽油添加剂潜在用途市场打开后,则年需要630万t。
可见,碳酸二甲酯的应用前景十分广阔。
碳酸二甲酯作为一种高附加值的产品,前几年纯度在99.5%以上的产品售价在2万元/吨以上。
碳酸二甲酯

DMC生产工艺的突破为我国医药化工市场带来巨大空间一种用于甲基化、羰基化试剂、燃油添加剂和溶剂的绿色化工原料--碳酸二甲酯,随着其生产工艺的突破,应用日益广泛,为我国医药化工业经济增长带来巨大市场空间。
专家预言,这将有效推进我国医药化工业“绿色”生产步伐,并带动高分子合成、有机化工、精细化工、医药农药和环保等相关行业的发展,前景广阔。
碳酸二甲酯,简称DMC,是一种基础有机化学原料,主要用于医药化工产品的甲基化、羰基化反应和合成,具有低毒、氧含量高、相溶性好等特点,1992年在欧洲作为非毒性物质注册登记,被称为面向二十一世纪绿色有机化学品。
目前国际上碳酸二甲酯的生产工艺有光气法、甲醇液相氧化羰基合成法、甲醇气相氧化羰基合成法和酯交换法等,其中具有工业意义的工艺路线主要有两种:一是以意大利ENICHEM公司为代表的甲醇液相氧化羰基合成法,即煤化路线;二是以美国TEXACO公司为代表的酯交换法,即石化路线。
我国碳酸二甲酯的生产工艺主要采用光合法和酯交换法,其中光气法虽能实现工业化生产,但存在工艺复杂、原料剧毒、副产物盐酸腐蚀性强、环境污染严重等问题,生产成本较高,不宜推广;酯交换法由于原料来源困难,生产成本也很高,发展面临严重制约。
目前,国内以唐山朝阳化工总厂为代表的10多家企业采用的主要是上述两种生产工艺,年生产能力约4万吨,实际产量仅2万吨,且大部分出口国际市场,远远不能满足国内市场需求。
为解决这一技术“瓶颈”,近年来,结合甲醇资源丰富的优势,我国坚持走煤化路线,重点对甲醇液相氧化羰基合成法的研究开发进行联合攻关,并将其列入国家“九五”重点攻关项目和重点工业性试验项目。
2002年8月,由湖北兴发集团、华中科技大学等单位联合承担的国家重点工业性试验项目--年产4000吨甲醇液相氧化羰基合成碳酸二甲酯项目正式通过国家验收,取得了我国碳酸二甲酯生产工艺的重大突破。
今年6月底,随着该项目建成投产,甲醇液相氧化羰基合成碳酸二甲酯将进入工业化生产,我国碳酸二甲酯获得了一个前所未有的发展机遇。
绿色化工原料双(三氯甲基)碳酸酯的合成和应用

绿色化工原料双(三氯甲基)碳酸酯的合成和应用绿色化工是指在化工生产过程中,尽可能减少对环境和人类健康的影响,最大限度地降低化工生产的排放和污染。
双(三氯甲基)碳酸酯是一种重要的绿色化工原料,具有良好的环保性能和应用前景。
本文将介绍双(三氯甲基)碳酸酯的合成方法和在绿色化工领域中的应用,以期为绿色化工领域的研究和发展提供参考。
一、双(三氯甲基)碳酸酯的合成方法双(三氯甲基)碳酸酯的合成方法主要包括光气法、氯气法和碳酸二甲酯法。
碳酸二甲酯法是目前应用最为广泛的一种合成方法。
碳酸二甲酯法的具体合成步骤如下:1. 制备氯甲基氯化物:将氯甲基甲醚与氯化铝在四氯化碳中反应,生成氯甲基氯化物。
2. 氯甲基氯化物与碳酸二甲酯反应:将步骤1中得到的氯甲基氯化物与碳酸二甲酯进行缩合反应,生成双(三氯甲基)碳酸酯。
碳酸二甲酯法合成的双(三氯甲基)碳酸酯反应温和、产率高,且废气排放少,是一种较为环保的合成方法。
二、双(三氯甲基)碳酸酯的应用1. 作为溶剂:双(三氯甲基)碳酸酯具有优良的溶剂性能,可用作氯化聚烯烃和氯化聚丙烯的溶解剂,有机合成反应的溶剂,以及染料、树脂、涂料等领域的溶剂。
2. 作为反应中间体:双(三氯甲基)碳酸酯可作为有机合成反应中的重要中间体,用于合成具有特定功能和结构的有机化合物,例如聚碳酸酯树脂、医药中间体等。
3. 作为环保型塑料助剂:双(三氯甲基)碳酸酯可用作环保型塑料助剂,可以提高塑料制品的综合性能,包括耐热性、耐候性、电气性能等。
4. 其他应用:双(三氯甲基)碳酸酯还可用于有机合成催化剂、化学药剂的中间体、表面活性剂、防腐剂等领域。
双(三氯甲基)碳酸酯作为绿色化工原料,具有广泛的应用前景和重要的意义。
通过绿色合成方法的采用和对其应用性能的深入研究,可以推动双(三氯甲基)碳酸酯在绿色化工领域的广泛应用,促进绿色化工领域的持续发展。
年产万吨碳酸二甲酯化工厂的设计

碳酸二甲酯(DMC)是一种重要的有机溶剂和化工中间体,广泛应用于涂料、树脂、粘合剂、塑料等多个领域。
本文将详细介绍年产万吨碳酸二甲酯化工厂的设计。
碳酸二甲酯化工厂的设计主要包括四个方面:原料供应、生产工艺、工艺流程和设备选择、环境保护。
一、原料供应:碳酸二甲酯的生产原料主要包括甲醇和二氧化碳。
甲醇是碳酸二甲酯的主要原料,应确保甲醇供应充足且质量稳定。
二氧化碳则可以通过燃煤、燃气、燃油等工业过程中产生的废气收集而来,提供二氧化碳压力适当,纯度达到碳酸二甲酯生产所需。
二、生产工艺:碳酸二甲酯的生产工艺一般采用甲醇和二氧化碳进行酯化反应得到,反应条件一般为高压和高温。
具体工艺路线为:甲醇经过预处理后与二氧化碳在催化剂的存在下进行酯化反应,生成碳酸二甲酯。
反应结束后,通过精馏和分离操作,将碳酸二甲酯从反应混合物中提取出来。
反应副产物甲醇可循环使用,提高资源利用率。
三、工艺流程和设备选择:碳酸二甲酯的工艺流程可以分为原料处理、酯化反应、精馏分离、产品提取等几个步骤。
在工艺流程设计时需要考虑技术可行性、经济性、安全性和环保性。
对于反应器的选择,可以采用垂直式或水平式的压力容器反应器,保证反应温度和压力的控制。
对于精馏塔,可以采用精馏、萃取和其他分离方法,确保产品的纯度和质量。
四、环境保护:碳酸二甲酯的生产过程中可能产生甲醇废气和二氧化碳废气,对环境造成污染。
为保护环境,可以设置废气处理系统。
对于甲醇废气,可以通过吸附和催化燃烧等方法处理。
对于二氧化碳废气,可以通过气体分离、液体吸收等方法进行处理和回收利用。
此外,还应设置废水处理系统,对产生的废水进行处理和再利用。
综上所述,年产万吨碳酸二甲酯化工厂的设计包括原料供应、生产工艺、工艺流程和设备选择、环境保护等方面。
在设计过程中,需要综合考虑生产工艺、设备性能、经济性和环保性,确保生产过程的高效、安全和环保,并且满足市场需求。
2024年DMC(碳酸二甲酯)市场分析报告

2024年DMC(碳酸二甲酯)市场分析报告DMC(碳酸二甲酯)是一种无色液体化学品,常用作溶剂和反应中间体。
它具有低挥发性、低毒性和良好的溶解性,因此在许多领域中得到广泛应用。
本文将对DMC市场进行分析,并探讨其发展趋势和前景。
首先,DMC市场的规模和增长趋势。
DMC具有广泛的应用领域,包括电子、化工、塑料等。
据统计,2019年全球DMC产量约为250万吨,预计到2025年将达到300万吨,年复合增长率将保持在3%左右。
市场规模的增长主要受到新兴市场需求的推动,如亚洲地区的经济增长和环保意识的增强。
其次,DMC市场的主要应用领域。
DMC主要用作塑料、溶剂和精细化学品的原料。
在塑料行业中,DMC常用于聚碳酸酯的合成,用于制备聚碳酸酯树脂和聚碳酸酯纤维等。
在溶剂领域,DMC可以替代传统有机溶剂,如二甲苯和氯代溶剂,以减少环境污染和提高生产效率。
此外,DMC还可以用于精细化工品的合成,如医药、农药和染料等。
然后,DMC市场的地理分布。
DMC的生产主要集中在亚洲地区,特别是中国和日本。
根据统计数据,中国是全球最大的DMC生产国,占据了全球市场份额的60%以上。
中国DMC产量约为150万吨,2019年出口额超过10亿美元。
此外,日本、韩国和印度也是亚洲地区的重要DMC生产国。
在国际市场上,DMC的主要出口国是中国和韩国,主要进口国是印度、美国和欧洲国家。
最后,DMC市场的发展趋势和前景。
随着环保意识的增强和可持续发展的要求,DMC 作为一种低挥发性、低毒性的溶剂,具有广阔的市场空间。
尤其是在汽车、电子和化工等行业,对环境友好的溶剂需求越来越高。
另外,随着新兴市场对化学品需求的增加,DMC的市场规模有望进一步扩大。
综上所述,DMC市场具有良好的发展前景。
随着全球经济的增长和环保意识的提高,DMC作为一种环保、高效的化学品,将在塑料、溶剂和精细化学品等领域得到广泛应用。
此外,亚洲地区作为DMC的主要生产和消费地区,将继续保持其在全球市场中的领导地位。
碳酸二甲酯合成方程式

碳酸二甲酯合成方程式全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:碳酸二甲酯(Dimethyl Carbonate,DMC)是一种环保型的有机合成溶剂,广泛应用于药品、涂料、塑料、电子化学品等领域。
它具有低毒性、易挥发、可再生等特点,在替代传统有害性有机溶剂中具有广阔的市场前景。
碳酸二甲酯的合成过程是通过碳酸氢钠和甲醇经过酯交换反应制得。
碳酸二甲酯的合成方程式如下:CH3OH + NaHCO3 → CH3OCOONa + H2OCH3OCOONa + CH3OH → CH3OCOOCH3 + NaOH碳酸氢钠(NaHCO3)与甲醇(CH3OH)发生酯交换反应,生成甲酯醇钠(CH3OCOONa)和水(H2O)作为中间产物。
随后,甲酯醇钠与甲醇再次发生酯交换反应,生成碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3)和氢氧化钠(NaOH)。
这一合成过程遵循了酯交换反应的基本原理,通过碱催化剂的作用,实现了从碳酸氢钠和甲醇到碳酸二甲酯的转化。
碳酸二甲酯的合成过程较为简单,且反应条件温和,不需要高温和高压,有利于降低生产成本和减少能源消耗。
碳酸二甲酯还具有较高的化学稳定性和溶解性,可以与许多有机物发生反应,具有广泛的用途。
在药品合成中,碳酸二甲酯可以作为非极性有机溶剂,用于实现有机合成反应的溶解和分离。
在涂料和塑料工业中,碳酸二甲酯可以用作增塑剂和稀释剂,提高产品的光泽和强度。
在电子化学品领域,碳酸二甲酯可以用作电解质或溶剂,提高电池和电子产品的性能。
碳酸二甲酯合成方程式简单明了,是一种高效、环保、多功能的有机合成溶剂,在化工和生物工程等领域具有广泛的应用前景。
未来随着环境保护意识的增强和科技水平的提高,碳酸二甲酯将会更加广泛地应用于各个领域,推动产业转型升级,实现可持续发展目标。
第二篇示例:碳酸二甲酯,是一种重要的有机化合物,化学式为C5H8O4,结构式为O=C(OC)OC。
它是碳酸酯类化合物的一种,具有广泛的应用领域,例如用作有机合成中的酯化试剂、溶剂及医药中的原料等。
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碳酸二甲酯的生产和应用王福君郭世卓(中国石化上海石油化工股份有限公司,200540)摘要:碳酸二甲酯是一种无毒、环保性能优异、用途广泛的化工原料,市场前景看好,其酯交换法合成工艺正逐渐引起国内外广泛关注。
开发新型酯交换工艺,能明显降低投资及成本,可获得良好的经济效益。
关键词:碳酸二甲酯生产工艺经济性碳酸二甲酯(Dimethyl Cabonate)简称DMC,常温时是一种无色透明、略有气味、微甜的液体,熔点4℃,沸点90.1℃,密度1.069g/cm3,难溶于水,但可以与醇、醚、酮等几乎所有的有机溶剂混溶。
DMC毒性很低,在1992年就被欧洲列为无毒产品,是一种符合现代"清洁工艺"要求的环保型化工原料,因此DMC的合成技术受到了国内外化工界的广泛重视,我国化工部在"八五"和"九五"期间将其列为重点项目。
DMC的分子结构独特(CH3O-CO-OCH3),性能优异,因此具有非常广泛的用途,主要用作羰基化和甲基化试剂、汽油添加剂、合成聚碳酸酯(PC)的原料等。
DMC的大规模生产就是伴随着聚碳酸酯的非光气合成工艺而发展起来的。
DMC传统的生产路线为光气法,但是由于光气的高毒性和腐蚀性以及氯化钠排放的环保问题而使得这一路线正逐渐被淘汰,现在普遍采用的合成路线有三种:以氯化铜或一氧化氮为催化剂的氧化羰基化反应、碳酸乙烯酯与甲醇的酯交换反应、尿素甲醇解反应。
现有DMC的生产厂家主要分布在西欧、美国和日本,大型生产厂家有法国的SNPE、德国的BASF、意大利的EniChem和日本的Ube,1999年DMC总的生产能力仅为30kt/a。
近两年我国在DMC的生产上取得长足进展,至2002年我国DMC的年生产能力超过了10kt/a。
近年来DMC工业的发展使DMC的市场价格相对合理和稳定,2002年国产99.5%DMC产品价格在8400~9800元/t之间。
以氯化铜为催化剂的氧化羰基化反应工艺、生产能力为150kt/a的DMC产品为例进行技术经济分析,DMC的产品价格为425.1美元/t,加10%的投资回报率后DMC的产品价格为532.5美元/t。
1DMC的性质和用途DMC的优良性质和特殊分子结构决定了DMC广泛的用途,概括如下[1~3]:(1)代替光气作羰基化剂:光气(Cl-CO-Cl)虽然反应活性较高,但是它的剧毒和高腐蚀性副产物使其面临巨大的环保压力,因此将会逐渐被淘汰;而DMC(CH3O-CO-OCH3)具有类似的亲核反应中心,当DMC的羰基受到亲核攻击时,酰基-氧键断裂,形成羰基化合物,副产物为甲醇,因此DMC可以代替光气成为一种安全的反应试剂合成碳酸衍生物,如氨基甲酸酯类农药、聚碳酸酯、异氢酸酯等,其中聚碳酸酯将是DMC需求量最大的领域,据预测2005年80%以上的DMC 将用于生产聚碳酸酯;(2)代替硫酸二甲酯(DMS)作甲基化剂:由于与光气类似的原因,DMS(CH3O-SO-OCH3)也面临被淘汰的压力,而DMC的甲基碳受到亲核攻击时,其烷基-氧键断裂,同样生成甲基化产品,而且使用DMC比DMS反应收率更高、工艺更简单。
主要用途包括合成有机中间体、医药产品、农药产品等;(3)低毒溶剂:DMC具有优良的溶解性能,其熔、沸点范围窄,表面张力大,粘度低,介质界电常数小,同时具有较高的蒸发温度和较快的蒸发速度,因此可以作为低毒溶剂用于涂料工业和医药行业。
从表1可以看出,DMC不仅毒性小,还具有闪点高、蒸汽压低和空气中爆炸下限高等特点,因此是集清洁性和安全性于一身的绿色溶剂。
表1DMC与其他溶剂的性能比较[4~5]性能DMC丙酮异丁醇三氯乙烷甲苯分子量90.0858.0860.09133.4192.1熔点/℃4-94.4-88.5-32.6-94.97沸点/℃90.356.182.374.1110.6闪点(闭口)/℃17-1811.7-- 4.4蒸汽压(20℃)/kPa 5.6024.66 4.2713.33 2.93爆炸极限,%3.8~21.32.15~132.7~13.0--1.27~7.0粘度/×10-3Pa•s0.6250.316 2.410.790.579表面张力/×10-5N•cm-128.5--20.825.627.92蒸汽热/J•g-1369.06523.0676.58249.82363.69界电常数 2.6 1.0118.67.12 2.2相对蒸发速度(醋酸乙酯=1) 4.67.2 2.9-- 2.4SP值10.410.010.98.68.4经口致死量LD50/mg•kg-112900--5800--7530卫生容许浓度/mg•L-1--0.400.200.24200×10-6(4)汽油添加剂:DMC具有高氧含量(分子中氧含量高达53%)、优良的提高辛烷值作用((R+M)/2=105)、无相分离、低毒和快速生物降解性等性质,使汽油达到同等氧含量时使用的DMC的量比甲基叔丁基醚(MTBE)少4.5倍,从而降低了汽车尾气中碳氢化合物、一氧化碳和甲醛的排放总量,此外还克服了常用汽油添加剂易溶于水、污染地下水源的缺点,因此DMC将成为替代MTBE 的最有潜力的汽油添加剂之一。
在2002年美国化学会会议上,我国天津大学的无污染、低成本生产汽油添加剂DMC的技术成为本次会议最受瞩目的三大发明之一,这说明了DMC作为汽油添加剂的优势已经被广泛认同。
2DMC的工业化现状和市场前景表2给出了对于DMC在西欧、美国和日本在1998年和1999年生产量和未来6年需求量的预测结果。
表2DMC的需求量预测kt年份19981999200020012002200320042005美国2221213141516PC0001010111112其他22223344西欧344950969697128PC004545909090120其他34456678日本5791214222325PC00000777其他5791214151618至1999年,DMC的主要生产厂家和生产能力分别为:法国SNPE Chemicals在Dow's LaPorte,Texas complex建立了10kt/a的工厂,意大利EniChem在Sesto San Giovanni,Italy也建立了10kt/a的工厂,法国SNPE在Toulouse,France以及德国BASF在Ludwigshafen,Germany 分别建立了年产几千吨的工厂,日本Ube Industries在Ube,Japan建立了4.5kt/a的工厂,并计划在未来几年将其生产规模扩大到30kt/a。
目前国外DMC的生产能力已经超过了35kt/a,其中西欧占45.1%,美国占19.7%,日本占5.21%[6]。
我国DMC的生产厂家原有20多家,但都存在规模小、开工率不足的情况,近两年这一状况有所改善:2001年湖北兴发化工集团利华化工有限公司投产了4kt/a DMC项目,安徽铜陵有色金泰精细化工厂将其1kt/a DMC装置扩建到了3kt/a,2002年5月河北新朝阳化工股份公司投资1 500万元在河北省万全县建成投产了5kt/a的DMC装置,至此,我国DMC的年生产能力超过了10 kt/a。
安徽铜陵和河北新朝阳均有计划在近两年内将DMC生产规模分别扩大到12kt/a和10kt/a。
据称,目前国内DMC的需求量已经达到了数万吨,仅医药行业生产环丙沙星就年需DMC至少8kt 以上。
根据国内生产厂家市场分析,2000年国际市场上DMC的需求量已经达到了60kt,目前DMC 的年需求量约为150~200kt,因此DMC具有极大的市场潜力。
在DMC的诸多用途中,聚碳酸酯(PC)是其消耗量最大的领域,例如采用非光气的酯交换工艺,生产1t的PC需要消耗0.35t DMC,预计在2000-2005年新建的PC工厂中将有15%采用这种工艺。
据专家预测,在2006年全球PC的生产能力将达到3910kt/a,这将需要200kt/a的DMC。
3DMC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[2]。
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55kt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[7~11]。
表3给出了上述4种工艺的操作工序组成,以比较4种工艺的复杂性。
表3DMC工艺复杂性比较工艺甲醇氧化羰基化氯化铜一氧化氮酯交换(碳酸乙烯酯)尿素甲醇解详细步骤进料气压缩进料气压缩甲醇蒸发尿素溶解氧化羰基化反应氧化羰基化反应酯交换反应甲醇解反应气体回收气体回收共沸精镏共沸精镏二氧化碳脱除甲基亚硝酸生成甲醇回收氨气回收催化剂处理甲醇回收DMC回收甲醇回收甲醇回收DMC回收DMC提纯DMC回收DMC回收DMC提纯碳酸乙烯酯回收DMC提纯DMC提纯乙二醇提纯溶剂回收甲胺提纯装置材料多数为316SS多数为碳钢基本上全为碳钢基本上全为碳钢近年来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公司最近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。