以生物质为原料的可上化工项目（一）
碳酸二甲酯
□ 《中国化工信息》 张瑞和
编者按：近年来石油价格的高涨和资源危机为生物质产业提供了巨大的发展空间。利用数量巨大的可再生的
生物资源转化和生产新型能源、新材料以及各种化工产品将成为21世纪的朝阳产业。本刊将陆续介绍一些以生物
质为原料、极具经济性和开发前景的化工项目，希望对中小型投资商开拓思路寻找可上项目有所启迪，对正在从事
生物质化工生产的企业延长产品链、提高企业核心竞争力有所借鉴。
产业现状
我国现有碳酸二甲酯（DMC）生产企业10余家，总产能约10万t/a，国内DMC主要生产企业见表1。
应用前景
DMC结构性能好，含有羰基、甲基、甲氧基和羰基甲氧基等多功能团，可广泛用作羰基化、甲基化、甲氧基化
和羰基甲氧基化等有机合成反应。DMC无毒，于1992年在欧洲登录为无毒溶剂，在有机合成中，可广泛替代剧毒
的光气、氯甲酸甲酯、硫酸二甲酯；可替代三氯乙烷、三氯乙烯作为清洗溶剂；可作为合成反应的溶剂和高档聚酯
油漆的溶剂，用于合成聚碳酸酯、异氰酸酯、聚氨酯材料；作为油品添加剂可以提高辛烷值和含氧量。DMC用途广
泛、生产成本低，市场潜力巨大，可开发的领域包括：
1. 非光气法聚碳酸酯 聚碳酸酯（PC）是一种性能优良的工程塑料。世界上传统的工业化PC生产方法是光
气法工艺，用DMC与苯酚反应生成碳酸二苯酯（DPC），再与双酚A在熔融状态下进行酯交换反应，经缩聚生成PC
是实现绿色合成PC的新工艺。华东理工大学开发的酯交换法碳酸二苯酯工艺路线，已达到中试阶段并已具备
3000t/a放大技术。中科院成都有机化学有限公司掌握了酯交换法的核心技术，在河北唐山市朝阳化工总厂的千吨
级中试表明，苯酚单程转化率≥46%，碳酸二苯酯选择性≥99%，催化剂寿命≥1080小时，产品质量达到了聚碳级
要求，可为万吨级工业化装置的设计提供完整的软件包。华中理工大学、浙江工业大学也进行了大量的研究工作。
中蓝晨光化工研究院以DPC为源头，开发了万吨规模光盘级PC产品生产技术。目前我国聚碳酸酯几乎全部依赖进
口，2005年进口量高达73万t，未来5～10年消费量还将以10%～15%的速度增加。开发非光气法PC清洁生产工
艺，将是未来我国PC产业的发展重点。
2. 非光气法异氰酸酯 传统MDI、TDI生产工艺都是采用了光气法，目前我国的有关单位正致力于开发经济简
便的合成方法。华东理工大学、河北工业大学、中科院兰化所等开发的DMC法生产异氰酸酯工艺简单，无污染，是
一种绿色环保型工艺。该工艺一旦实现产业化，将成为DMC新的应用领域。
3. 汽油/柴油添加剂 DMC在提高汽油辛烷值方面十分理想（研究法和马达法调和辛烷值可以达到131和100），
可作为汽油的抗爆剂替代甲基叔丁基醚。作为车用柴油燃料的添加剂，能在保持原供油系统不变的条件下，大幅度
降低柴油机的碳烟排放，并能降低NOx排放，减少环境污染。2005年我国汽油产量5400万t，柴油1.1亿t，DMC
作为燃油添加剂有着十分广阔的市场前景。DMC在油品添加剂的应用领域开发成功后，至少有数百万吨的市场容量。
4. 其他 DMC是无毒溶剂；可替代三氯乙烷、三氯乙烯作为干洗剂、金属清洗剂、合成反应溶剂和涂料溶剂。
2004年，DMC在油漆、涂料和胶粘剂行业中作为配比溶剂的应用研究获得成功后，当年的用量就达到1万t左右，
作为干洗剂和金属清洗剂的应用正在开发中。
生产工艺
以环氧乙(丙)烷与二氧化碳反应生成碳酸乙(丙)烯酯，碳酸乙(丙)烯酯再与甲醇进行酯交换反应则生成DMC，
同时联产乙(丙)二醇。反应过程不复杂，我国已建成多套万吨级工业化生产装置。以环氧乙烷水合制乙二醇为例，
改成酯交换工艺后，设备投资不增加，只需增加甲醇和CO2两种原料就能得到乙二醇产量1.4倍的DMC。2005年我
国乙二醇产量110万t，如果改成酯交换工艺生产乙二醇，可联产DMC 150万t。此外，CO2与尿素反应或CO与甲
醇羰基合成也可得到DMC。
生物质路线的可行性
我国规模化生产DMC的企业均是以环氧丙烷为原料，生产1t DMC联产0.84t丙二醇。目前我国环氧丙烷生产
能力75万t/a，2005年产量49万t，进口15万t。我国生产的环氧丙烷主要用于生产聚氨酯行业用的聚醚，只有
大约10%～14%的环氧丙烷用于生产丙二烷，年产量在6万～7万t左右；2005年我国进口丙二醇7.7万t，丙二醇
的市场容量不超过15万t。目前我国DMC产能为10万t/a，如果发展到20万t/a，即使不进口，联产的丙二醇也
将超过市场容量，届时受丙二醇市场的制约必然会影响到DMC产业的发展。为此我们提出一条以生物质为原料生产
DMC的工艺路线，供拟上DMC项目的企业参考：酒精脱水生成乙烯，氧化生成环氧乙烷，用环氧乙烷代替环氧丙烷
生产DMC，联产品是乙二醇。
2005年我国乙二醇产量110.08万t, 进口400.03万t，市场容量510万t。因此联产品不会对DMC的生产造
成影响。以酒精为原料生产环氧乙烷，以目前酒精的市场价格计，生产成本不超过8000元/t，远低于环氧丙烷1.5
万元/t的市场价格，DMC的生产成本低，具有明显的市场竞争优势。酒精生产企业如果上这一项目，可自行生产环
氧乙烷，将发酵罐顶排出CO2收集起来，只需外购甲醇即可同时生产出DMC和乙二醇2个产品。以建设1万t/a DMC
装置计，投资约1个亿，每年可生产1万t DMC、0.7万t乙二醇，以当前DMC的市场价格6000～7000元/t、乙二
醇8000元/t计，年产值可达1.2亿元；如果生产DMC和乙二醇，则所有原料均不需外购。
虽然我国目前还没有采用这一条工艺路线的DMC生产装置，但酒精脱水制乙烯、乙烯氧化制环氧乙烷的技术是
成熟的，用环氧乙烷生产DMC的技术也是成熟的，只需将这两项技术组合起来即可。建议对此项目感兴趣的企业认
真做好可行性分析，与中国石油大学、华东理工大学、天津大学、中科院成都有机所、兰州化学物理研究所等DMC
技术转让单位合作，早日建成达到经济规模的工业化生产装置。
表1 国内DMC主要生产企业 万t/a
企业名称 产能 生产方法
河北唐山市朝阳化工总厂 1.8 酯交换法
锦西天然气化工有限责任公司 1.5 酯交换法
山东泰丰矿业集团 1.0 酯交换法
山东石大胜华化工股份有限公司 3.0 酯交换法
安徽铜陵金泰化工有限公司 0.6 酯交换法
山东海科新源化工有限责任公司 1.2 酯交换法