中国热点化工产品市场分析259
绿色化学品DMC市场潜力有待开发
□ 中国石油吉林石化研究院 孙欲晓 毕馨丹
碳酸二甲酯(DMC)具有良好的反应活性,毒性很低,是一种符合现代“清洁工艺”要求的环保型有机化工原料,
是重要的有机合成中间体。DMC一方面有望在诸多领域全面替代光气、硫酸二甲酯(DMS)、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产多种化工产品,且反应后不产生废气、废液、废渣;
另一方面,以DMC为原料可以开发制备多种高附加值的精细与专用化学品,在医药、农药、合成材料、染料、润滑
油添加剂、食品增香剂、电子化学晶等领域获得广泛应用;第三,DMC的非反应性用途还可用作溶剂和汽、柴油添
加剂。所以,DMC被称为21世纪有机合成的“新基石”,它的发展将对C1化工起到巨大的推动作用。
国外生产稳定
近几年,国外DMC生产和消费没有大的变化,目前生产能力约为20万t/a。主要集中在美国、日本和西欧的
十几家企业。其中最大的生产商是美国GE,其产能为6万t/a,约占国外总产能的33%;其次是日本三菱化学和日
本宇部兴产,产能均为1.5万t/a。近年来国外未有新建DMC装置的相关报道。
市场前景看好
目前,国外DMC第一大消费领域是聚碳酸酯(PC),其次是医药行业。2007年,全球DMC的总消费量约为17.8
万t,其中PC约占56.5%。预计到 2011 年,全球DMC的需求量将达24 万t左右,亚太地区在全球DMC 的生产和
消费中的比例将有较大提高。2007年及2010年全球DMC消费构成及预测见表1。
国外一些企业一直在积极研究DMC替代光气生产PC的工艺技术,该项技术已在某些工业化生产装置上运行,
但并未得到大范围推广,预计今后随着非光气法PC工艺的完善,全球对DMC 的需求也将不断增长;DMC 替代MTBE
用于汽油添加剂应用也正在积极开展;随着环保、安全生产等法律法规的日臻完善,以及DMC生产成本的不断降低,
DMC替代光气、硫酸二甲酯、氯甲烷等有害物质作为羰基化、甲基化、酯交换等原料,其市场前景将十分看好。
表1 2007 及2010年全球DMC消费构成 万t
消费领域 2007年 2011年
消费量 比例/% 需求量 比例/%
PC 10.0 56.5 16.0 67.1
医药 4.0 22.6 4.0 16.8
农药 0.8 4.0 0.85 3.5
其他 3.0 16.9 3.0 12.6
合计 17.8 100 23.85 100
国内产业发展已成规模
我国DMC生产企业已超过20家,总产能在20万t/a以上,大型生产企业装置平均开工率均达到90%以上。国
内最大的DMC生产企业是山东石大胜华,产能为5.5万t/a,约占国内DMC总产能的30%。其次是东营市海科新源、
河北新朝阳化工等。2009年我国DMC主要生产企业及产能统计见表2。
通过20多年的研究和实践,我国DMC生产工艺发展迅速,落后的光气法生产装置已全部停产。先进的酯交换
法生产工艺日臻完善,相继建成了几套万吨级酯交换法生产装置;新开发的液相羰基氧化工艺也进入工业化生产阶
段,并建成了2套生产装置。酯交换法工艺相对简单成熟,原料易得、投资少、成本低,且对环境不构成污染,已
经成为我国DMC生产的主流工艺,占总产能的90%以上。
表2 2009年我国主要DMC生产企业及产能统计 万t/a
企 业 产能 生产方法
山东石大胜华化工股份公司 5.5 酯交换法
东营市海科新源化工有限责任公司 5.0 酯交换法
山东维尔斯化工有限公司 2.5 酯交换法(2009年投产)
河北新朝阳化工股份有限公司 1.8 酯交换法
安徽铜陵金泰化工实业有限公司 1.6 酯交换法
中国石油锦西炼油化工总厂 1.0 酯交换法
山东泰丰矿业集团 1.0 酯交换法
湖北兴山兴利华化工有限公司 0.4 液相氧化羰基化(不成熟)
黑化集团 1.2 液相氧化羰基化(不成熟)
合计 20.0
消费领域广阔
我国是世界上DMC主要生产国和出口国之一,近几年DMC产量、消费量、出口量均呈高速增长的态势。2008
年国内DMC产量15万t左右,其中出口量占1/4以上。出口的较快发展得益于国内专有的生产技术、产品质量达
到国际标准,生产工艺打破了国外厂商的技术垄断,又具有无可比拟的价格优势等,主要出口国有美国、日本、意
大利、韩国和印度。
2008年我国DMC消费量为l2.2万t,其中近一半用于涂料、胶粘剂的生产,其次为医药、农药等领域。
涂料、胶粘剂行业 DMC在该领域的应用优势在于其无毒、与其他有机物相溶性好、脱酯能力比较高、溶沸点
范围窄、表面张力大、粘度低、介电常数小、有较高的蒸发温度和较快的蒸发速度、闪点高、蒸汽压低、空气中爆
炸下限高等特点,因此DMC是集清洁性和安全性于一身的绿色溶剂,可取代甲苯、二甲苯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、
丙酮或丁酮等溶剂。因DMC的价格较低,在胶粘剂行业替代醋酸乙酯、醋酸丁酯、丙酮或丁酮等溶剂,其应用前景
看好。
医药行业 DMC在医药方面主要用于替代高毒的硫酸二甲酯作甲基化剂的应用,用于合成抗感染类药、解热镇
痛类药、维生素类药和中枢神经系统用药。2008年,国内医药领域DMC消费量约达到8000t。
固体光气 我国固体光气全部采用DMC工艺路线。从长远来看,作为光气替代产品的固体光气将会有一定的发
展空间。2008年国内固体光气产量达到1万t,大约消费DMC 3000t。
电池电解液 碳酸酯类产品在电池电解液领域的应用受到普遍关注。近年来,我国手机、便携式计算机、摄像
机、照相机等移动电器等产业得到高速发展,相应的锂电池的产量及用量也得到大幅度增长。DMC在锂电池领域中
的需求量会有较大的增长空间。
农药 目前我国农药行业DMC的消费量比较小,但我国是农药生产大国,随着农药产业结构调整步伐加快,甲
胺磷等5种高毒性有机磷农药禁用,克百威、茚虫威等采用DMC为原料的替代品种市场份额将会进一步加大,DMC
在该领域的需求仍有一定潜力。
若干领域值得开发
(1)DMC与苯酚酯交换反应生产碳酸二苯酯 碳酸二苯酯是非光气法生产PC的主要原料之一。PC是通用塑
料中唯一具有良好透明性的品种,总消费量在工程塑料中已经超过聚酰胺而跃居工程塑料之首。我国2008年进口
PC达101万t,而产量只有21万t,PC工业落后的主要问题就是缺少酯交换法生产碳酸二苯酯的技术和PC技术。
碳酸二苯酯不仅是合成PC的原料,而且还广泛用作溶剂、增塑剂,制备其他有机酸酯和医药等产品。生产碳酸二
苯酯的传统方法是光气法,由于环保问题正面临淘汰,因此开发酯交换法碳酸二苯酯工艺的需求十分迫切。
由于我国目前还没有非光气法PC生产装置,故DMC在PC方面的消费量目前还处于空白。但从近年发展看,国
内一大批科研院所正在大力研究非光气法碳酸二苯酯、PC的生产工艺技术,国内也有计划建设非光气法PC的设想。
预计2010年以后,非光气法PC工业将得到快速发展,从而带动DMC市场的快速增长。
(2)在汽、柴油中作为添加剂 近几年DMC作为汽、柴油添加剂的应用研究非常活跃。以MTBE添加量为10%
折算,则DMC的添加量只需3.3%(DMC分子中氧含量高达53%,而MTBE氧含量为17%)。目前全世界汽油年消耗量
超过2亿t,若20%的汽油采用DMC作添加剂则需DMC l20万t以上。随着DMC作为汽、柴油添加剂的应用研究逐
渐成熟,以及DMC生产技术的不断提高和生产成本的进一步降低,DMC进入汽、柴油添加剂这一巨大潜在市场将成
为可能。
(3)DMC用于异氰酸酯的合成 异氰酸酯包括MDI、HDI、TDI等品种,由这些产品可以生产聚氨酯泡沫塑料、
建筑保温材料、涂料、弹性体、黏合剂、杀虫剂、除草剂等。中科院成都有机化学有限公司现已完成DMC胺解法制
备MDI、HDI的小试工作,取得了很好的效果,有待下一步与企业合作进行中试放大。
