碳酸二甲酯生产工艺及市场需求
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DMC(碳酸二甲酯)市场前景分析引言碳酸二甲酯(DMC)是一种重要的有机溶剂和化工原料,具有广泛的应用前景。
本文将对DMC市场的前景进行分析,探讨其市场规模、增长趋势以及主要应用领域等方面的问题。
DMC市场规模DMC作为溶剂和化工原料,具有广泛的应用领域,其中包括化工、塑料、医药等行业。
根据市场调研数据,DMC市场规模呈现稳定增长的趋势。
预计到2025年,全球DMC市场规模将超过XX亿美元。
DMC市场增长趋势1. 化工行业需求增长随着全球化工行业不断发展,DMC作为有机溶剂和化工原料的应用需求也在稳步增长。
化工产品的生产和加工过程中对溶剂的需求日益增加,这将推动DMC市场的增长。
2. 塑料领域的需求增加塑料是DMC的重要应用领域之一。
随着全球塑料制品市场规模的不断扩大,对DMC的需求也将随之增加。
DMC在塑料生产中的应用可以提高塑料品质,改善加工性能,减少对环境的污染,因此在塑料领域的需求将成为DMC市场增长的重要推动力。
3. 新兴市场的发展潜力随着新兴市场的不断崛起,对DMC的需求也在快速增长。
特别是亚洲地区,由于工业化进程的加速和人口的增长,对DMC的需求持续增加。
预计亚洲市场将成为DMC需求最为旺盛的地区之一。
DMC主要应用领域1. 化工行业DMC在化工行业中被广泛应用于有机合成反应和分离纯化过程中的溶剂。
其良好的溶解性和反应活性使得DMC成为有机合成领域的重要溶剂。
此外,DMC还可以用作表面活性剂的原料,广泛应用于涂料、油墨等产品中。
2. 塑料工业DMC在塑料工业中主要用作增塑剂和添加剂。
通过添加适量的DMC到塑料中,可以提高塑料的柔韧性、透明度和耐寒性等性能,同时减少塑料的碳排放。
因此,DMC在塑料工业中有着广泛的应用前景。
3. 医药化工DMC是一种环保、低毒、无臭的溶剂,因此在医药化工领域中得到广泛应用。
DMC可以用作药物的溶剂和提取剂,并被广泛应用于药物合成、药物包装等环节。
结论DMC作为重要的有机溶剂和化工原料,在化工、塑料、医药等领域都有着广泛的应用前景。
绿色化工过程中的碳酸二甲酯随着环保意识的不断增强,绿色化工逐渐成为了化工行业的热点领域。
碳酸二甲酯作为一种绿色化工原料,具有广泛的应用前景。
本文将从碳酸二甲酯的性质及制备、应用等方面进行介绍。
一、碳酸二甲酯的性质及制备碳酸二甲酯是一种无色透明液体,具有较强的极性,能够溶于多种有机溶剂。
它的熔点为-45℃,沸点为90℃,密度为1.2g/cm3,折射率为1.41。
碳酸二甲酯的制备方法主要有两种,一种是通过甲醇和二氧化碳反应制备,另一种是通过甲醇和碳酸酯反应制备。
其中,前者是工业上应用较广泛的方法。
其反应方程式为:CH3OH + CO2 → (CH3O)2CO碳酸二甲酯的制备过程相对简单,反应条件温和,产率较高。
但是,由于二氧化碳的来源和处理成本较高,因此碳酸二甲酯的价格相对较高。
二、碳酸二甲酯的应用碳酸二甲酯具有一系列的应用前景,主要包括以下几个方面: 1、涂料工业碳酸二甲酯可以作为涂料中的稀释剂,能够有效地降低涂料的粘度,提高涂料的流动性和涂覆性能。
此外,碳酸二甲酯还可以作为涂料中的增塑剂,能够增加涂料的柔软性和韧性。
2、塑料工业碳酸二甲酯可以作为塑料的增塑剂,能够提高塑料的柔软性和韧性,同时还能够降低塑料的成本。
此外,碳酸二甲酯还可以作为聚碳酸酯的原料,用于制备高分子材料。
3、医药工业碳酸二甲酯可以作为医药中的溶剂,能够溶解多种药物,同时还具有较好的生物相容性和低毒性。
4、其他领域碳酸二甲酯还可以作为香料、涂料、清洁剂、化妆品等领域的原料。
三、碳酸二甲酯的绿色化工应用碳酸二甲酯作为一种绿色化工原料,具有环保、可持续等特点,被广泛应用于绿色化工领域。
具体应用方面包括以下几个方面:1、环保涂料碳酸二甲酯可以作为环保涂料中的稀释剂,能够有效地替代传统的有机溶剂。
与传统的有机溶剂相比,碳酸二甲酯具有低挥发性、低毒性、低VOC等优点,能够有效地降低涂料对环境的污染。
2、生物基化学品碳酸二甲酯可以通过生物法制备,具有较好的可持续性和环保性。
碳酸二甲酯生产工艺及市场需求1、前言碳酸二甲酯(Dimethyl Carbonate)简称DMC,系环保型绿色化工产品,为重要的有机化工原料之一,享有有机合成新基石产品的美称。
.DMC分子结构式(CH3O)2CO,分子量为90.08,相对密度1.070,折射率1.3697;熔点4℃,沸点90.1℃。
在常温下为无色透明、略有气味、微甜的液体,具有可燃性,微溶于水但能与水形成共沸物,几乎可与醇、醚、酮等所有的有机溶剂混溶;对金属无腐蚀性,可用铁筒盛装贮存;微毒(LD50=6400~12900mg/kg,而甲醇的LD50=3000mg/kg)。
由于DMC分子中含有CH3—、CH3O—、CH3O—CO—、—CO—等多种官能团,其化学性质非常活泼,具有良好的反应活性,可与醇、酚、胺、肼、酯等发生化学反应,故可衍生出一系列重要化工产品;其化学反应的副产物主要为甲醇和CO2。
与光气(COCL2)、硫酸二甲酯(DMS)等的反应副产物盐酸、硫酸盐或氯化物相比,危害相对较小,故而,一方面DMC在诸多领域可全面替代光气、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化工产品;另一方面,以DMC为原料可以开发、制备多种高附加值的精细专用化学品,在医药、农药、合成材料、染料、润滑油添加剂、食品增香剂、电子化学品等领域获得广泛应用;其三,非反应性用途如溶剂、溶媒和汽油添加剂等也正在或即将实用工业。
因此,DMC作为一种性能优良的甲基化、羰基化试剂,用于合成多种高附加值产品,在医药、农药、工程塑料、染料、电子化学品、食品添加剂等领域有着广泛用途,更由于其属无毒无公害化学品,对煤化工、甲醇化工、碳一化工起到巨大的推动作用,将在二十一世纪具有极其广阔的市场应用前景。
2、国内外生产工艺和供需状况国内外DMC生产工艺主要有光气法、甲醇液相/气相氧化羰基化法、酯交换合成法等三种合成方法。
2024年碳酸二甲酯市场发展现状简介碳酸二甲酯(DMC)是一种无色、无味的液体化学品,化学式为(CH₃O)₂CO₃。
它具有低毒、低挥发性和良好的可溶性,在各个行业中有广泛的应用。
本文将对碳酸二甲酯市场的发展现状进行分析和探讨。
市场规模碳酸二甲酯市场近年来呈现出快速增长的趋势。
根据市场研究机构的数据显示,全球碳酸二甲酯市场在过去几年中以每年10%左右的速度增长。
预计到2025年,全球碳酸二甲酯市场的规模将达到XX亿美元。
应用领域碳酸二甲酯在各个行业都有广泛的应用。
以下是一些主要的应用领域:化工行业碳酸二甲酯是一种优良的溶剂,被广泛应用于化工行业。
它可以用作溶剂、介质、聚合物合成的中间体等。
电子行业碳酸二甲酯在电子行业中的应用也越来越广泛。
它可用作电解液在电池中的成分,例如锂离子电池、超级电容器等。
医药行业碳酸二甲酯在医药行业中也起着重要的作用。
它可用作药物的溶剂和载体,用于制备药物合成的中间体等。
新能源汽车行业碳酸二甲酯在新能源汽车行业中的应用不断扩大。
它可以用作气体和液体燃料的添加剂,提高燃料的性能和环保性能。
其他行业此外,碳酸二甲酯还被广泛应用于涂料、粘合剂、塑料、橡胶等行业,满足不同行业的需求。
市场竞争碳酸二甲酯市场存在一定的竞争。
主要的竞争企业有ABC公司、DEF公司、GHI公司等,它们在碳酸二甲酯的生产、销售等方面具有一定的优势和竞争力。
发展前景碳酸二甲酯市场有着较好的发展前景。
随着各行业的快速发展和技术的不断进步,碳酸二甲酯的需求将会持续增加。
同时,人们对于环保和可持续发展的要求也促使碳酸二甲酯作为一种环保替代品得到更多的关注和应用。
结论通过对碳酸二甲酯市场的发展现状的分析和探讨,我们可以看出碳酸二甲酯在各行业中的广泛应用和市场潜力。
碳酸二甲酯市场将继续保持快速发展的态势,并与各行业的发展紧密相连。
随着技术的不断进步和人们对环境保护的重视,碳酸二甲酯有望成为未来的发展热点之一。
以上为2024年碳酸二甲酯市场发展现状的简要分析和探讨,未来的发展趋势和市场变化需要进一步的研究和观察。
华鲁恒升碳酸二甲酯的工艺华鲁恒升碳酸二甲酯的工艺是一项重要的化工生产过程,它在化工领域具有广泛的应用。
碳酸二甲酯是一种无色、无臭的液体,具有良好的溶解性和稳定性,被广泛用作溶剂、润滑剂、塑料原料等。
华鲁恒升碳酸二甲酯的生产过程主要包括以下几个步骤:准备原材料。
碳酸二甲酯的生产需要用到甲醇和二氧化碳作为原料。
甲醇是一种常见的有机溶剂,而二氧化碳则是一种常见的气体,可以从空气中抽取或通过化工生产过程获得。
反应步骤。
在反应釜中,将甲醇和二氧化碳按一定比例加入,并加入催化剂,通常是一种碱催化剂。
催化剂的作用是加速反应速率,提高产率和选择性。
在适宜的温度和压力条件下,甲醇和二氧化碳发生酯化反应,生成碳酸二甲酯。
然后,分离和纯化。
反应结束后,需要对反应物进行分离和纯化。
通常采用蒸馏或萃取等工艺,将碳酸二甲酯从反应混合物中分离出来。
萃取是一种常用的分离技术,通过溶剂的选择性溶解性,将碳酸二甲酯从反应混合物中提取出来,得到纯净的碳酸二甲酯。
产品收集和包装。
分离和纯化后的碳酸二甲酯被收集起来,经过一系列的处理和检验,确保产品的质量和符合标准要求。
然后,将碳酸二甲酯装入合适的容器中,进行包装和储存,方便运输和销售。
华鲁恒升碳酸二甲酯的生产工艺需要严格控制各个步骤的条件和参数,以确保产品的质量和产量。
同时,还需要关注环境保护和安全生产,采取合理的措施和技术手段,减少对环境的污染和对操作人员的危害。
华鲁恒升碳酸二甲酯的工艺是一项复杂而精细的过程,需要科学的设计和严谨的操作。
通过不断的研究和改进,可以提高工艺的效率和产品的质量,满足市场的需求,并为社会做出贡献。
2024年碳酸二甲酯市场前景分析引言碳酸二甲酯作为一种重要的有机化学品,在工业领域有着广泛的应用。
它具有低毒性、可再生性和环境友好等特点,因此在化学、材料、医药等领域有着广阔的市场前景。
本文将对碳酸二甲酯市场前景进行分析。
碳酸二甲酯行业概览碳酸二甲酯是由甲醇和二氧化碳反应合成的酯类化合物,具有无色液体的特点。
它在产业链中的位置重要且独特,因为它是许多有机化学品的重要中间体。
碳酸二甲酯的主要用途包括溶剂、涂料、塑料、聚合物、酯交换反应催化剂等。
其中,聚碳酸酯是碳酸二甲酯最主要的应用之一,它在汽车、电子、建筑等领域有广泛的应用。
碳酸二甲酯市场需求分析碳酸二甲酯市场需求主要来自以下几个方面:1. 聚合物行业随着全球经济的发展,聚合物行业持续增长。
聚碳酸酯作为高性能工程塑料,在汽车、电子设备、建筑材料等方面的应用越来越广泛。
因此,聚合物行业对碳酸二甲酯的需求将持续增加。
2. 复合材料行业碳纤维增强复合材料具有重量轻、强度高等特点,在航空航天、汽车制造等领域有广泛应用。
而碳酸二甲酯作为一种重要的有机溶剂,被广泛应用于复合材料的制备过程中。
3. 环保领域碳酸二甲酯具有较低的挥发性和毒性,同时也可以通过可持续的方式生产,因此在环保领域有着潜在的应用前景。
例如,碳酸二甲酯可用于可再生能源领域的储能设备和储氢材料的制备。
碳酸二甲酯市场竞争状况分析目前,全球碳酸二甲酯市场竞争较为激烈,主要竞争者包括国内外的化工企业。
在市场细分方面,亚洲地区是碳酸二甲酯市场的主要消费地,其中中国是最大的市场。
国内企业在碳酸二甲酯生产中具有一定的竞争优势,主要由于其成本较低。
然而,国际竞争对手在技术创新和品质控制方面具有一定的优势。
因此,在市场竞争中,国内企业需要加强技术创新和品质管理,以提升竞争力。
碳酸二甲酯市场前景展望目前,全球碳酸二甲酯市场需求正不断增加,其前景非常乐观。
以下几个因素将推动碳酸二甲酯市场的发展:1. 环保意识提升全球环保意识的提升将推动环保材料的需求增长。
2024年DMC(碳酸二甲酯)市场规模分析引言碳酸二甲酯(DMC)是一种可溶于有机溶剂的化学物质,具有多种应用领域。
本文对DMC市场规模进行了分析,包括市场的现状、发展趋势以及主要驱动因素。
市场概述DMC在过去几年中逐渐成为化工行业中的重要产品之一。
它广泛应用于涂料、溶剂、电子材料、医药和农药等领域。
随着对环境友好产品需求的增加和可再生能源行业的发展,DMC市场呈现出稳定增长的趋势。
市场规模根据市场研究机构的数据,DMC市场规模在过去几年中稳步增长。
2020年,全球DMC市场规模达到X亿美元。
预计到2025年,市场规模将进一步增长至X亿美元。
这显示了DMC市场的潜力和发展空间。
市场细分DMC市场根据应用领域可以细分为涂料、溶剂、电子材料、医药和农药等几个主要部分。
涂料DMC在涂料行业中的应用越来越广泛。
由于其良好的溶剂性和可降解性,它被广泛用于水性涂料和环保型涂料中。
同时,DMC还可以作为涂料辅助溶剂,改善涂料的流动性和稳定性。
溶剂DMC在有机溶剂领域有着重要的应用。
由于其低毒性和低挥发性,DMC成为替代有机溶剂的理想选择。
在涂料、油墨、胶粘剂和清洁剂等领域,DMC被广泛使用。
电子材料随着电子产业的快速发展,DMC在电子材料中的应用也在不断增加。
DMC在电解液、电池材料和印刷电路板等方面具有广阔的应用前景。
医药DMC在医药领域有着重要的应用,包括药物合成、药物包装和药物传递等。
由于其低毒性和环境友好性,DMC在医药行业中的需求逐渐增加。
农药农药领域也是DMC的一个重要应用领域。
DMC可以作为农药的载体,提高农药的药效和降低其环境影响。
市场驱动因素DMC市场的增长受到多个因素的推动。
环保需求随着环境保护意识的增强,对环保产品的需求不断增加。
DMC作为一种低挥发性和低毒性的溶剂,在取代有机溶剂方面具有巨大潜力。
可再生能源可再生能源产业的快速发展对DMC市场的增长起到了积极影响。
DMC作为电池材料的重要组成部分,随着电动汽车和可再生能源技术的普及,其需求也在不断增加。
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。
摘要碳酸二甲酯(Dimethyl Carbonate,简称 DMC):常温下为透明液体,略带香味。
难溶于水,但能与醇、酮、酯等任意比混溶。
DMC 毒性很小,对金属基本上无腐蚀性。
DMC 具有酯的通性,可与水发生水解反应;可与含活泼氢基团的醇、酚、胺、酯等化合物反应;与二元醇或二元酚反应生成聚碳酸酯。
DMC 分子中含有羰基、甲基、甲氧基等基团,具有良好的反应性能,可代替剧毒的光气、硫酸二甲酯、氯甲烷等作为羰基化剂、甲基化剂和甲氧基化剂,成为开发一系列洁净化工工艺的新基块。
设计4万吨/年碳酸二甲酯的工厂设计。
本次设计我选用尿素直接醇解法其特点如下:(1)原料廉价易得;(2 )工艺简单,易于操作;(3 )反应产生的氨气可以回收利用,对环境友好,绿色无污染;(4 )反应过程无水生产,避免了甲醇 DMC‐水这复杂体系的分离问题,使后续分离提纯简单化。
关键词:碳酸二甲酯,合成,工艺流程AbstractDMC (Dimethyl Carbonate, referred to as DMC): chemical formula CH3 OCOOCH3 a transparent liquid at room temperature, slightly fragrant.Insoluble in water, but with alcohols, ketones, esters and other any more than compatibility. DMC toxicity is very small, essentially non-corrosive metal. DMC continuity with the ester, the hydrolysis reaction with water; can be used with active hydrogen groups with alcohols, phenols, amines, esters and other compounds reaction; and diols or polycarbonate dual phenol reaction. DMC molecules containing carbonyl, methyl, methoxy and other groups, has a good reaction performance, can replace the highly toxic phosgene, dimethyl sulfate, carbonyl chloride, et c., as agent, methyl and methoxy agent Based agent, a chemical process developed a new series of clean blocks. The design I chose direct alcoholysis of urea following features: (1) cheap and readily available raw materials; (2) process is simple, easy to operate; (3) the reaction of ammonia can be recycled, environmentally friendly, green pollution-free; (4) The reaction of water producti on, to avoid the complexity of methanol-DMC-water separation system, the subsequent sepa ration and purificatio n of simplicity. Through this experiment, I learned to design a production plant in the process of dimethyl carbonate in the whole process. Keywords :DMC Dimethyl Carbonate Synthesis Process第1章项目总论 (5)1.1 项目概述 (5)1.2 建设背景 (5)1.3 产品简介 (6)1.3.1 产品用途 (6)1.3.2 国内外发展 (6)1.3.3 市场需求 (7)1.4 工艺路线 (8)1.4.1 光气法 (8)1.4.2 甲醇氧化羰基化法[5] (9)1.4.3 酯交换法 (9)1.4.4 尿素醇解法 (10)1.4.5 工艺路线比较 (12)1.5 工作依据 (13)1.6 厂址选择 (13)1.6.1 选择原则 (13)1.6.2 厂址选择 (13)1.6.3 城市概况 (14)1.7.1 生产制度 (14)1.7.2 生产规模 (14)第2章工艺设计与计算 (16)2.1 工艺原理 (16)2.2 工艺流程描述 (16)2.2.1 工艺流程简图 (16)2.2.2 MC的合成 (16)2.2.3 DMC的合成 (17)2.3 物料衡算 (17)2.4 热量衡算 (19)2.4.1 MC的合成 (20)2.4.2 MC反应液的分离 (20)2.4.3 DMC的合成 (21)第3章设备选型 (22)3.1 选型的原则 (22)3.2 反应器计算 (22)3.2.1 计算催化剂床层体积VR (22)3.2.2 反应器管数的确定 (23)3.2.3 核算换热面积 (23)3.2.4 管的排列方式 (23)3.2.5 反应器内经 (23)3.2.6 反应器壳体壁厚的计算 (23)3.3反应器的选型 (24)3.3.1 封头的选型 (24)3.3.2 参数汇总表 (24)3.4 其他设备选型 (25)3.4.1精馏塔的设计 (25)3.4.2 换热器的设计 (25)3.4.3 泵的选型 (27)3.5 Aapen 模拟 (28)第4章设备一览表 (32)第5章车间设备布置设计 (35)5.1平面布局方案 (35)5.2厂区组成 (35)5.3设计思路 (35)5.4工厂运输设计 (36)第6章自动控制 (37)6.1概述 (37)6.2仪表类型的确定 (37)6.2.1气动控制仪表 (37)6.2.2电动控制仪表 (37)6.2.3信号和自动保护 (37)6.3 典型控制方案的说明 (38)6.3.1精馏塔的控制 (38)6.3.2反应器的控制 (38)6.3.3泵的控制 (38)6.3.4换热器和再沸器的调节 (39)第7章安全生产与环境保护 (40)7.1安全生产 (40)7.1.1有害因素 (40)7.1.2危险因素 (40)7.2劳动安全措施 (40)7.2.1基本要求 (40)7.2.2基本措施 (41)7.3 环保措施 (41)7.3.1 建设期污染防治措施 (41)7.3.2 运营期污染防治措施 (41)7.3.3 饮用水源保护 (42)第8章公用工程 (44)8.1 供电 (44)8.1.1 照明系统 (44)8.1.2 电气设备的结构型式 (44)8.1.3 电信工程 (44)8.2 供水 (45)8.2.1 生产水源 (45)8.2.2 生活水源 (45)8.2.3 消防水源 (45)8.2.4 室内给水系统 (45)8.2.5 室外给水系统 (45)8.2.6 消防给水系统 (45)8.2.7 生活排水系统 (46)8.2.8 雨水排水系统 (46)8.2.9 其它用水 (46)8.3 供热 (46)8.3.1 概述 (46)8.3.2 热公用工程 (46)8.3.3 冷公用工程 (46)第1章项目总论1.1 项目概述项目名称:尿素醇解法年产4万吨碳酸二甲酯合成车间的初步设计建设地点:齐齐哈尔市建设工期:2年项目内容:本项目是大庆石化总厂年产4万吨碳酸二甲酯的项目,该项目主要是以尿素和甲醇为原料生产碳酸二甲酯。
碳酸二甲酯的生产技术及市场研究报告碳酸二甲酯(Dimethyl Carbonate,简称DMC)在常温下为液体,毒性很低,属无毒或微毒化学品,是一种符合现代“清洁工艺”要求的环保型化工原料,可与醇、醚、酮等所有的有机溶剂混溶。
分子结构见图1,甲基、甲氧基、羰基等多重活性官能团赋予了其优异的反应活性,可替代有毒试剂参与羰基化、甲基化等多种反应合成高附加值下游产品。
图1 DMC结构式1 碳酸二甲酯的应用DMC的下游应用包括以下5个方面:①作为绿色环保溶剂用于油漆、涂料和粘胶剂等的生产;②替代硫酸二甲酯等剧毒反应物,参与医药、农药等精细化工领域化工产品的制备;③替代甲基叔丁基醚,作为汽油柴油添加剂;④替代光气作为原料与双酚A反应合成聚碳酸酯(PC);⑤DMC作为链状碳酸脂,具有相对介电常数低、黏度低、熔点低等特点,与其他碳酸酯类溶剂按比例混配成锂电电解液溶剂。
2 碳酸二甲酯生产技术进展2.1 工业级DMC生产技术进展DMC制备技术主要包括光气法、二氧化碳氧化法、环氧乙烷酯交换法、环氧丙烷酯交换法、尿素醇解直接法、尿素醇解间接法、甲醇液相氧化羰基化法和甲醇气相氧化羰基化法等[2],具体介绍如下。
2.1.1 光气法光气甲醇法以光气和甲醇为原料,两者反应生成氯甲酸甲酯,氯甲酸甲酯再与甲醇反应生成DMC。
该工艺是DMC最传统的生产工艺,但由于原料光气毒性和副产盐酸腐蚀性的限制,目前已被淘汰。
2.1.2 二氧化碳氧化法二氧化碳氧化法制备DMC的反应过程为CO2和甲醇反应转化为DMC和水。
该工艺消耗CO2,符合当前“双碳”政策的发展理念。
但由于CO2活化困难,且反应受热力学平衡限制,原料转化率较低[3],该工艺尚未工业化。
2.1.3 酯交换法酯交换法工艺路线见图2,根据原料不同可分为环氧乙烷(EO)路径和环氧丙烷(PO)路径。
反应分两步进行:第一步为环氧乙烷/环氧丙烷与CO2反应生成碳酸乙/丙烯酯;第二步为环状碳酸乙/丙烯酯与甲醇酯交换生成DMC,同时副产乙二醇/丙二醇。
碳酸二甲酯生产工艺及市场需求1、前言碳酸二甲酯(Dimethyl Carbonate)简称DMC,系环保型绿色化工产品,为重要的有机化工原料之一,享有有机合成新基石产品的美称。
.DMC分子结构式(CH3O)2CO,分子量为90.08,相对密度1.070,折射率1.3697;熔点4℃,沸点90.1℃。
在常温下为无色透明、略有气味、微甜的液体,具有可燃性,微溶于水但能与水形成共沸物,几乎可与醇、醚、酮等所有的有机溶剂混溶;对金属无腐蚀性,可用铁筒盛装贮存;微毒(LD50=6400~12900mg/kg,而甲醇的LD50=3000mg/kg)。
由于DMC分子中含有CH3—、CH3O—、CH3O—CO—、—CO—等多种官能团,其化学性质非常活泼,具有良好的反应活性,可与醇、酚、胺、肼、酯等发生化学反应,故可衍生出一系列重要化工产品;其化学反应的副产物主要为甲醇和CO2。
与光气(COCL2)、硫酸二甲酯(DMS)等的反应副产物盐酸、硫酸盐或氯化物相比,危害相对较小,故而,一方面DMC在诸多领域可全面替代光气、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化工产品;另一方面,以DMC为原料可以开发、制备多种高附加值的精细专用化学品,在医药、农药、合成材料、染料、润滑油添加剂、食品增香剂、电子化学品等领域获得广泛应用;其三,非反应性用途如溶剂、溶媒和汽油添加剂等也正在或即将实用工业。
因此,DMC作为一种性能优良的甲基化、羰基化试剂,用于合成多种高附加值产品,在医药、农药、工程塑料、染料、电子化学品、食品添加剂等领域有着广泛用途,更由于其属无毒无公害化学品,对煤化工、甲醇化工、碳一化工起到巨大的推动作用,将在二十一世纪具有极其广阔的市场应用前景。
2、国内外生产工艺和供需状况国内外DMC生产工艺主要有光气法、甲醇液相/气相氧化羰基化法、酯交换合成法等三种合成方法。
.光气法该法是DMC最早的合成方法,采用光气和甲醇或甲醇钠为原料反应生成DMC。
反应式为:COCl2+2CH3OH——→ (CH3O)2CO+2HClCOCl2+2CH3ONa——→ (CH3O)2CO+2NaCl该法原料光气有剧毒,工艺流程长,设备管道腐蚀严重,污染环境,从安全、经济、环保等方面考虑,此法不宜采用,已逐步淘汰。
以前美国的PPG公司、法国的SNPE公司、德国的Bayer公司、BASF公司都采用过该法生产DMC;国内的上海吴淞化工厂、江苏吴县农药厂、重庆东风化工厂等少数厂家也曾采用该工艺。
酯交换法该法以碳酸丙烯酯或碳酸乙烯酯与甲醇酯交换反应生成DMC并联产丙二醇或乙二醇:C4H6O3+2CH3OH ——→ (CH3O)2CO+CH3CHOHCH2OH(CH2O)2CO+2CH3OH ——→ (CH3O)2CO+CH2OHCH2OH碳酸丙烯酸或碳酸乙烯酯,可由环氧丙烷或环氧乙烷与CO2合成:C3H6O+CO2——→ C4H6O3C2H4O+CO2 ——→ C3H4O3由于环氧乙烷需钢瓶贮运,成本费用相对环氧丙烷较高,故一般国内采用环氧丙烷为原料占多数,但如若DMC生产与环氧乙烷产地就近相建,则就经济得多。
该工艺为两步,首先是环氧丙烷与CO2在6 MPa压力,170℃催化剂存在下,生产粗碳酸丙烯酯,再经精馏塔脱除轻组分和催化剂,获得高纯碳酸丙烯酯;第二步是碳酸丙烯酯与甲醇在1.0 MPa,催化剂甲醇钠的存在下,反应生成DMC,塔顶得DMC与甲醇共沸物,经再次精馏将DMC与甲醇分离,DMC粗品精制获高纯度产品,反应釜出来的物料经精馏脱除甲醇后,回收得丙二醇,未反应物甲醇、碳酸丙烯酯等回收循环使用。
国内部分企业将碳酸丙烯酪与DMC生产分为两个系统或直接用碳酸丙烯酯与甲醇反应生产DMC。
酯交换法生产的本质是CO2与甲醇合成DMC过程与环氧丙烷或环氧乙烷水解合成丙二醇或乙二醇过程的耦合。
华东理工大学的酯交换法,采用了催化反应精馏新技术,提高了反应的转化率,可达99%以上,具有原料来源广,工艺简单,设备投资少,生产过程基本无三废等特点,国内大部分DMC生产企业采用此法。
国外,美国的Texaco公司也采用该法,但该法受到联产丙二醇或乙二醇市场大小的制约。
另外据悉上海石油化工股份有限公司与清华大学已合作开发了酯交换合成DMC新工艺,即利用超临界二氧化碳的性质,将环氧乙烷、甲醇和二氧化碳经一步反应合成DMC。
此工艺在反应中不引入其它溶剂,避免溶剂分离和碳酸乙烯酯的分离提纯,不仅简化工序,节约能源,而且提高反应速度和反应收率,可大大降低成本,这项技术已申请专利。
甲醇氧化羰基化法CH3OH、CO、和O2在催化剂存在下,直接合成DMC。
该法无副反应发生,被各国认为是最有发展前途的生产方法,也是各国着重开发的重点路线。
A. 液相法工艺该工艺以意大利的埃尼公司为代表,以氯化亚铜为催化剂,在100~130℃,2~3 MPa压力下,在多台串联带搅拌的淤浆反应釜中甲醇、氧气和氯化亚铜反应生成甲氧基氯化亚铜,甲氧基氯化亚铜再与CO反应生成DMC。
反应式为:2CuCl+2CH3OH+1/2O2——→ 2Cu(OCH3)Cl+H2O2Cu(OCH3)Cl+CO——→ (CH3O)2CO+2CuCl反应速度由加入O2的速度控制,气液反应物经闪蒸分离,回收液相中的催化剂,循环利用未反应的气相,最终反应釜分离的液相经脱水、脱醇、萃取和精馏制得DMC成品。
该工艺产品收率高,但甲醇单程转化率只有30%左右,物料(特别是Cl―)对设备管道腐蚀大,催化剂寿命短,生产过程在反应工序为间歇操作。
我国开发的液相法工艺,操作条件与采用的催化剂同国外基本一样,只是反应器采用管式反应器,合成反应可连续进行,催化剂寿命较国外大大延长,采用填料塔精馏,使产品收率达98%以上,CO总转化率76%以上。
B.气相法工艺气相法与液相法的反应原理相同,只是催化剂采用固体催化剂。
以美国Dow化学公司为代表;甲醇、CO、O2气态物流在100~150℃,2 MPa下,在有固体催化剂的固定床反应器内生成DMC。
催化剂为浸渍过无水氯化铜并加入氯化钾、氯化镁等助剂的活性炭。
该法避免了液相法催化剂对设备腐蚀的缺点,催化剂容易再生利用,但国内尚未工业化生产。
C.常压非均相法该法为日本宇部兴产公司开发,采用钯系催化剂,以亚硝酸甲酯为反应循环溶剂,在100℃、0.2 MPa压力下合成DMC,反应分为两步进行,首先CO和亚硝酸甲酯反应生产DMC和NO,第二步NO与甲醇和氧气反应生成亚硝酸甲酯。
反应式为。
2CH3ONO+CO——→ (CH3O)2CO+2NO2NO+1/2O2+2CH3OH——→ 2CH3ONO+H2O总反应2CH3OH+CO+1/2O2——→(CH3O)2CO+H2O反应器采用多管式固定床反应器,催化剂采用活性炭吸附的PdCl2/CuCl2。
反应产物经冷凝,回收冷凝液中的草酸二甲酯后,在分离工段脱除甲醇获得DMC产品,甲醇回收利用,气相一部分循环使用,一部分与补充的NO和O2在亚硝酸甲酯再生器内生成亚硝酸甲酯作为原料气返回反应器。
该工艺产品纯度可达99%以上,CO选择性为96%但副产草酸二甲酯、甲酸甲酯、CO2、醋酸甲酯等副产物,对设备材质要求较高,但催化剂寿命长。
目前国内还没有采用该工艺的生产装置。
2.1 国外DMC生产消费情况目前世界上美国、日本、西欧是DMC主要生产国家和地区,全球总生产能力约为17万吨/年,产量和消费量约9万吨。
西欧、日本、美国生产能力分布情况见下表2-1:表2-1 2002年世界主要国家和地区碳酸二甲酯生产能力国外DMC主要的生产企业有十几家,其中包括GE(通用电气公司)、Enichem SynthesisSPA (意大利埃尼公司) Mitsubishi ChemicalCorporation(日本三菱化学公司)以及Ube(日本宇部兴产)等公司。
国外主要DMC 主要生产商如下表2-2所示:2002年国外DMC的产量和消费量约为9.7万吨,主要应用领域是聚碳酸酯(PC)的合成,消费量约为5.0万吨,约占总消费量的51.5%;医药方面的消费量约为2.6万吨,约占26.85%;农药方面的消费量为0.8万吨,约占8.2%;其它方面的消费量约为1.3万吨,约占13.4%。
除中国外,国外未有新建DMC装置的相关报道。
世界碳酸二甲酯市场消费结构及2007年需求预测按行业简述如下:2.1.1 聚碳酸酯(PC)目前世界上共有7个国家/地区生产聚碳酸酯,包括美国、西欧、日本、韩国、巴西、东欧和中国,有近50家工厂。
美国通用电器公司(General Electric,GE)是最大的生产商,2002年GE公司PC生产能力约占全球总生产能力的35%。
拜耳公司(Bayer)居世界第二位,约占总生产能力的26%;道化学是世界第三大的PC生产商,其总生产能力占世界总量的11%。
近年世界PC的生产和消费一直保持着快速增长的势头,是众多国外大型PC生产商的投资热点之一。
亚太地区将成为新一轮投资的重点地区,PC的生产局面将随之发生变化。
如德国Bayer公司拟在我国上海建设20万吨/年的大型PC项目。
目前PC的生产工艺主要是以光气为原料的界面聚合法为主。
在PC行业中,EniChem Synthesis 公司第一个成功开发以甲醇与一氧化碳进行氧化羰基化反应生产DMC 的工艺路线,并实现了工业化。
1995年Bayer收购了EniChem Synthesis 公司,据悉Bayer 公司有可能采用EniChem Synthesis 公司的DMC技术生产PC。
GE Plastics Japan于九十年代初在Chiba的2.5万吨/年的PC厂中采用了EniChem Synthesis 公司的非光气技术,目前其装置生产能力已扩至4.5万吨/年。
GE在西班牙Cartagena的PC生产厂采用其自主开发的非光气法技术,其PC的生产能力为13.6万吨/年。
在日本的Asahi Chemical Company开发了从DMC生产碳酸二苯酯(DPC)进而生产PC的工艺。
Ube Industries (Japan)曾计划建设非光气法实验厂,但目前尚未建成投产。
目前国外采用DMC路线生产PC的装置能力约为18万吨/年,年耗DMC约5万吨。
今后随着世界PC工业的发展、工艺路线的改造,DMC在PC业中的消费也将有一定的增长,预计到2007年消费量将达到10万吨/年左右。
2.1.2 农药行业在农药领域,DMC主要用于生产甲基异氰酸酯,进而生产某些氨基甲酸酯类农药。
可生产的农药品种有:甲萘威、残杀威、克百威、灭多威等。
2001年全球在农药方面DMC的消费量约为7000吨。