用途廣泛被譽為當今有機合成的“新基石”的碳酸二甲酯領(lǐng)域又傳出好消息--10月10日,浙江石油化工有限公司對外宣布,該公司年產(chǎn)20萬噸碳酸二甲酯(DMC)聯(lián)產(chǎn)13.2萬噸乙二醇項目開車成功,單套裝置產(chǎn)能為國際。
從這條信息中,時態(tài)理出了四條利好:
一是單套產(chǎn)能提升了一個數(shù)量級,引發(fā)碳酸二甲酯從有機化工中間體到大宗化工品轉(zhuǎn)向成為可能:
二是為大規(guī)模酯交換法生產(chǎn)聚碳酸酯配套的企業(yè)提供成熟的技術(shù)基礎;
三是聯(lián)產(chǎn)的乙二醇有更好更大的市場,改變了丙二醇市場難以推廣擴大的窘境;
四是用于汽油添加劑,替代MTBE成為可能。
碳酸二甲酯(DMC)是一種重要的有機化工中間體,由于其分子結(jié)構(gòu)中含有羰基、甲基、甲氧基和羰基甲氧基,因而可廣泛用于羰基化、甲基化、甲氧基化和羰基甲基化等有機合成反應,用于生產(chǎn)聚碳酸酯、異氰酸酯等多種化工產(chǎn)品。由于DMC無毒,可替代劇毒的光氣、氯甲酸甲酯、硫酸二甲酯等作為甲基化劑或羰基化劑使用。作為溶劑,DMC可替代氟里昂、三氯乙烷、三氯乙烯、苯、二甲苯等用于油漆涂料、清潔溶劑等。此外,DMC還可作清潔劑、表面活性劑和柔軟劑的添加劑。
盡管用途非常廣泛,但現(xiàn)有的工藝路線和生產(chǎn)成本很難讓碳酸二甲酯走上大宗化學產(chǎn)品之路。
主要的問題:一是盡管在鋰電池電解液、顯影液、涂料、膠粘劑等已經(jīng)得到廣泛應用,但很難有量的放大;
二是比較成熟的環(huán)氧丙烷路線生產(chǎn)出的丙二醇市場較難開發(fā),兩個產(chǎn)品經(jīng)常出現(xiàn)“蹩腳”;
三是用于汽油添加劑的前提一定要在成本上有一個較大的下降,但現(xiàn)實很難做到;
四是用于聚碳酸酯合成原料,碳酸丙(乙)烯酯的純度和量一定要滿足條件后續(xù)裝置的要求。因此,關(guān)于碳酸二甲酯的工藝開發(fā)路線和使用用途一直是業(yè)內(nèi)的兩大熱點。上述問題隨著本次大型化裝置的投產(chǎn),都會有解決的突破點。
作為汽油添加劑,DMC可提高其辛烷值和含氧量,進而提高其抗爆性。DMC具有高氧含量(分子中氧含量高達53%)、優(yōu)良的提高辛烷值作用(辛烷值高達105)、無相分離、低毒和快速生物降解性等性質(zhì),使汽油達到同等氧含量時使用的DMC的量比甲基叔丁基醚(MTBE)少4.5倍,從而降低了汽車尾氣中碳氫化合物、一氧化碳和甲醛的排放總量,此外還克服了常用汽油添加劑易溶于水、污染地下水源的缺點,因此DMC將成為替代MTBE的最有潛力的汽油添加劑之一。
但是,要想替代MTBE,必須要滿足量和價格。
我國汽油的使用量在1.3億噸的水平,MTBE的用量為千萬噸,即便是一部分替代,碳酸二甲酯的產(chǎn)量也必須達到幾百萬噸級。顯然,現(xiàn)有工藝下的碳酸二甲酯產(chǎn)量差的不是一星半點。
最重要的是價格,網(wǎng)上看了一下碳酸二甲酯的價格,近期是一路上漲接近1.2萬元/噸,價格支撐的主因是環(huán)氧丙烷的價格處于近期最高位。即便是市場的最低位,碳酸二甲酯的價格也很難滿足汽油添加劑的使用。國內(nèi)現(xiàn)有的生產(chǎn)企業(yè)所需的環(huán)氧丙烷多是外購(自產(chǎn)的也是外購丙烯)。
浙江石油化工有限公司的碳酸二甲酯裝置是聯(lián)合裝置之一,乙烯直接氧化路線可以確保環(huán)氧乙烷原料供應連續(xù)和低成本化(環(huán)氧丙烷和環(huán)氧乙烷現(xiàn)在的價格分別是18000元、7200元/噸)。一旦市場回歸正常年份,碳酸二甲酯的價格會隨著市場投放量的迅速加大而下降,替代成為可能。
此外,環(huán)保政策、以及酯交換法吃二氧化碳,也都是助推碳酸二甲酯發(fā)展的動力。
圖為單套年產(chǎn)20萬噸以環(huán)氧乙烷為原料酯交換法碳酸二甲酯裝置
環(huán)氧丙烷路線生產(chǎn)出的丙二醇,一直受市場容量小、市場較難開發(fā)的限制,經(jīng)常出現(xiàn)虧著買。兩個產(chǎn)品還會出現(xiàn)“蹩腳”互有好壞,甚至把丙二醇當做了碳酸二甲酯生產(chǎn)的副產(chǎn)品。據(jù)本新聞介紹,生產(chǎn)的乙二醇產(chǎn)品達到主含量99.9%以上的國標聚酯級。因此,相對于乙二醇的天量需求,通過碳酸二甲酯工藝生產(chǎn)出的乙二醇即將非常具有競爭力。
隨著非光氣法生產(chǎn)聚碳酸工藝的成熟和采用,對碳酸乙烯酯的需求量就會是幾十萬噸級(曾有資料顯示,采用非光氣的酯交換工藝,生產(chǎn)1 t的PC需要消耗0.35 t DMC當量)。據(jù)介紹,本工藝除了產(chǎn)能大外,還有三大技術(shù)突破,包括創(chuàng)新了綠色均相離子液體合成催化劑,使得反應條件更加溫和、轉(zhuǎn)化率和收率大幅提高;用噴射流反應器對反應系統(tǒng)進行了創(chuàng)新,解決了大量環(huán)氧乙烷進入反應系統(tǒng)的危險性;創(chuàng)新了碳酸乙烯酯分離系統(tǒng),解決了碳酸乙烯酯容易分解導致的分離難題等。
因此,該裝置的成功投產(chǎn)將緩解國內(nèi)對碳酸乙烯酯產(chǎn)品的需求,為具備環(huán)氧乙烷、二氧化碳的大煉油企業(yè)提供了投資少、成本低的聚酯級乙二醇生產(chǎn)路線,為大規(guī)模酯交換法生產(chǎn)聚碳酸酯配套的企業(yè)提供成熟的技術(shù)基礎。