圖為陜西省榆林市云化綠能有限公司新建的5萬噸DMC裝置。　
　

　　近年來，全國多地持續(xù)不斷的霧霾天氣和日益嚴(yán)重的環(huán)境污染越來越受到社會各界的關(guān)注。在尋找和改善油品質(zhì)量、可替代汽油添加劑的化學(xué)品過程中，綠色環(huán)保的化學(xué)品——碳酸二甲酯(DMC)受到了人們的高度關(guān)注。隨著傳統(tǒng)的酯交換法生產(chǎn)工藝及全系統(tǒng)能量集成利用技術(shù)、酯交換法聯(lián)產(chǎn)乙二醇技術(shù)、萬噸級尿素醇解法制備DMC等一系列新技術(shù)獲得突破，國內(nèi)DMC的生產(chǎn)成本有望大幅度降低，產(chǎn)能將會成倍擴(kuò)大，規(guī)模效應(yīng)也將進(jìn)一步顯現(xiàn)出來。再加上DMC作為汽柴油添加劑的標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)與成本問題相繼解決，其下游應(yīng)用市場有望開閘。

　　綠色經(jīng)濟(jì) 工藝技術(shù)取得突破

　　據(jù)中國碳酸酯產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書處透露，我國已成為目前全球最大的DMC生產(chǎn)國。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，到2014年1月底，全國現(xiàn)有DMC年產(chǎn)能75.2萬噸，在建產(chǎn)能8萬噸、擬建產(chǎn)能76萬噸。預(yù)計(jì)2015年，全國DMC總產(chǎn)能將達(dá)到159.2萬噸。

　　2013年以來，我國尿素二步法制備DMC技術(shù)、尿素醇解法制備DMC新工藝、甲醇氧化羰基化合成DMC新工藝等開發(fā)應(yīng)用獲得成功，使主要采用傳統(tǒng)的酯交換法工藝、長期受困于環(huán)氧丙烷等石油路線的企業(yè)和尿素、甲醇等企業(yè)看到了希望，從而驅(qū)動DMC產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出井噴式發(fā)展。

　　近期，記者從唐山好譽(yù)科技開發(fā)有限公司獲悉，自去年12月份以來，陜西省榆林市云化綠能有限公司新建5萬噸/年裝置采用了該公司最新研發(fā)的酯交換法全連續(xù)生產(chǎn)工藝及全系統(tǒng)能量集成利用技術(shù)，并于今年1月投料試車成功，產(chǎn)出合格產(chǎn)品。

　　據(jù)公司總經(jīng)理屈強(qiáng)好介紹，這兩套裝置經(jīng)過連續(xù)1個多月的試車生產(chǎn)表明：應(yīng)用該公司開發(fā)的DMC和1，2-丙二醇連續(xù)精餾技術(shù)后，產(chǎn)品質(zhì)量非常穩(wěn)定。之前國內(nèi)DMC單套裝置最大的規(guī)模為5萬噸，該技術(shù)的突破可以使單套裝置規(guī)模達(dá)到10萬噸、甚至幾十萬噸，為單套大規(guī)模裝置的建設(shè)打下基礎(chǔ)。

　　另外，榆林市云化綠能有限公司5萬噸/年裝置也采用了該公司最新研發(fā)的工藝路線集成優(yōu)化技術(shù)。其核心是優(yōu)化工藝、減少精餾塔，將原設(shè)計(jì)中的精餾塔由8個塔減少到6個塔，從而使DMC生產(chǎn)總能耗降低30%以上。這不僅明顯降低了產(chǎn)品成本，有效節(jié)省了項(xiàng)目的設(shè)備投資和占地面積。同時還解決了國家對新上項(xiàng)目總能耗的限制，從技術(shù)與政策上為DMC的發(fā)展鋪平了道路。

　　此外，記者在江蘇晉煤恒盛化工股份有限公司采訪時了解到，由華東理工大學(xué)和該公司合作研發(fā)的、擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的尿素二步法合成DMC工藝技術(shù)的第一步：尿素與丙二醇合成碳酸丙烯酯1000噸/年工業(yè)化、連續(xù)化中試生產(chǎn)獲得成功。這是繼2013年5月份，亞申科技研發(fā)中心(上海)有限公司與山東泰豐中科化工有限公司合作開發(fā)的萬噸級尿素醇解法合成DMC裝置打通全流程后，我國DMC工業(yè)化技術(shù)開發(fā)取得的又一項(xiàng)成果。

　　據(jù)了解，該中試裝置經(jīng)過半年多的中試運(yùn)行，在間歇反應(yīng)中，尿素單程轉(zhuǎn)化率達(dá)到100%，碳酸丙烯酯收率達(dá)90%～91%。在連續(xù)反應(yīng)中，尿素轉(zhuǎn)化率達(dá)到100%，碳酸丙烯酯收率為92%～95%。從而，驗(yàn)證了尿素與丙二醇合成碳酸丙烯酯工藝的可行性。

　　據(jù)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、華東理工大學(xué)方云進(jìn)教授介紹，與傳統(tǒng)的酯交換法制備路線相比，新工藝具有三大特點(diǎn)：一是解決了傳統(tǒng)酯交換制備DMC工藝中副產(chǎn)物丙二醇出路問題;二是采用了國內(nèi)過剩的價(jià)廉而且價(jià)格相對穩(wěn)定的尿素為資源，產(chǎn)業(yè)化成本大大降低;三是嫁接了成熟的酯交換生產(chǎn)技術(shù)，使得尿素二步法合成碳酸二甲酯技術(shù)相對尿素一步法醇解技術(shù)更易工業(yè)化放大。

　　晉煤恒盛化工股份有限公司副總經(jīng)理、總工程師曹廣安告訴記者，據(jù)測算，每生產(chǎn)1噸碳酸丙烯酯，需消耗尿素0.64噸、丙二醇0.76噸、蒸汽2.5噸，可回收氨0.35噸，碳酸丙烯酯的生產(chǎn)成本約7600元/噸左右。以3萬噸/年規(guī)模的尿素二步法合成DMC測算，建設(shè)投資約為1.25億元。DMC的生產(chǎn)成本約4200元/噸，比傳統(tǒng)的酯交換法綜合成本每噸降低數(shù)百元，是相當(dāng)具有市場競爭力的。

　　據(jù)悉，該中試技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)是由華東理工大學(xué)和江蘇晉煤恒盛化工股份有限公司共享，目前晉煤恒盛化工已經(jīng)開始著手進(jìn)行3萬噸尿素二步法合成DMC工業(yè)化裝置的可研工作，待可研報(bào)告、環(huán)評及其它相關(guān)材料通過評審后，即可建設(shè)工業(yè)化生產(chǎn)裝置。一旦3萬噸級的工業(yè)化生產(chǎn)裝置開車成功后，每年可消耗甲醇2.04萬噸、尿素1.92萬噸、二氧化碳1.8萬噸(CO2和氨合成尿素)，不僅具有明顯的節(jié)能減排效益，可為我國目前產(chǎn)能嚴(yán)重過剩的尿素、甲醇行業(yè)開辟出一條新出路，并開拓出二氧化碳再利用的新途徑，為更加綠色、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的DMC產(chǎn)業(yè)提供發(fā)展新思路。

圖為2013第十屆碳酸二甲酯研討會期間，專家正在作報(bào)告。
　　

　　水到渠成 嶄新市場亟待開啟

　　經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)DMC非常適合于辛烷值大于80的催化汽油和重整汽油。由于DMC的含氧量高達(dá)53%，在與汽油達(dá)到同樣氧含量時，體積添加量只有MTBE的40%，就可以獲得與MTBE相近的調(diào)和效果，同時有害廢氣排放減少50%以上。因此，在國內(nèi)DMC具有極大的市場潛力，如果汽油中添加4%，國內(nèi)年汽油總耗量為8000萬噸，DMC的汽油添加劑市場約為320萬噸/年。

　　由于燃料中的氧在燃燒中能起到自供氧作用，因此，在柴油中添加含氧添加劑可以有效改善柴油機(jī)的性能和排放，降低碳煙或顆粒的效果尤其明顯。實(shí)驗(yàn)證明，DMC的適當(dāng)添加可以制成無煙柴油，有效減少或消除尾氣中顆粒物的排放。如果柴油中添加10%～15%，國內(nèi)年柴油總耗量為1.5億噸，DMC的柴油添加劑市場約為1500萬噸/年。而目前，國內(nèi)70萬噸的產(chǎn)能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要。

　　目前，國內(nèi)DMC的生產(chǎn)裝置主要都是采用傳統(tǒng)的酯交換法，以環(huán)氧丙烷、二氧化碳和甲醇為主要原料，每年生產(chǎn)1噸DMC，就要聯(lián)產(chǎn)0.8噸1，2-丙二醇。目前，全國1，2-丙二醇產(chǎn)量可達(dá)到56萬噸，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了國內(nèi)25萬噸的市場容量。

　　以目前DMC主要原料環(huán)氧丙烷13000元/噸，副產(chǎn)品1,2-丙二醇9000元/噸來計(jì)算，每噸DMC副產(chǎn)的1,2-丙二醇價(jià)值比使用的原料環(huán)氧丙烷價(jià)格低1500元，也就是說，環(huán)氧丙烷與丙二醇的價(jià)格倒掛將使得DMC生產(chǎn)成本增加1500元。

　　多年來，由于國內(nèi)丙二醇受到進(jìn)口丙二醇、以及多元醇?xì)浣夤に嚿a(chǎn)的混合二元醇市場的沖擊，丙二醇的市場波動較大。隨著酯交換法生產(chǎn)能力的進(jìn)一步增加，副產(chǎn)物丙二醇的產(chǎn)量也將進(jìn)一步供大于求，過量的丙二醇由于市場容量的限制而無法銷售，不僅影響了裝置的開工率，也影響了DMC裝置的經(jīng)濟(jì)性。因此，尋找1，2-丙二醇的出路，已成為打破DMC產(chǎn)業(yè)瓶頸的一個突破口。

　　據(jù)屈強(qiáng)好介紹，目前，我國每年大約純進(jìn)口乙二醇700多萬噸，但仍然不能滿足市場需求。而另一方面，全國每年有大量的環(huán)氧乙烷過剩。

　　針對這一情況，早在1997年，唐山好譽(yù)科技開發(fā)有限公司技術(shù)人員就開發(fā)了酯交換法生產(chǎn)DMC聯(lián)產(chǎn)乙二醇的5000噸工業(yè)化中試技術(shù)。該技術(shù)的核心是以環(huán)氧乙烷、二氧化碳和甲醇為原料，首先以環(huán)氧乙烷和二氧化碳為原料生產(chǎn)碳酸乙烯酯;再以碳酸乙烯酯和甲醇為原料進(jìn)行酯交換反應(yīng)生產(chǎn)碳酸二甲酯同時聯(lián)產(chǎn)乙二醇。

　　由于以環(huán)氧乙烷、二氧化碳和甲醇為原料的酯交換工藝有成熟的工業(yè)技術(shù)，所以技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)非常小，該酯交換技術(shù)一經(jīng)采用，必將解決目前DMC企業(yè)1,2-丙二醇銷售的困境，不僅為DMC生產(chǎn)企業(yè)提供了更高的利潤空間，同時也是替代目前環(huán)氧乙烷水合法生產(chǎn)乙二醇的最佳工藝路線選擇。

　　另據(jù)不愿透露姓名的國內(nèi)油品添加劑方面的權(quán)威專家介紹，早在2010年，國家在制定新的國Ⅴ汽、柴油標(biāo)準(zhǔn)和非石油類添加劑的有關(guān)規(guī)定時，就考慮將DMC作為油品添加劑。國家有關(guān)油品添加劑的技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)部門已經(jīng)做了大量工作，完成了DMC用作汽柴油添加劑的技術(shù)問題研究與標(biāo)準(zhǔn)的制定。而國內(nèi)許多研究單位對此項(xiàng)工作也做過大量深入細(xì)致的研究，部分DMC生產(chǎn)企業(yè)也進(jìn)行了添加燃燒實(shí)踐，均取得了很好的應(yīng)用效果。所以，DMC用于汽柴油添加劑已經(jīng)水到渠成。

　　隨著我國DMC產(chǎn)業(yè)近十幾年的快速發(fā)展，產(chǎn)能已經(jīng)達(dá)到了70萬噸/年的規(guī)模，同時，產(chǎn)品價(jià)格已經(jīng)從原來的2萬元/噸，降到了目前的6000元/噸左右。再加上尿素二步法技術(shù)和酯交換法生產(chǎn)DMC聯(lián)產(chǎn)乙二醇技術(shù)工業(yè)化開發(fā)成功，DMC的噸產(chǎn)品成本有望降低到4200元左右，DMC用作汽柴油添加劑的成本已經(jīng)有很大優(yōu)勢。

　　由此，業(yè)屆人士認(rèn)為，DMC用作汽柴油添加劑，不論是從市場、技術(shù)，還是成本上都已經(jīng)成熟，只是欠缺相應(yīng)的行業(yè)或國家標(biāo)準(zhǔn)。建議國家相關(guān)部門引起重視，在一定的區(qū)域內(nèi)示范，成功后再向全國推廣。

圖為上海亞申科技技術(shù)人員在現(xiàn)場查看DMC裝置運(yùn)轉(zhuǎn)情況。

　　建設(shè)提速 行業(yè)布局面臨巨變

　　根據(jù)2013年10月31日～11月2日在江蘇宜興舉行的2013年(第十屆)全國碳酸酯技術(shù)開發(fā)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展研討會上透露出的信息，2013年以來，全國DMC行業(yè)呈現(xiàn)熱火朝天的新建、改擴(kuò)建的局面，各行業(yè)各地區(qū)不同所有制的企業(yè)，紛紛進(jìn)入這一領(lǐng)域，使產(chǎn)業(yè)布局、規(guī)模與原料路線等都發(fā)生的巨大變化。

　　寧波浙鐵大風(fēng)化工有限公司投資約18億元，采用唐山好譽(yù)科技公司開發(fā)的酯交換法DMC工藝，新建4萬噸DMC生產(chǎn)裝置，并與引進(jìn)國外技術(shù)建設(shè)的10萬噸/年碳酸二苯酯、10萬噸/年非光氣法聚碳酸酯相配套，該工程已于2013年10月份建成投入試生產(chǎn)。

　　與此同時，亞申科技(上海)開發(fā)中心與山東泰豐中科化工有限公司合作，采用自主研發(fā)的尿素醇解法工藝技術(shù)，利用原有萬噸級酯交換法制DMC裝置的基礎(chǔ)設(shè)施和外圍框架，主要設(shè)備、核心反應(yīng)器和工段、零配件等均由亞申科技重新設(shè)計(jì)選型完成進(jìn)行改造，經(jīng)過兩年多的工藝開發(fā)和建設(shè)，并于2013年5月打通了全流程。試開車運(yùn)行表明：轉(zhuǎn)化率與產(chǎn)品選擇性等技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到或超過預(yù)期，驗(yàn)證了尿素醇解法制備DMC技術(shù)和工藝的可行性，開辟了DMC制備的新工藝，也為目前開工不足的DMC行業(yè)發(fā)展提供了新思路。

　　2013年2月26日，新疆庫車縣人民政府與浙江榮盛集團(tuán)有限公司在浙江省寧波市舉行隆重簽約儀式，雙方簽訂年產(chǎn)180噸乙二醇項(xiàng)目投資協(xié)議，此舉標(biāo)志著榮盛集團(tuán)在庫車天然氣化工項(xiàng)目正式啟動。根據(jù)協(xié)議，榮盛集團(tuán)已在庫車開工建設(shè)年產(chǎn)100萬噸醋酸項(xiàng)目;計(jì)劃投資260億元，建設(shè)年產(chǎn)200萬噸PVC項(xiàng)目。計(jì)劃投資300億元在庫車建設(shè)年產(chǎn)180萬噸乙二醇主產(chǎn)品和年產(chǎn)11萬噸碳酸二甲酯、7.5萬噸混合醇酯等副產(chǎn)品。該項(xiàng)目將為乙二醇副產(chǎn)純度為80%左右的DMC開辟新路徑。

　　福建泉港恒河化工公司4萬噸/年碳酸二甲酯項(xiàng)目，采用企業(yè)自有的氧化羰基化法新工藝技術(shù)，將泉港當(dāng)?shù)囟趸嘉矚膺M(jìn)行回收提純后作為原料，替代原有成本較高的化工原料生產(chǎn)碳酸二甲酯。目前，該項(xiàng)目正在加緊建設(shè)，竣工投產(chǎn)后可以為DMC生產(chǎn)開辟的新工藝和原料路線。

　　此外，與國內(nèi)現(xiàn)有DMC主要生產(chǎn)企業(yè)不同的是，山西襄礦泓通煤化工有限公司總投資35.8億元計(jì)劃建設(shè)的20萬噸/年碳酸二甲酯及10萬噸/年丙烯酸項(xiàng)目已獲立項(xiàng)批復(fù)，正在辦理其他相關(guān)手續(xù)。該項(xiàng)目主要是為襄礦集團(tuán)100億安時電力儲能電池項(xiàng)目生產(chǎn)提供原料。高效電力儲能電池則是國家新能源戰(zhàn)略的重要組成部分，廣泛應(yīng)用于風(fēng)能、太陽能等可再生清潔能源儲能系統(tǒng)以及國家智能電網(wǎng)的錯峰調(diào)節(jié)。該項(xiàng)目一旦工業(yè)成功，將開辟DMC在儲能電池等高端產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用市場。