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2018年我國碳酸二甲酯產(chǎn)銷及價格走勢，下游需求推動DMC行業(yè)迎來景氣周期【圖】

碳酸二甲酯游震 2018-12-29 05:28 來源：智研咨詢

一、DMC行業(yè)定義及上下游之間關系

碳酸二甲酯（DimethylCarbonate，簡稱DMC），常溫時是一種無色透明、略有氣味、微甜的液體，難溶于水，但可以和醇、醚、酮等幾乎所有的有機溶劑混溶。DMC毒性很低，1992年就被歐洲列為無毒產(chǎn)品，是一種符合現(xiàn)代“清潔工藝”要求的環(huán)保型化工原料，因此DMC的合成技術受到了國內(nèi)外化工界的廣泛重視，我國化工部在“八五”和“九五”期間將其列為重點項目。

我國DMC產(chǎn)品開發(fā)始于20世紀80年代初期，早期生產(chǎn)工藝均為光氣法，裝置規(guī)模一般為300-500噸/年，生產(chǎn)技術以自主開發(fā)為主。由于光氣劇毒，腐蝕設備以及生產(chǎn)過程中存在三廢處理等問題，20世紀90年代以后，各大高校和科研院所相繼對非光氣法DMC生產(chǎn)工藝進行了開發(fā)研究，唐山朝陽化工廠在中國建了第一套酯交換法工藝的碳酸二甲酯裝置，緊接著安徽銅陵金泰也采用同樣的工藝建了一套DMC裝置。通過20多年的研究和實踐，我國DMC生產(chǎn)工藝有了較大改進。目前，光氣法DMC生產(chǎn)工藝已全面淘汰，取而代之的是酯交換法生產(chǎn)工藝，酯交換法合成DMC裝置產(chǎn)能合計約占DMC總產(chǎn)能的90%以上，成為我國DMC生產(chǎn)的主流工藝。該工藝采用二氧化碳做為主要原料之一，每生產(chǎn)1噸碳酸二甲酯就要消耗0.7噸二氧化碳，實現(xiàn)了二氧化碳的綠色化利用。

碳酸二甲酯直接原材料包括環(huán)氧丙烷、甲醇和二氧化碳。其中二氧化碳和甲醇為大宗化工原料，價格低廉，供應充足。環(huán)氧丙烷近年來受原油價格波動和市場供求關系影響，價格不斷波動。

碳酸二甲酯作為替代傳統(tǒng)有毒化工產(chǎn)品的綠色化工中間體，其發(fā)展受下游行業(yè)發(fā)展以及下游行業(yè)向節(jié)能環(huán)保型產(chǎn)業(yè)升級影響較大。作為DMC目前主要應用領域的油漆、涂料、鋰離子電池電解液、聚碳酸酯、粘膠劑、醫(yī)藥等行業(yè)實現(xiàn)從傳統(tǒng)低成本、低環(huán)保型向高檔次、高環(huán)保型的產(chǎn)業(yè)升級，以及下游新興應用領域的研發(fā)和推廣將有力推動碳酸二甲酯行業(yè)的快速發(fā)展。

碳酸二甲酯行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈

資料來源：公開資料智研咨詢整理

二、DMC生產(chǎn)工藝分析

到目前為止，DMC合成技術以光氣法、甲醇羰基化氧化法、酯交換法和尿素醇解法為主，同時也有部分處于研發(fā)及小試階段的生產(chǎn)方法?，F(xiàn)在國外有代表性的先進DMC生產(chǎn)技術有：意大利ENI公司的液相氧化羰基化法、日本宇部興產(chǎn)公司的低壓氣相法和美國Texaco公司酯交換法。

（1）光氣化法

1918年HoodMurdock成功用光氣和甲醇反應生成氯甲酸甲酯，再與甲醇反應合成DMC。該技術是DMC早期工業(yè)生產(chǎn)的主要方法，是由光氣與甲醇反應生成氯甲酸甲酯，氯甲酸甲酯再與甲醇反應生成碳酸二甲酯產(chǎn)品。

光氣甲醇法生產(chǎn)DMC，工藝成熟，收率高。但由于使用劇毒的光氣作為原料，污染環(huán)境嚴重、生產(chǎn)安全性差。同時副產(chǎn)物氯化氫對管道和設備腐蝕嚴重，而且工藝復雜、操作周期長。雖然該工藝進行了研究和改進，但由于工藝本身的固有缺陷，尤其在環(huán)境保護法規(guī)日趨嚴厲的當今時代，屬于淘汰型工藝，發(fā)達國家已禁止用該法生產(chǎn)，國內(nèi)也不再審批光氣化新建項目，原有項目也在逐步淘汰。

光氣化法生產(chǎn)DMC反應方程式

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（2）甲醇氧化羰基化法

該技術以甲醇、CO和O2為原料，原料價廉易得，理論上甲醇全部轉(zhuǎn)化為DMC，無其他有機物生成，主要有液相、氣相和常壓非均相法三種。該法投資少、成本低且符合環(huán)保要求，是重點研究、開發(fā)的技術路線。

其中液相法技術由意大利UgoRomano等人在長期研究羰基化基礎上于1979年開發(fā)成功。1983年，由意大利EnichemSynthesis公司首先實現(xiàn)工業(yè)化，初始裝置規(guī)模5000噸/年，1988年擴產(chǎn)到8000噸/年，199年進一步擴大到12000噸/年。除意大利埃尼公司外，世界上其他幾大化學公司如ICI、Texaco和Dow化學公司等也在競相開發(fā)此技術。我國化工部西南化工研究院在上世紀80年代中期也進行了液相法甲醇氧化羰基化技術的開發(fā)，并取得階段性成果。

液相工藝以氧化亞銅為催化劑，甲醇既為反應物又為溶劑，在淤漿反應器中反應，反應溫度100℃~130℃、壓力2.0~3.0MPa，甲醇、氧氣和氯化亞銅反應生成甲氧基氯化亞銅，再與一氧化碳反應生成碳酸二甲酯(DMC)。其反應式如下：

甲醇氧化羰基化法生產(chǎn)DMC反應方程式

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該法在反應過程中氧濃度始終保持在爆炸極限以下，但催化劑壽命短，腐蝕性強。另外，在產(chǎn)品分離方面也存在一定的問題。

甲醇氣相氧化羰基化法由美國DOW化學公司于1986年開發(fā)成功，該技術避免了催化劑對設備的腐蝕，工藝簡單，生產(chǎn)安全環(huán)保，但其催化劑容易失活，轉(zhuǎn)化率較低。

（3）酯交換法

美國Texaco公司開發(fā)成功由環(huán)氧乙烷(EO)、CO2和甲醇聯(lián)產(chǎn)碳酸二甲酯(DMC)和乙二醇(EG)的新工藝。反應分兩步進行：CO2與環(huán)氧乙烷生成碳酸乙烯酯，然后碳酸乙烯酯與甲醇經(jīng)過酯基轉(zhuǎn)移反應生成碳酸二甲酯(DMC)和乙二醇(EG)。反應式如下：

脂交換法生產(chǎn)DMC反應方程式

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（4）尿素醇解法

尿素醇解法首先由尿素與甲醇反應生成氨基甲酸甲酯，氨基甲酸甲酯進一步與甲醇反應則得到DMC，如下所示：

尿素醇解法生產(chǎn)DMC反應方程式

尿素醇解法需要有廉價的尿素原料和回收副產(chǎn)氨，因此適合合成氨-尿素生產(chǎn)企業(yè)采用。中科院山西煤化所在該工藝的開發(fā)上已取得突破，開發(fā)了活性和選擇性均處于國際領先水平的固體催化劑。在不加任何有機溶劑條件下，尿素轉(zhuǎn)化率接近100%，氨基甲酸酯和DMC選擇性大于98%，其中DMC選擇性40%~70%。
DMC的生產(chǎn)工藝優(yōu)缺點比較

從國內(nèi)環(huán)境來看，羰基氧化法原料易得，是非常有發(fā)展前途的技術，但目前受技術限制，要實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)還需要一段時間。尿素法整體經(jīng)濟效益好，無污染，但目前還處于中試階段。技術成熟經(jīng)濟性有好的當屬環(huán)氧乙烷酯交換法，其制約因素是要用到環(huán)氧乙烷，其原料為乙烯，這兩種產(chǎn)品均因易燃易爆難以進口。受原料限制，國內(nèi)酯交換法裝置主要以環(huán)氧丙烷酯交換法為主。

DMC的生產(chǎn)工藝優(yōu)缺點比較

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三、PO 酯交換法生產(chǎn) DMC 為國內(nèi)主流，受制原料波動開工率較低

1國外裝置大多配套下游產(chǎn)品，外售有限

目前，國外DMC的主要生產(chǎn)廠家包括美國通用塑料（GE）、意大利利埃尼、日本三菱化學和宇部興產(chǎn)以及韓國LOTTE化學。GEPlastic建造的10萬噸/年DMC裝置用于生產(chǎn)聚碳酸，后來被西班牙Sabic買斷，正常情況下不對外銷售。日本宇部興產(chǎn)株式會社是世界上較早的碳酸二甲酯生產(chǎn)商，該公司是甲醇羰基化法生產(chǎn)工藝，目前的產(chǎn)能為1.5萬噸/年，其中5000噸/年是電池級DMC，剩余10000噸/年是工業(yè)級。宇部興產(chǎn)有自己的電池電解液生產(chǎn)裝置，約2000噸/年供自己的電解液裝置使用，其余銷售給日本當?shù)氐碾娊庖嚎蛻?。韓國LOTTE化學現(xiàn)有產(chǎn)能11萬噸/年。該公司生產(chǎn)DMC的主要是用于配套三星的聚碳酸酯裝置，少部分出售給韓國當?shù)氐耐苛峡蛻?。整體來看，國外裝置大多配套下游的PC或者電解液生產(chǎn)銷售，對外銷售數(shù)量有限。

國外主要DMC生產(chǎn)商產(chǎn)能

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2國內(nèi)DMC裝置以酯交換法為主，受制原料PO波動，開工率較低

由于酯交換法技術成熟經(jīng)濟性又好，目前國內(nèi)DMC裝置都以該技術為主，主要生產(chǎn)廠商產(chǎn)能合計為56.3萬噸。

目前國內(nèi)主要DMC生產(chǎn)廠商裝置情況

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前幾年國內(nèi)碳酸二甲酯市場受國家環(huán)保政策、原材料PO價格等因素影響，價格波動明顯，這使得部分高成本裝置利潤波動較大，導致行業(yè)整體產(chǎn)能利用率長期位于50%上下，在化工行業(yè)中屬于較低的水平。

四、國內(nèi)DMC發(fā)展現(xiàn)狀及需求結(jié)構

2017年我國碳酸二甲酯產(chǎn)量約34.7萬噸，進口約8.2萬噸，出口約7.8萬噸，國內(nèi)碳酸二甲酯表觀消費量約35.1萬噸。

2011-2017年中國碳酸二甲酯市場供需平衡情況

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DMC作為一種無毒、環(huán)保性能優(yōu)異、用途廣泛的化工原料，近年來下游需求穩(wěn)步增長，其中，鋰離子電池電解液和油漆涂料行業(yè)成為我國目前DMC主要消費市場。目前國內(nèi)DMC主要下游行業(yè)包括：

1、鋰離子電池電解液。近年來，我國手機、便攜式計算機、攝像機、照相機等移動電器產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展，特別是電動助力車、電動轎車市場在國家新能源戰(zhàn)略的引導下，正成為我國未來最具市場前景的行業(yè)之一，相應地鋰電池行業(yè)產(chǎn)量及需求量也得到較快增長。碳酸酯類產(chǎn)品作為電池電解液的原料，在該領域的應用受到了普遍關注。可以預計，隨著國家新能源產(chǎn)業(yè)規(guī)劃的不斷實施，DMC在鋰電池領域中的需求量將會得到較快增長；

2、油漆、涂料、粘膠劑行業(yè)，約占國內(nèi)DMC消費總量50％以上。DMC由于具有溶解性能優(yōu)良，熔、沸點范圍窄，表面張力大，粘度低，介電常數(shù)小，蒸發(fā)溫度高，蒸發(fā)速度快等特點，因此可以替代有毒性的甲苯、二甲苯產(chǎn)品等廣泛用于油漆、涂料、粘膠劑等行業(yè)。隨著消費者環(huán)保意識和環(huán)保要求的不斷提高，DMC無毒性、高安全性的特點迎合了市場的需要；

3、聚碳酸酯。近年來隨著國內(nèi)DMC產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，DMC逐漸代替光氣生產(chǎn)市場缺口很大的聚碳酸酯和異氰酸酯。聚碳酸酯是一種日常常見的材料，具有突出的抗沖擊能力，是五大工程塑料中唯一具有良好透明性的產(chǎn)品，也是近年來增長速度最快的通用工程塑料。目前廣泛應用于汽車、電子電氣、建筑、辦公設備、包裝、運動器材、醫(yī)療保健等領域，隨著改性研究的不斷深入，正迅速拓展到航空航天、計算機、光盤等高科技領域；

4、醫(yī)藥行業(yè)是我國目前DMC較為重要消費領域，DMC在醫(yī)藥方面主要作為甲基化劑替代高毒性的硫酸二甲酯使用，用于合成抗感染類藥、解熱鎮(zhèn)痛類藥、維生素類藥和中樞神經(jīng)系統(tǒng)用藥。目前已工業(yè)化應用的包括環(huán)丙沙星用量約5000噸，氧氟沙星用量約1000噸，呋喃唑酮用量約1000噸，以及卡巴、卡巴氧、卡巴得、呋喃它酮等。隨著碳酸二甲酯的成本和價格進一步降低以及國內(nèi)環(huán)保政策進一步強化，碳酸二甲酯在醫(yī)藥行業(yè)中用于替代高毒的硫酸二甲酯作甲基化劑的應用也將得到較大范圍的推廣，這也是碳酸二甲酯在醫(yī)藥行業(yè)中最有增長潛力的市場。

5、盡管目前我國農(nóng)藥行業(yè)DMC的市場消費量相對較小，目前已工業(yè)化應用的包括磺草靈、滅磺隆、西維因、呋喃丹等約8000噸。由于我國是農(nóng)藥生產(chǎn)大國，隨著我國農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)結(jié)構調(diào)整步伐的加快，國家對于農(nóng)藥安全性的要求將日趨嚴格，傳統(tǒng)高毒性農(nóng)藥將逐步被無毒、低毒的農(nóng)藥產(chǎn)品所取代，因此，作為綠色環(huán)保中間體的DMC產(chǎn)品在農(nóng)藥生產(chǎn)領域的應用將具有廣闊的發(fā)展前景。

2017年國內(nèi)碳酸二甲酯需求量結(jié)構