酯交换法生产碳酸二甲酯技术开发与市场发展.pdf

第十五届全国化肥一甲醇技术年会 TechnicalAnnual The15thNationalFertilizeandMethanol Meeting 酯交换法生产碳酸二甲酯技术开发与市场发展 田恒水朱云峰郝晔 (华东理工大学化工学院上海200237) 随着人们环境保护意识的加强、国家环境保护立法的完善、环境保护执法力度的加强，化学工业中 剧毒、高污染化学品的生产与使用越来越受到制约。国家已经下令关闭了污染严重的小造纸厂、小印染 厂。随着环境污染治理力度的加大，无三废、清洁工艺和绿色工艺日益受到人们愈来愈强烈的重视，成 为化学家、化学工程师和化工企业家奋力追求的目标；对剧毒化学品的替代研究倍受重视。碳酸二甲酯 就是在此大背景下应运而生的～种新的低污染泛用基础绿色化工原料。 碳酸二甲酯由于其结构性能好，功能官能团多，含有羰基、甲基、甲氧基和羰基甲氧基，可广泛用 作羰基化、甲基化、甲氧基化和羰基甲氧基化等有机合成反应。由于碳酸二甲酯无毒，于1992年在欧 洲登录为无毒溶剂：在有机合成中，可广泛替代剧毒的光气、氯甲酸甲酯、硫酸二甲酯；可替代三氯乙 烷、三氯乙烯作为清洗溶剂，可作为合成反应的溶剂和高档聚酯油漆的溶剂，用于合成聚碳酸酯、异氰 酸酯、聚氨酯材料，作为油品添加剂可以提高辛烷值和含氧量；用途非常广泛。由于碳酸二甲酯特有的 突出优点、具有非常广泛的用途、是绿色清洁生产的晟重要的基础原料，具有广阔的市场开发前景。 白1983年意大利埃尼公司开发成功投放市场以来，20年增长了60余倍。曰前国内外市场需求量 每年翻一翻，呈现了高速增长的势头。 酯交换法碳酸二甲酯生产技术，获得上海市第三届科学技术博览会金奖，于同年转让给唐山朝阳化工总 厂等。第二代技术转让给铜陵金泰化工有限公司等，通过了上海市科委的鉴定，该技术填补了国内空白， 在国内外首次采用反应精馏酯交换法成功生产碳酸二甲酯；列入“九五”国家经贸委产学研工程计划： 高校科学技术二等奖。目前第三代全新的万吨级酯交换法技术已经转让给锦西天然气化工有限责任公 司。到目前为止国内己投入正常工业化生产的非光气法生产碳酸二甲酯生产技术主要是直接或间接来自 华东理工大学。碳酸=甲酯生产技术与产品开发己列入中国石化总公司重点开发计划、列入原化工部双 加项目、以及国家经贸委产学研工程计划和技术创新计划。 1 分子设计原理与热力学原理相结合设计DMC开发过程 根据分子设计原理分析合成碳酸二甲酯可能的路线有： (I)甲醇氧化羰基化法 2CHsOH+CO+l／202一(cH30)2CO+H20 (2)酯交换法 (3)二甲醚氧化羰基化法 CH30CH3+CO十1／202一fCH30)2CO (4)甲醇尿素法 NH2CONH2+2CH30H一(CH30)2CO+2NH3 (5)C02和甲醇直接合成DMC C02+2CH30H一(CHsOhCO+H20 (6)甲醇与CO电化学反应法 CO+2CH30H一(CHsO)2CO+H2 第十五届全国化肥一甲醇技术年会 TechnicalAnnual The15thNationalFertilizeandMethanol Meeting (7)氯甲烷与碱金属碳酸盐反应法 2CH3C1+K2C03+(CH30)2CO+2KCI (8)过氧化物氧化羰基化法 通过热力学原理分析，反应工程原理分析，系统工程原理与单元过程相结合分析比较以及市场化分 析与评价后，选择了甲醇氧化羰基化法和酯交换法进行了研究。两年之后发现甲醇氧化羰基化法难度太 大，设备要求太高，投资过大等一系列不利因素，而主攻酯交换法。 2 研究开发方法 应用过程分解与合成的方法，将碳酸二甲酯生产技术开发过程分解为若干既相互联系又有相对独立 性的若干子过程，应用了正交试验法、园次分析法和数学模型法等化学工程研究方法，分别研究了催化 剂的催化原理、催化性能、反应工艺、分离工艺、反应动力学、热力学、传热、传质性能、