丰喜2000吨年酯交换法碳酸二苯酯中试项目建议.doc

课题名称：2000吨/年苯酚与碳酸二甲酯酯交换 合成碳酸二苯酯中试项目建议书 课题编号: 编写单位：中国科学院成都有机化学有限公司 科学技术部 二O O六年 四 月 一、项目摘要 碳酸二苯酯主要用于合成聚碳酸酯（PC），此外，还广泛用于溶剂，增塑剂，农药和制药等行业。2005年，我国进口聚碳酸酯已达70 多万吨，国内仅几千吨生产能力且产品质量不稳定。我国在未来5年内聚碳酸酯的生产能力将达到50万吨左右，届时对碳酸二苯酯的需求量为45万吨左右，而国内还没有生产碳酸二苯酯的大型装置和成熟技术。 生产碳酸二苯酯的传统方法是光气法，由于环保问题正面临淘汰。目前国内外主流的非光气合成路线是用碳酸二甲酯与苯酚酯交换。酯交换法具有产品质量高、技术经济性好等优点。 “十、五”期间，在国家 “863”计划、中国石油、唐山朝阳化工总厂等企业的支持下，中国科学院成都有机化学有限公司对酯交换法合成碳酸二苯酯进行了模试研究，与河北唐山朝阳化工总厂合作进行关键技术的中试放大研究，在催化剂、反应工艺和精馏工艺等方面开发了多项核心技术，2000吨/年打下了良好的基础。在2000吨/年全流程装置上深入进行工程放大研究，进一步完善复合型催化剂的制备工艺，优化适合酯交换反应的合成与分离工艺，生产出聚碳级碳酸二苯酯产品，为10000吨/年大型酯交换工业示范装置的设计提供软件包。 本项目的实施，对填补我国目前非光气法生产碳酸二苯酯的产业空白、全面提高酯交换技术或产品参与国际竞争的能力、带动其它相关产业的技术进步等多方面都具有显著的经济和社会效益。 二、项目的意义和必要性，国内外现状和技术发展趋势，市场需求分析。 1、项目的意义和必要性 碳酸二苯酯是一种重要的羰基化中间体，它无毒、无污染，是一种对环境友好的化工产品，不仅是合成聚碳酸酯的原料，而且还广泛用作溶剂，增塑剂，制备其它的有机酸酯和制药等行业。随着聚碳酸酯清洁生产技术在国际上推广应用及我国引进技术或自行开发的大型聚碳酸酯装置在“十一、五”期间建成投产，碳酸二苯酯的市场需求量将迅速增加，从而使得清洁生产碳酸二苯酯的技术成为国际化学化工界关注和研究开发的热点之一。开发和推广碳酸二苯酯清洁生产催化剂和工艺是十分必要的。 苯酚与碳酸二甲酯酯交换合成碳酸二苯酯工艺属于化工清洁生产过程，该工艺是传统光气路线的换代方法，具有技术经济性好、环境友好、产品质量高等优点。尤其是在几年之后，随着非光气聚碳酸酯生产装置在国内的建成，作为原料之一的碳酸二苯酯也将迎来新的一轮需求增长。国外目前也仅有GE等少数几家公司实现了此工艺的产业化，并对该技术采取严格的封锁政策。为打破这种技术壁垒，有必要进行自主开发。 目前，碳酸二苯酯非光气合成路线在我国正处在中试的工程研究阶段，还未实现产业化、国产化，国家在“九、五”期间已把非光气法制备碳酸二甲酯和聚碳酸酯列为重点攻关项目。本项目重点是研究开发苯酚与碳酸二甲酯酯交换法制碳酸二苯酯的催化剂及工艺，取得具有自主知识产权的专利和成果，建设全套的大型酯交换生产装置，促使我国清洁生产碳酸二苯酯的技术早日产业化，并为高性能聚碳酸酯的生产提供合格的原料。这对填补我国目前非光气法生产碳酸二苯酯的产业空白，全面提高酯交换技术或产品参与国际竞争的能力，带动其它相关产业的技术进步等诸多方面都具有广泛和深远的意义。 2、国内外现状和技术发展趋势 生产碳酸二苯酯的传统方法是在碱的作用下，利用光气和苯酚为原料来合成。但是，光气的剧毒和强腐蚀性以及相当数量的无机盐的生成，使该法对生产安全，环境保护十分不利。经研究发现，在一些路易斯酸或一些可溶性的Al、Ti、Sn的有机化合物等催化剂的作用下，用无毒、无污染的碳酸二甲酯代替光气与苯酚发生酯交换反应合成碳酸二苯酯。从80年代开始，国外又开发了苯酚的氧化羰化合成碳酸二苯酯的新工艺。三种方法比较见表1 表1. 生产碳酸二苯酯的三种方法的优缺点比较 工 艺 优 点 缺 点 光气法 (1)可工业化生产 (2)产率高,可达90%以上。 (1)光气剧毒，且不易存放和运输。 (2) 副产物HCl腐蚀性强，环境污染严重。 酯交换法 (1)可工业化生产。 (2)产率较高，均相反应可达40%以上。 (3) 清洁生产，对环境友好。 (1) 均相反应催化剂分离比较困难。 (2) 多相反应的产率较低。 氧化羰化法 (1) 原料便宜易得。 (2) 对环境友好。 (1) 目前正处在实验室基础研究阶段。 (2) 催化剂腐蚀性强，产率较低。 (3)在高压下操作。 由表1可以看出，酯交换法是最具竞争力的工业生产方法。虽然在美国、日本已有酯交换制碳酸二苯酯的生产装置，但是有关公司仍在投巨资进行技术创新，以降低生产成本。其研究开发的重点是催化剂及反应工艺。 目前，酯交换法合成碳酸二苯酯在美国G