10KTa尿素间接醇解法制备DMC清洁生产工艺
尿素醇解法合成DMC中纳米氧化铁催化剂制备工艺
Abstract:In this paper,catalytic materials(Fe2 O3) were prepared,characterization of catalytic materials are tested by XRD,SEM and BET,and the results determine the catalyst for the a—Fee()3 tripartite rhom— bus heart crysta1.The particle size distribution of the catalyst external shape is m ore evenly,about 40 ̄ 50 nm,and its specific surface area is 12.87 m /g.Its catalytic performance on synthesis of dimethyl carbon— ate(DM C)by urea and methanol was studied.The optim al preparation conditions are as follows:the con— centration of the used Fe(NO3)3一C2 H5 OH solution is l mol/L;the dosage of urea dispersant per 30 ml SO— lution is 1.8 g;adjust the pH value of 5;calcination temperature of 500℃ . Key words:urea;m ethanol;dim ethyl carbonate;nano—materials;meta1 oxide catalyst
首套1000吨年尿素间接法生产碳酸二甲酯全流程中试成功
首套1000吨/年尿素间接法生产碳酸二甲酯全流程中
试成功
日前,由中国科学院山西煤炭化学研究所与上海韦福化工技术发展有限公司联合开发的1000吨/年尿素间接法生产碳酸二甲酯(DMC)中试装置在青海省格尔木市青海盐湖集团一次开车成功,生产出了纯度为99.8wt%的DMC产品。
500小时运行结果显示:第一步尿素与1,2-丙二醇制备碳酸丙烯酯(PC)的反应,尿素转化率达到了100%,PC收率稳定在95%以上;第二步PC与甲醇酯交换制备DMC的反应,PC转化率为100%,DMC选择性大于99%,反应塔塔顶DMC出口浓度稳定在30wt%以上。
第二步酯交换产生的1,2-丙二醇再循环用作第一步反应的原料时,对第一步的反应无任何不利影响。
DMC作为一种绿色无毒化学品,被誉为有机合成的“新基块”。
可作为溶剂、锂离子电池电解液、汽柴油添加剂,并可在许多领域全面取代剧毒的光气、硫酸二甲酯及氯甲酸甲酯等生产一系列重要化学品,如聚碳酸酯、异氰酸酯、医药、农药、精细专用化学品等,具有广阔的市场应用前景(预计国内未来的市场在430万吨/年左右)。
尿素间接法生产碳酸二甲酯以产能严重过剩且价格低廉的尿素和甲醇为原料,具有反应条件温和、产品收率高、氨气易回收、后续分离简单、能耗低、成本低等优点,与其它生产工艺路线相比较,具有较强的经济竞争性。
以该技术为基础,可以扩试至5万吨/年的尿素间接法生产碳酸二甲酯装置。
目前围绕该技术已经申请两项国家发明专利。
(来源:中国氮肥与甲醇技术网)。
由尿素醇解制碳酸二甲酯新技术千吨级装置经济效益分析
c ,一 H0
甲基 化 、甲酯 化 及 酯交 换 等 反 应 ,生 成 多 种 重要
的化 工 产 品 。 同时 ,以碳 酸 二 甲酯 为原 料 ,可 以
第二步: H 0 cO 一 H + H3H 堕 c ,0一 C , 一 () N c O H
第 一 步反 应 为 放 热 反应 ,第 二 步 反 应 为 吸热 反 应 ,总反 应 为 吸热 反 应 。 升高 反 应 温 度 对反 应 转 化 率 的提 高 是 有 利 的 。第 二步 反 应 为 合 成碳 酸 二 甲酯 的控 制 步骤 。
1 试 验流程 . 2 反应 前 先将 尿素 溶 解 在 甲醇溶 液 中 ,然 后 尿 素和 甲醇 混和 液经计 量 泵计 量后 进 入尿 素 预热器 . 随后 进入 反应 器上部 , 料 甲醇 经计 量 泵计 量后 进 原 入 甲 醇预 热 器 ,随后进 入 反 应 器 下 部 。二 者 在 催
作 者 简 介 :杨 吉 红 (9 7 女 宁 夏 人 , 高 级 工 程 师 .从 事 科 16 一)
技 管理 及 企 业 规 划 工 作 。
维普资讯
化
・
工
技
术
经
济 2 0 年 第 2 o6 4卷
3 ・ 4
C EMI A E HNo —E oN H C LT C C oMI S C
C( 一 C + H O) O H3N 3 总反应 :2 H3H+ N c o)N ! H 0一 C o H2— ( 一 H 兰 , C O) O H +2 H3 ( 一C 3 N
开 发 、制 备 多种 高 附 加值 的医 药 、农 药 、合 成 材
料 、染 料 、润 滑油 添 加 剂 、食 品 增 香 剂 、 电子 化 学 品 等 精 细 化 学 品 。D MC 的 非 反 应 性 用 途 如 溶 剂 、溶 媒 和 汽 油 添 加 剂 也 正 在 开 发 之 中 。 因此 , 碳 酸二 甲酯 被誉 为 2 世 纪 有机合 成 的一 个 “ l 新基 块” ,其 发 展对我 国的煤化 工 、甲醇 化工 、C 化 工 。
尿素醇解法合成碳酸二甲酯的研究进展
第35卷第1期2010年3月广州化学Guangzhou ChemistryV ol. 35 No. 1Mar. 2010文章编号:1009-220X(2010)01-0048-06尿素醇解法合成碳酸二甲酯的研究进展彭素红,刘云派*(江西理工大学材料与化学工程学院,江西赣州 341000)摘要:综述了尿素醇解法合成碳酸二甲酯的工艺研究中有关反应的热力学及相应的催化剂研究进展,归纳了工艺研究中所采用的实验装置的主要类型。
分析了该工艺研究目前存在的主要问题,提出了设计融熔尿素醇解工艺和采用氨基钠作为催化剂的构想。
关键词:尿素醇解法;碳酸二甲酯;尿素;甲醇;氨基钠中图分类号:TQ225.52 文献标识码:A碳酸二甲酯(DMC)是一种符合现代“清洁工艺”要求的环保型有机化工原料,是国际社会一致认定的绿色化工产品之一。
目前工业化生产DMC的工艺,国外以光气法和甲醇氧化羰基化法为主,如美国PPG、法国SNPE、德国BASF等公司为光气法生产工艺,意大利Enl、日本Daicl、日本宇部兴产等公司则以氧化羰基化法为主;而我国是以光气法和酯交换法生产工艺为主。
Monteiro. J. G. M-S等[1]根据可持续性发展指标,从经济、环境、二氧化碳封存(潜在因素)三方面比较分析了碳酸二甲酯各生产工艺的优劣,认为光气法中光气的经济、环境指标最差,不能用于碳酸二甲酯的生产;甲醇氧化羰基化法为环保合成路线;综合考虑酯交换法也为可持续路线。
但考虑到甲醇氧化羰基化法二氧化碳封存的因素及存在催化剂循环使用困难和副反应多等问题[2],也应放弃;而酯交换法存在工艺原料成本高、副产物的利用困难及DMC产率不高等问题[3]。
因此,迫切需要开发更加先进的DMC生产工艺。
为此,人们提出开发尿素醇解法、二氧化碳直接合成法等新生产工艺,其中,尿素醇解法被认为是最有前途的工艺。
所谓尿素醇解法是以尿素和甲醇直接反应合成DMC的工艺。
1 尿素醇解法的研究进展1.1 热力学研究邬长城等[4]、郑卓群等[5-6]、王洪波等[7]对尿素醇解法工艺中其化学反应的可行性进行了热力学研究,研究者一致认为,尿素醇解法的化学反应步骤为:第一步:(NH2)2CO + CH3OH NH2COOCH3 + NH3 (1)收稿日期:2009-09-29 ∗通讯作者:刘云派,教授。
尿素醇解法合成碳酸二甲酯工艺流程
尿素醇解法合成碳酸二甲酯工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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2万吨年直接尿素醇解法合成DMC精制工段初步设计_毕业设计(论文)
2万吨年直接尿素醇解法合成DMC精制工段初步设计毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名:日期:学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
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对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日注意事项1.设计(论文)的内容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。
尿素醇解法合成dmc中纳米氧化铁催化剂制备工艺
尿素醇解法合成dmc中纳米氧化铁催化剂制备工艺尿素醇解法是一种制备纳米氧化铁催化剂的有效方法,而dmc则是其一种重要应用。
下面将为您介绍基于尿素醇解法制备dmc纳米氧化铁催化剂的工艺步骤。
第一步是制备前驱体。
将铁盐加入水溶液中,并在常温下搅拌。
然后将多种表面活性剂(如CTAB,Triton-X-100等)加入混合溶液中进行掺杂,以促进前驱体的稳定性。
最后将尿素加入混合溶液中,必要时加入一定量的氢氧化钠或氢氧化铵来调整溶液的pH值,溶液经过搅拌,反应产物是一种黄色透明溶液。
第二步是粒子成核和形成。
经过调节反应温度和时间以及前驱体中不同配比的各项物质浓度,铁活性中心沉积在核心位置,形成一定尺寸的核。
当反应温度和时间逐渐升高并达到一定阈值时,表面活性剂的吸附与dmc配体的作用相结合,可以有效分散和控制氧化铁纳米粒子的大小和形貌,从而形成成熟稳定的dmc纳米氧化铁催化剂。
第三步是纳米氧化铁催化剂的后处理。
将反应溶液经过多次洗涤和离心处理,以去除未反应的离子和表面活性剂残留。
最后,将纳米氧化铁催化剂在低温条件下干燥或水热煅烧处理,以增强其稳定性和催化性能。
这样处理后的纳米氧化铁催化剂,具有优异的催化活性和选择性,可以应用于dmc合成等重要领域。
以上就是基于尿素醇解法制备dmc纳米氧化铁催化剂的工艺步骤。
在确保反应条件和物质浓度合适的情况下,始终保持反应溶液的均匀搅拌和深度氧化,可以获得高质量的dmc纳米氧化铁催化剂。
这种催化剂的研究,对于推动dmc工业化和实现可持续发展等具有重要意义。
尿素直接醇解法合成碳酸二甲酯催化剂研究进展
综述与展望收稿日期:2005 10 21作者简介:姜瑞霞(1975-),女,河北省海兴县人,博士。
尿素直接醇解法合成碳酸二甲酯催化剂研究进展姜瑞霞,谢在库(中国石化上海石油化工研究院,上海201208)摘 要:综述了甲醇与尿素醇解法催化合成碳酸二甲酯所用催化剂的研究进展,尿素醇解法合成碳酸二甲酯具有原料价廉易得、工艺简单、操作条件温和、反应过程无水生成和反应产生的氨气可以回收利用等优点,具有工业化前景。
关键词:尿素醇解法;碳酸二甲酯;甲醇;合成催化剂中图分类号:TQ426.94;O623.662 文献标识码:A 文章编号:1008 1143(2006)04 0010 04Advances in the catalysts for synthesis of dimethyl carbonate(DMC)by direct alcoholysis of ureaJIAN G R ui x ia,XIE Zai ku(Sinopec Shanghai Research Institute of Petrochemical T echnolog y,Shanghai 201208,China)Abstract :Catalysts for sy nthesis of dimethyl carbonate by direct alcoholysis of urea w ere review ed.Synthesis of dimethyl carbonate by direct alcoholysis of urea features easy availability of feed,simplici ty in the process,mild process condition,no water formation and recoverability of the resultant ammonia.Key words :urea alcholysis;dimethyl carbonate(DMC);synthesis catalystC L C num be r ::TQ426.94;O623.662D ocu me nt code :A Ar ticle ID :1008 1143(2006)04 0010 04 甲醇与尿素醇解法催化合成碳酸二甲酯(DMC)是替代光气生产DM C 的一条新颖工艺路线。
尿素法合成碳酸二甲酯的反应工艺及催化剂研究
浙江师范大学硕士学位论文尿素法合成碳酸二甲酯的反应工艺及催化剂研究姓名:茆福林申请学位级别:硕士专业:物理化学指导教师:吴廷华20050501丫737412摘要摘要尿素法合成碳酸二甲酯的反应工艺及催化剂研究为了研究尿素法合成碳酸二甲酯的反应工艺以及氨基甲酸甲酯(MC醇解合成碳酸二甲酯(DMC的催化剂,本论文主要在以下几个方面开展了研究工作:一、建立了尿素醇解法制氨基甲酸甲酯(Mc反应体系的高效液相色谱(HPLc分析方法。
由于Mc的沸点较高,尿素难于气化(高温易分解,因此采用气相色谱无法测定混合物中的尿素。
经研究发现采用反相高效液相色谱能够方便快捷的对其进行分析。
本文提出了一种简单的甲醇一水二元体系,采用两根串联的c,。
柱,能对反应体系的尿素、Mc和少量副产物进行分离与检测。
二、研究了尿素醇解法制MC的间歇反应条件和半连续化反应条件。
在尿素醇解法制MC的间歇反应工艺研究中分别对反应温度、尿素和甲醇的摩尔比、反应时间等影响因素进行了考察,确定其最佳反应条件是:反应温度为160℃,甲醇与尿素的摩尔比为5:l,搅拌速度为600转/分。
达到反应温度后反应时间为5h。
该条件下由尿素醇解合成氨基甲酸甲酯,氨基甲酸甲酯的收率可以达到75.1%。
在尿素醇解法制Mc的半连续反应工艺研究中分别对反应温度、尿素和甲醇的摩尔比、反应时间、通入氮气的流量、反应釜的搅拌速度等影响因素进行了考察,确定其最佳反应条件是:反应温度为160℃,甲醇与尿素的摩尔比为5:1,搅拌速度为600转/分,氮气的流量为40 ml/min o达至4反应温度后反应时I可为i5h。
该条件下、MC的收率接近95%。
尿素法合成碳酸二甲酯的反应工艺及催化剂研究对尿素醇解法合成碳酸二甲酯工艺的研究也具有一定的指导价值。
三、研究了Mc与甲醇反应制DMC的间歇反应条件和连续化反应条件。
MC和甲醇反应制DMC的间歇反应工艺以有机锡为催化剂考察了反应温度、物料配比、催化剂用量等因素对反应结果的影响,确定其最佳反应条件是:反应温度为180℃,甲醇与Mc的摩尔比为4:1,催化剂的用量为Mc质量的10%,搅拌速度为600转/分,达到反应温度后反应时间为3.5h。
化工清洁生产工艺
4
清洁生产的目标
(1)通过资源的综合利用、短缺资源的代用、二次资 源的利用以及节能、省料、节水,合理利用自然资源, 减缓自然资源的耗竭。
(2)减少废料和污染物的生产和排放,促进工业产品 的生产、消费过程与环境相容,降低整个工业活动对 人类和环境的风险。
15
绿色的化工产品:生产出环境友好的清洁产品。
16
乙苯生产的干法除杂工艺
本例是辅助工艺的小改革,实施不难但消除了全部废 水的排放,得到的固体渣可以作为副产品利用,实现 了无废生产。
17
蒽醌制取四氯蒽醌工艺
18
合成氨废水综合利用
19
加压冷凝法回收敌百虫生产副产物氯甲烷
20
尿素的深度水解技术
34
几种常见酚萃取剂的性质
35
MIBK对酚的萃取分配系数
36
通过实验研究,反复比较了几种萃取剂对气化厂含 酚废水的萃取效果,最终选取用甲基异丁基酮 MIBK作为 萃取体系。
◆MIBK对苯酚的分配系数较高,处理后的废水含酚量 较为理想。
◆ MIBK沸点和汽化热较低,易通过精馏回收。 ◆使用MIBK作为萃取剂,可尽量少改动现有工艺流程,
% % % %
萃取塔
℃ 1500
脱氨后稀酚水13# 总 水
游离氨 总酚 脂肪酸
油
%
% % % %
脱氨塔物料衡算图
45
三、Байду номын сангаас 济 分 析
46
13
化学反应的绿色化:基于化学反应的高效原子经济
性,设计出高效利用原子的化学合成反应。
原子经济反应:原料分子中的原子全部转化为产物,
最大限度地利用资源,从源头不产生任何副产物或废 物,实现废物的“零排放”。
10KTa尿素间接醇解法制备DMC清洁生产工艺
10KT/a尿素间接醇解法制备DMC清洁生产工艺市场分析碳酸二甲酯是近年来受到国内外广泛关注的环保型绿色化工产品。
由于起分子结构中含有CH3-、CH3O-、CH3O-CO-、-CO-等多种官能团,因而具有较好的化学反应活性。
1992年它在欧洲通过了非毒化学品(Non toxic substance)的注册登记,被称为绿色化学品。
因此,一方面碳酸二甲酯有望在诸多领域全面取代光气、硫酸二甲酯、氯甲烷及氯甲酸甲酯等剧毒或致癌物进行羰基化、甲基化、甲酯化及酯交换等反应生成多种重要的化工产品;另一方面,以碳酸二甲酯为原料可以开发、制备多种高附加值的精细化学品,在医药、农药、合成材料、染料、润滑油添加剂、食品增香剂、电子化学品等领域获得广泛应用;其三,其非反应性用途如溶剂、溶媒和汽油添加剂也正在或即将实用化。
所以,碳酸二甲酯被誉为21世纪有机合成的一个“新基块”,其发展对我国的煤化工、甲醇化工、C1化工起到巨大的推动作用。
随着国民经济各行各业的发展和环保要求的日益严格,DMC的消耗量将急剧上升。
2001年世界上DMC的主要应用领域是聚碳酸酯的合成,消耗量约为5万吨,约占总消耗量的56.1%,医药消耗量约为2.0万吨,约占22.5%,农药消费量0.7万吨,约占7.9%,其他方面的消耗量约为1.2万吨,约占13.5%,2002年的DMC消耗量增长至10.1万吨,其中医药行业的增长较快。
预计全球DMC 的市场需要量将以11%左右的速度快速增长。
预计到2007年,我国DMC的年需求量将达到5~8万吨。
DMC潜在市场十分巨大,据统计,世界上每年仅取代光气和硫酸二甲酯就需要200万t以上的碳酸二甲酯;全部采用碳酸二甲酯生产聚碳酸酯的话,则需要30万t;如采用作为汽油添加剂潜在用途市场打开后,则年需要630万t。
可见,碳酸二甲酯的应用前景十分广阔。
碳酸二甲酯作为一种高附加值的产品,前几年纯度在99.5%以上的产品售价在2万元/吨以上。
尿素两步法合成碳酸二甲酯工艺完成中试
尿素两步法合成碳酸二甲酯工艺完成中试
佚名
【期刊名称】《天然气化工》
【年(卷),期】2013(000)004
【摘要】日前江苏晋煤恒盛化工股份有限公司的尿素与丙二醇合成碳酸丙烯酯1000吨/年连续化中试获得成功,中试产品已用于尿素两步法合成碳酸二甲酯(DMC)工艺中。
该技术利用国内严重过剩的尿素、甲醇为原料,可用于改造传统的酯交换法DMC工艺装置。
该技术是该公司与华东理工大学方云进课题组合作研发。
在中试装置半年多的运行中,间歇反应的尿素单程转化率达到100%,碳酸丙烯酯收率达90%-91%:连续反应的尿素转化率亦达100%,碳酸丙烯酯收率为92%-95%。
【总页数】1页(P68-68)
【正文语种】中文
【相关文献】
1.尿素甲醇合成碳酸二甲酯中试成功
2.尿素甲醇合成碳酸二甲酯中试成功
3.尿素甲醇合成碳酸二甲酯中试成功
4.异山梨醇与碳酸二甲酯两步法合成聚碳酸酯的工艺
5.环氧乙烷与二氧化碳合成乙二醇联产碳酸二甲酯工艺进入中试
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10KT/a尿素间接醇解法制备DMC清洁生产工艺
市场分析
碳酸二甲酯是近年来受到国内外广泛关注的环保型绿色化工产品。
由于起分子结构中含有CH3-、CH3O-、CH3O-CO-、-CO-等多种官能团,因而具有较好的化学反应活性。
1992年它在欧洲通过了非毒化学品(Non toxic substance)的注册登记,被称为绿色化学品。
因此,一方面碳酸二甲酯有望在诸多领域全面取代光气、硫酸二甲酯、氯甲烷及氯甲酸甲酯等剧毒或致癌物进行羰基化、甲基化、甲酯化及酯交换等反应生成多种重要的化工产品;另一方面,以碳酸二甲酯为原料可以开发、制备多种高附加值的精细化学品,在医药、农药、合成材料、染料、润滑油添加剂、食品增香剂、电子化学品等领域获得广泛应用;其三,其非反应性用途如溶剂、溶媒和汽油添加剂也正在或即将实用化。
所以,碳酸二甲酯被誉为21世纪有机合成的一个“新基块”,其发展对我国的煤化工、甲醇化工、C1化工起到巨大的推动作用。
随着国民经济各行各业的发展和环保要求的日益严格,DMC的消耗量将急剧上升。
2001年世界上DMC的主要应用领域是聚碳酸酯的合成,消耗量约为5万吨,约占总消耗量的56.1%,医药消耗量约为2.0万吨,约占22.5%,农药消费量0.7万吨,约占7.9%,其他方面的消耗量约为1.2万吨,约占13.5%,2002年的DMC消耗量增长至10.1万吨,其中医药行业的增长较快。
预计全球DMC 的市场需要量将以11%左右的速度快速增长。
预计到2007年,我国DMC的年需求量将达到5~8万吨。
DMC潜在市场十分巨大,据统计,世界上每年仅取代光气和硫酸二甲酯就需要200万t以上的碳酸二甲酯;全部采用碳酸二甲酯生产聚碳酸酯的话,则需要30万t;如采用作为汽油添加剂潜在用途市场打开后,则年需要630万t。
可见,碳酸二甲酯的应用前景十分广阔。
碳酸二甲酯作为一种高附加值的产品,前几年纯度在99.5%以上的产品售价在2万元/吨以上。
1998年以来,我国的DMC呈现了快速发展的局面,产品市场开始转向出口为主,促使国内DMC价格向更稳定且缓慢下降的方向发展,DMC的价格也逐步回落到一个较为合理的价位。
2003年以来,市场价格在7000~9000元/吨之间波动。
综合多方面的因素,从长远角度看,DMC的价格稳
定在7500元/吨是一个比较合理的价位,可以为厂家和下游用户所接受。
生产工艺及国内生产现状
碳酸二甲酯的生产工艺分为三大类,主要有传统的光气法、酯交换法和甲醇氧化羰基法。
光气法
光气甲醇法生产碳酸二甲酯,工艺成熟,收率高。
但操作周期长,原料光气剧毒,环境污染严重,生产安全性差,副产品氯化氢对设备、管道腐蚀严重,且产品含氯高,质量较差。
虽然对该工艺进行了研究和改进,但由于工艺本身固有的缺陷,尤其是在环保法日趋严厉的当今时代,限制了该工艺的发展,目前正在被其它非光气工艺取代。
酯交换法
酯交换法又称为酯基转移法。
工艺分两步进行第一步是环氧丙烷与二氧化碳作用先合成碳酸乙烯酯或碳酸丙烯酯;第二步以甲醇和碳酸乙烯酯或碳酸丙烯酯为原料,在不同的条件下,制得碳酸二甲酯。
酯交换工艺用于大规模装置有明显优势,尤其是靠近石油化工厂建厂。
此外,这一工艺的副产品也是重要的化工原料。
此工艺主要受限于原料的来源,受地域限制。
甲醇氧化羰基法
甲醇氧化羰基法是以一氧化碳、氧气和甲醇为原料,在催化剂的作用下直接合成碳酸二甲酯。
此法原料容易得到,毒性小,产品质量好,但生产成本高,系统腐蚀性强,设备材质要求高,目前国内技术尚不很成熟;
我国目前主要的碳酸二甲酯的生产企业及使用的工艺路线、生产能力具体见下表。
国内目前总的生产能力约为60Kt/a。
我国主要的碳酸二甲酯的生产企业
生产厂家工艺路线生产能力唐山朝阳化工总厂酯交换法10000t/a
湖北兴利华化工有限公司甲醇液相氧化羰基化4000t/a
安徽铜陵金泰化工有限责酯交换法4000t/a
任公司 山东东营海科化工 酯交换法 10000t/a 山东东营石大胜华化工 酯交换法 10000t/a 辽宁华锦集团锦西天然气
化工
酯交换法
10000t/a
中石油锦西炼油化工华亿
实业总公司 酯交换法
10000t/a
山东 合计
尿素直接醇解法
2000t/a 60Kt/a
尿素醇解间接制备碳酸二甲酯生产工艺
尿素醇解间接制备碳酸二甲酯生产工艺有两步组成:
第一步反应是在催化剂存在下,由尿素和丙二醇发生醇解反应生成碳酸丙烯酯和氨气;
第二步由甲醇和碳酸丙烯酯发生酯交换反应生成碳酸二甲酯和丙二醇。
化学反应式如下:
O
O
O
O
2 C H 3O H
+
+
+
+
2 C H 3O H
+
+
(1)
(2)
(3)
C H 3O
O C H 3
N H 2
H 2N 2 N H 3
C H 2
C H 3
O H O H O O
C H 2
C H
C H 3
C H
O
N H 2
H 2N
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C H 2
C H
C H 3
O
C H 3O
O C H 3
C H 2
C H 3
O H
O H
C H
尿素醇解清洁生产碳酸二甲酯的生产工艺路线,以尿素、1,2-丙二醇为起始
原料进行醇解反应,醇解反应生成碳酸丙烯酯,同时有氨气生成;然后碳酸丙烯酯与甲醇在催化剂作用下进行酯交换反应,得到碳酸二甲酯和1,2-丙二醇,1,2-丙二醇循环作为原料。
反应产生的氨气移出反应体系而进入专门的吸收装置,得到反应的副产品。
整个生产工艺没有有害物质对外排放,生产反应原料主要为现代化工的大宗产品,并且其中较贵的原料实现了循环利用。
故此工艺是符合现代化工发展方向的一种“零排放”且经济的清洁生产工艺。
目前工作进展
在2M3反应釜中,完成了规模1000T/aDMC的中试,其中PC收率为97~98%,PC浓度45%(wt%)。
催化剂和反应液通过连续离心式过滤机进行分离,滤液进入分离塔进行分离;催化剂循环使用,循环使用10次后催化剂催化性能仍然保持很好,反应收率在90%以上。
PC和PG进行真空分离后,塔顶得到丙二醇循环反应;塔釜得到95%以上的碳酸丙烯酯进入酯交换反应工段。
对于碳酸丙烯酯与甲醇酯交换合成碳酸二甲酯国内已有成熟万吨级规模技术可以转让借鉴。
主要设备及投资(10KT/aDMC)
反应器:10m3的常压反应釜2台;
塔器:6座分别为:PC和PG分离塔;反应精馏塔;加压精馏塔;DMC精制塔;丙二醇脱轻塔;丙二醇精馏塔。
总的投资约为1800万元,流动资金400万元。
财务分析
消耗定额
尿素醇解工艺的消耗定额
原料价格(元/吨)原料消耗(吨)原料成本(元)
甲醇2200 0.73 1606
尿素1500 0.70 1050
催化剂300
1,2-丙二醇10000 50kg 500 氨气2000 0.37 -740
能源能耗能耗价格/元
蒸汽42元/t 9.2t 368 电(380V)0.31元/kWh 200 kWh 62 循环水0.2 400t 80
合计3226
产品成本
产品成本包括原材料费、燃料动力费、工人工资及附加费、车间经费、副产品收入、企业管理费、营业外损益、销售费。
生产定员34人,其中生产人员28人,管理人员6人,生产人员实行四班三倒。
人年均工资以3万元计。
车间经费取原材料费、燃料动力费、工人工资及附加费三者总和的20%;企业管理费取车间成本的8%;销售费取销售收入的2%。
DMC 销售价格定位7500元/吨。
故产品成本为:3226+102+685.6+321+150=4484.6元/吨
毛利润
7500万元-4484.6万元=3015.4万元。
净利润
扣除销售税金主要为增值税,其税率为17%;所得税税率为33%、城市维护建设税税率取7%。
净利润为:
(3015.4×83%-3015.4×17%×7%)×(1-33%)=1652.822万元
投资回收期
2200万元/1652.822万元=1.4年
合作方式。