中國碳酸二甲酯（DMC）供需現(xiàn)狀及生產(chǎn)技術(shù)分析

中國碳酸二甲酯（DMC）供需現(xiàn)狀及生產(chǎn)技術(shù)分析一、DMC行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈碳酸二甲酯應(yīng)用非常廣泛。以它為原料可直接合成食品添加劑、抗氧化劑、植物保護(hù)劑、高級樹脂、燃料和藥物中間體、表面活性劑等。同時，DMC含氧量高達(dá)53.3%，可作為環(huán)保型車用汽油添加劑，在增加辛烷值，減少排放物方面都優(yōu)于當(dāng)前所使用的甲基叔丁基醚（MTBE）；DMC還可作為高能電池電解液和酯交換法制備碳酸二苯酯（DPC）的原料。二、中國DMC行業(yè)市場現(xiàn)狀分析盡管2020年開始我國DMC產(chǎn)能迎來快速擴(kuò)張，但相工業(yè)級DMC，電池級產(chǎn)品存在較高工藝門檻和技術(shù)壁壘，對產(chǎn)品的純度要求也從99.9%提升至99.999%，預(yù)計未來供需仍將處于緊平衡。產(chǎn)量方面，2020年我國DMC產(chǎn)量為50.95萬噸，同比增長12.9%，原有廠家產(chǎn)量較2019年基本變化不大，僅紅四方裝置2020年上半年開工較少，下半年方才恢復(fù)正常，產(chǎn)量縮減較多。進(jìn)出口數(shù)量方面，2017-2020年我國DMC進(jìn)口量逐年減少，出口量逐年增長，2020年進(jìn)口量為5.11萬噸，出口量為14.03萬噸，預(yù)計到2023年我國DMC進(jìn)口量進(jìn)一步下降至3.14萬噸，出口量增長至21.34萬噸。表觀消費量方面，2020年我國DMC表觀消費量為42.03萬噸，同比增長12.2%。受益于鋰電需求的高速增長，以及非光氣法PC產(chǎn)能的快速擴(kuò)張，我國DMC需求量將持續(xù)增長，預(yù)計2021-2023我國DMC消費量將分別達(dá)60.73、90.21和122.60萬噸，增長迅速。2016年以前波動趨勢較為平緩，2016年以來新能源電動汽車持續(xù)放量帶動了電解液需求，DMC價格呈現(xiàn)季節(jié)性波動，在第三、四季度隨鋰電需求呈旺季爬坡趨勢。2020年8月，由于PO酯交換法原材料PO在聚醚下游需求爆發(fā)，PO價格暴漲帶動了DMC價格爬升至近十年最高價16000元/t，隨后多套新裝置投產(chǎn)，產(chǎn)能釋放使得DMC價格又迅速下跌至正常水平。2021年上半年整體來看，DMC價格較為平穩(wěn)。電池級DMC價格與工業(yè)級DMC價格保持同步調(diào)變化，價差取決于電池級的需求量，基本維持在1000-4000元/t，需求旺季價差拉大，淡季價差縮小。近期DMC景氣度高漲，2021年8月，工業(yè)級DMC報價10300-10600元/t，電池級DMC受工業(yè)級推漲，報價12000-13000元/t。截至10月初，工業(yè)級DMC價格漲至13400元/t左右。工業(yè)級和電池級DMC價格和價差變化三、中國DMC行業(yè)競爭格局分析國外DMC產(chǎn)能主要集中在日韓企業(yè)，生產(chǎn)廠家主要有日本三菱化學(xué)、日本宇部興產(chǎn)、韓國LOTTE化學(xué)、意大利ENI、德國拜耳和西班牙SabicSpain等，這些生產(chǎn)廠商大多配套有下游PC和電解液生產(chǎn)裝置，產(chǎn)品多配套下游自用，剩余產(chǎn)能對外出售，但銷售規(guī)模有限。2020年我國原有廠家產(chǎn)量較2019年基本變化不大，僅紅四方、重慶萬盛、中科惠安、浙江石化和東營順新有一定量產(chǎn)能投放市場，整體來看，2020年DMC產(chǎn)能穩(wěn)中有增。四、碳酸二甲酯生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)展DMC制備技術(shù)主要包括光氣法、二氧化碳氧化法、環(huán)氧乙烷酯交換法、環(huán)氧丙烷酯交換法、尿素醇解直接法、尿素醇解間接法、甲醇液相氧化羰基化法和甲醇?xì)庀嘌趸驶ǖ龋?、光氣法光氣甲醇法以光氣和甲醇為原料，兩者反應(yīng)生成氯甲酸甲酯，氯甲酸甲酯再與甲醇反應(yīng)生成DMC。該工藝是DMC最傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝，但由于原料光氣毒性和副產(chǎn)鹽酸腐蝕性的限制，目前已被淘汰。2、二氧化碳氧化法二氧化碳氧化法制備DMC的反應(yīng)過程為CO2和甲醇反應(yīng)轉(zhuǎn)化為DMC和水。該工藝消耗CO2，符合當(dāng)前“雙碳”政策的發(fā)展理念。但由于CO2活化困難，且反應(yīng)受熱力學(xué)平衡限制，原料轉(zhuǎn)化率較低，該工藝尚未工業(yè)化。3、酯交換法根據(jù)原料不同可分為環(huán)氧乙烷（EO）路徑和環(huán)氧丙烷（PO）路徑。反應(yīng)分兩步進(jìn)行：第一步為環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷與CO2反應(yīng)生成碳酸乙/丙烯酯；第二步為環(huán)狀碳酸乙/丙烯酯與甲醇酯交換生成DMC，同時副產(chǎn)乙二醇/丙二醇。4、尿素醇解法尿素醇解法以尿素、甲醇和丙二醇為原料，根據(jù)反應(yīng)歷程的不同分為直接法和間接法，直接法以尿素和甲醇作為原料，先是尿素與甲醇發(fā)生醇解反應(yīng)，生成氨基甲酸甲酯和氨氣，隨后氨基甲酸甲酯再與甲醇反應(yīng)生成DMC并釋放氨氣。間接法原料為尿素、甲醇和丙二醇，反應(yīng)分兩步進(jìn)行：第一步是尿素和丙二醇發(fā)生醇解反應(yīng)生成中間體碳酸丙烯酯和氨氣；第二步是碳酸丙烯酯與甲醇酯交換反應(yīng)生成DMC，副產(chǎn)丙二醇經(jīng)分離后循環(huán)回第一步反應(yīng)。5、甲醇氧化羰基化法甲醇氧化羰基化法以價廉的甲醇、CO和O2為原料，與酯交換法相比具有成本優(yōu)勢，與光氣法相比具有環(huán)保優(yōu)勢，被認(rèn)為是DMC合成最有前景的方法之一，可分為液相法和氣相法。五、碳酸二甲酯生產(chǎn)工藝趨勢分析碳酸二甲酯是一種新興的綠色基礎(chǔ)化學(xué)原料，可以滿足當(dāng)前清潔工藝的要求，符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略趨勢，同時兼具多種優(yōu)良性能，因此其合成工藝受到了越來越多的關(guān)注。對碳酸二甲酯及其衍生物的研究開發(fā)已達(dá)十年之久，是世界化工研究熱點之一。國內(nèi)研究從多條工藝技術(shù)路