绿色化工原料—碳酸二甲酯(DMC)

 

碳酸二甲酯(简称DMC)是一种符合现代“清洁工艺”要求的环保型化工原料,按照纯度分为工业级(99.9%)与电池级(99.999%以上)两类。DMC作为原料用于合成聚碳酸酯单体碳酸二苯酯、异腈酸酯、氨基甲酸酯等多种化工产品。电池级DMC具有高电介质常数、较高的电化学稳定性以及低黏度等特性,是锂离子电池电解液的主要溶剂。

 

DMC行业发展历程

DMC最初的生产方法为光气法,于1918年即已开发成功,但是光气的毒性和腐蚀性限制了这一方法的应用,特别是随着环保受到全世界的重视程度的日益提高,光气法已经被淘汰。

自20世纪80年代开始,对于DMC生产工艺的研究开始受到普遍的关注,据MichaelA.Pacheco 和ChristopherL.Marshall的统计,有关DMC生产工艺的专利自1980-1996年就超过了200项。

在20世纪90年代,DMC合成工艺的研究得到了迅速的发展:日本的Ube对EniChem公司甲醇氧化羰基化合成DMC的工艺进行了改进;美国Texaco公司开发了先由环氧乙烷与二氧化碳反应生成碳酸乙烯酯,再与甲醇经过酯交换生产DMC的工艺;此外还有一种新兴的工艺,即尿素甲醇解反应,有望实现商业化。

 

DMC产业链及生产工艺

从产业链角度来看,DMC上游原材料包括环氧乙烷、环氧丙烷、甲醇及合成气。
中游为DMC生产厂商主要分为工业级和电池级,工业级厂商主要包括华鲁恒升、浙江石化等,电池级因技术壁垒仅包括石大胜华、山东海科、扬州奥克和中盐红四方4家企业。
工业级碳酸二甲酯的主要小飞侠有是碳酸甲乙酯、电子级碳酸二甲酯、碳酸二乙酯以及聚碳酸酯。

 

生产工艺
现阶段,碳酸二甲酯的合成技术主要有三种:甲醇氧化羰基化法、酯交换法和尿素醇解法,此外还有部分方法处于研发及小试阶段。

甲醇氧化羰基法

该技术以甲醇、CO和O2为原料,原料价廉易得,基本无其他有机物生成,主要有液相、气相和常压非均相法三种。该种方法投资少、成本低,并且符合环保要求,是重点研究和开发的技术路线。

酯交换法

酯交换法又分为环氧乙烷酯交换法和环氧丙烷酯交换法。从目前主要工艺路线生产成本看,环氧丙烷酯交换法存在丙二醇副产品消化问题,一定程度限制环氧丙烷工艺路线的扩张。环氧乙烷酯交换法存在副产物乙二醇很难达到聚酯级标准的问题,对生产装置的经济效益有一定影响。

尿素醇解法

尿素醇解法首先由尿素与甲醇反应生成氨基甲酸甲酯,氨基甲酸甲酯进一步与甲醇反应则得到DMC。尿素醇解法需要有廉价的尿素原料和回收副产氨,因此适合合成氨-尿素生产企业采用。

生产工艺优缺点比较

 

DMC下游应用领域

下游消费结构

DMC下游应用包括锂电池电解液,聚碳酸酯、显影液、胶粘剂、涂料和三光气等等,其中电解液溶剂与合成聚碳酸酯占需求的60%。

消费领域

 

DMC行业现状

生产企业及产能

供应能力

新能源汽车需求快速扩张带动我国整体锂电池溶剂需求快速增长,同时叠加聚碳酸酯国产化的持续推进,近年来碳酸二甲酯产能持续扩张扩底。

根据数据显示,2022年中国碳酸二甲酯(DMC)产量105万吨,同比增长61.8%。预计2023年国内有46万吨/年新增产能释放,总产能或将达到217.3万吨/年。

 

产量及需求量

根据数据显示,2022年中国碳酸二甲酯(DMC)产量105万吨,同比增长61.8%;碳酸二甲酯(DMC)需求量81.3万吨,同比增长42.6%。

 

DMC未来预测

国内新能源领域的迅速发展及国产聚碳酸酯的持续推进将提升DMC市场需求量,根据数据显示,2023年国内电解液市场出货量为113.8万吨,同比增长27.7%,预计2025年国内电解液出货量将达到150万吨。2023年国内聚碳酸酯市场出货量约为240万吨,预计2025年国内聚碳酸酯市场出货量将达到357万吨。

根据数据统计显示,预计2023年DMC国内产量为125万吨,需求量为100万吨,到2025年国内DMC产量及需求量将达到190万吨、160万吨。

 

 

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2024-08-01 08:47

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