第一节 碳酸二甲酯 行业 分析
一、国内外碳酸二甲酯市场状况
1、国外市场状况
2002年国外DMC的产量和消费量约为9.7万吨，主要应用领域是聚碳酸酯（PC）的合成，消费量约为5.0万吨，约占总消费量的51.5%；医药方面的消费量约为2.6万吨，约占26.85%；农药方面的消费量为0.8万吨，约占8.2%；其它方面的消费量约为1.3万吨，约占13.4%。
除中国外，2002年国外未有新建DMC装置的相关报道。
2002年世界碳酸二甲酯消费结构及2007年情况按 行业 简述如下：
1）聚碳酸酯(PC)
目前世界上共有7个国家/地区生产聚碳酸酯，包括美国、西欧、日本、韩国、巴西、东欧和中国，有近50家工厂。美国通用电器公司(General Electric,GE)是最大的生产商，2002年GE公司PC生产能力约占全球总生产能力的35%。拜耳公司(Bayer)居世界第二位，约占总生产能力的26%；道化学是世界第三大的PC生产商，其总生产能力占世界总量的11%。
2002年全球共有聚碳酸酯生产能力约240万吨/年。近年世界PC的生产和消费一直保持着快速增长的势头，是众多国外大型PC生产商的投资热点之一。亚太地区将成为新一轮投资的重点地区，PC的生产局面将随之发生变化。如德国Bayer公司拟在我国上海建设20万吨/年的大型PC项目。
目前PC的生产工艺主要是以光气为原料的界面聚合法为主。
在PC 行业 中，EniChem Synthesis 公司第一个成功开发以甲醇与一氧化碳进行氧化羰基化反应生产DMC的工艺路线，并实现了工业化。1995年Bayer收购了EniChem Synthesis 公司，据悉Bayer 公司有可能采用EniChem Synthesis 公司的DMC技术生产PC。
GE Plastics Japan于九十年代初在Chiba的2.5万吨/年的PC厂中采用了EniChem Synthesis 公司的非光气技术，目前其装置生产能力已扩至4.5万吨/年。
GE在西班牙Cartagena的PC生产厂采用其自主开发的非光气法技术，其PC的生产能力为13.6万吨/年。
在日本的Asahi Chemical Company开发了从DMC生产碳酸二苯酯(DPC)进而生产PC的工艺。
Ube Industries (Japan)曾计划建设非光气法实验厂，但目前尚未建成投产。
目前国外采用DMC路线生产PC的装置能力约为18万吨/年，年耗DMC约5万吨。今后随着世界PC工业的发展、工艺路线的改造，DMC在PC业中的消费也将有一定的增长，预计到2007年消费量将达到10万吨/年左右。
2）农药 行业
在农药领域，DMC主要用于生产甲基异氰酸酯，进而生产某些氨基甲酸酯类农药。可生产的农药品种有：甲萘威、残杀威、克百威、灭多威等。2001年全球在农药方面DMC的消费量约为7000吨。
近年随着农药新品种的不断推出，部分产品将在一定程度上替代氨基甲酸酯类杀虫剂在农业生产中的应用，因在今后几年内氨基甲酸酯类的农药的生产及消费将基本维持现状，DMC在农药领域中的消费量也将保持在7000吨/年左右的水平上。
3）医药
碳酸二甲酯在医药方面主要用于合成抗感染类药、解热镇痛类药、维生素类药和中枢神经系统用药。DMC主要用于合成环丙沙星、诺氟沙星(氟哌酸)、吡哌酸、乳酸环丙沙星等原料药的合成，主要是作为甲基化剂使用。
使用碳酸二甲酯在生产中具有使用安全、方便、污染少、容易运输等特点。自1984年印度博帕尔的美国联碳公司发生中间体泄露事故以来，世界各国出于安全和环境的要求，已逐步限制了光气等有毒化学品的生产与使用。因此作为光气、硫酸二甲酯等替代品，碳酸二甲酯具有较大的市场。“9.11”事件后，美国连续发生了几起炭疽病毒邮件案件，使得作为预防炭疽病毒特效药的环丙沙星成为畅销药，DMC的消费大幅增加。根据世界抗感染类药物生产情况，估算DMC的消费量约为2.6万吨/年左右。2007年预测为4万吨/年。
4）其它领域
DMC还可代替硫酸二甲酯（DMS）作甲基化剂领域；与高碳醇（C12-C15）反应制备链烷基碳酸酯；作溶剂以及汽油添加剂等。
据了解，目前用于以上所列的其它领域中DMC的消费量约为1.3万吨/年。在其它领域中DMC的消费有着较好的 市场发展 前景，尤其是随着环保要求的提高，DMC在替代DMS、涂料溶剂等领域中由于其对环境友好的特性将会使其消费量有所增加。预计到2007年将达到3万吨。
综上，2002年及2007年（预测）世界DMC的消费结构见下表：
世界DMC消费结构及预测 单位：万吨
2、国内市场情况
2003年国内市场碳酸二甲酯的实际消费量约为6300吨，主要应用于医药、固体光气、农药及精细化工中间体等领域中。由于国内到目前为止尚无非光法PC（聚碳酸酯）装置，碳酸二甲酯在PC中的应用目前还处于空白。
1）医药
碳酸二甲酯在医药方面主要用于合成抗感染类药、解热镇痛类药、维生素类药和中枢神经系统用药。在抗感染类药中，碳酸二甲酯主要用于合成环丙沙星、诺氟沙星(氟哌酸)、吡哌酸、甲氟哌酸、乳酸环丙沙星、洛美沙星、氟罗沙星、蒽氟沙星、依诺沙星和氟嗪酸等原料药的合成，碳酸二甲酯主要是作为甲基化剂使用。
2003年，我国医药 行业 碳酸二甲酯的总消费约为3000吨。其中环丙沙星是碳酸二甲酯用量较大的品种，碳酸二甲酯的消费量约1800吨。此外，在氟哌酸原药的生产中，碳酸二甲酯用于替代硫酸二甲酯近年来得到较大的发展，其碳酸二甲酯的消费量达到了约1200吨的水平。
在医药 行业 中，喹诺酮类药物疗效好，价格低，而且使用也比较安全方便，未来国内的消费量将会保持良好的增长势头，新的品种将不断出现，在喹诺酮类药物生产中碳酸二甲酯的需求量将会有较大幅度的增长；另外，随着碳酸二甲酯的成本和价格进一步降低以及国内环保政策进一步强化，碳酸二甲酯在医药 行业 中用于替代高毒的硫酸二甲酯作甲基化剂的应用也将得到较大范围的推广，这也是碳酸二甲酯在医药 行业 中最有增长潜力的市场。
预计到2008年国内医药生产中碳酸二甲酯的消费量将达到8000吨的水平。
2）固体光气
固体光气又称三光气，其反应活性与光气类似，可以代替光气，实现光气化反应，但安全性远远高于光气。近年来随着国内碳酸二甲酯工业的快速发展，为进一步拓展碳酸二甲酯下游产品消费市场，固体光气的生产及应用得到国内众多碳酸二甲酯生产企业及科研院所的重视，产量逐年上升。
2003年我国固体光气的总生产能力约10000吨/年，产量约4600吨，全部采用碳酸二甲酯路线，消耗碳酸二甲酯约1400吨。近年来为提高化工生产安全水平，政府对光气生产厂点的限制更加严格。从长远来看，作为光气替代产品的固体光气将会有一定的发展空间。预计2008年国内固体光气的产量将达到10000吨，届时将消费碳酸二甲酯3000吨。
3）农药
八十年代后，我国氨基甲酸酯类农药发展很快，其中消费甲基异氰酸酯的农药品种如甲萘威、残杀威、克百威、灭多威均有生产。
目前我国上述品种的农药生产除江苏太仓鲍利葛化工有限公司用碳酸二甲酯生产甲基异氰酸酯外，其它生产厂均用光气法生产甲基异氰酸酯。总体上讲，我国农药 行业 碳酸二甲酯的消费量比较小，总量不会超过600吨。近年，光气的生产及供应渠道均有了较大改进，加上成本上的原因，碳酸二甲酯替代光气生产氨基甲酸酯类农药方面的应用增长受到限制，在农药 行业 中碳酸二甲酯的需求量将基本维持现状。
4）聚碳酸酯（PC）
目前PC生产一般采用两种方法：即酯交换法和光气化界面缩聚法。酯交换法是将双酚A与过量的碳酸二苯酯(DPC)在熔融状态下进行酯交换和缩聚反应，逐步形成高分子产物-聚碳酸酯。光气化界面缩聚法是将双酚A水溶液进行光气化界面缩聚反应，合成聚碳酸酯。DPC的合成一般采用光气和苯酚反应路线，也可使用碳酸二甲酯与苯酚反应合成DPC，即所谓的非光气化路线。目前我国PC生产厂均采用光气为原料用界面聚合方法生产PC。因此，目前我国在PC生产中没有碳酸二甲酯的消耗。从近年国内聚碳酸酯项目的发展动态看，国内一大批科研院所正在大力 研究 非光法碳酸二苯酯、聚碳酸酯的生产工艺技术，国内有计划建设非光法聚碳酸酯的设想，如果得以实施，在2008年以前将实现零的突破，一跃成为我国碳酸二甲酯的第一大消费领域，预计届时碳酸二甲酯的消费量将达到20000吨。2010年以后，在国内非光法PC工艺取得突破并实现工业化的基础上，预计我国非光法聚碳酸酯工业将得到快速的发展，从而带动碳酸二甲酯市场的快速增长。
5）其它领域
作为安全环保的电解液应用于锂离子电池生产，是近年来碳酸酯类产品的最重要的用途之一，受到业内的普遍关注。近年来，我国手机、便携式计算机、摄像机、照相机等移动电器等产业得到高速发展，相应地锂电池的产量及用量也得到大幅度增长。目前国内手机容量已达2亿部，便携式计算机已达130万台。据业内人士统计，2003年仅手机用锂电池的产量就达到8亿个，年消费碳酸二甲酯-碳酸二乙酯-碳酸甲乙酯三元溶剂约3000吨，按其中30%为碳酸二甲酯估算，实际消费碳酸二甲酯约1000吨。
另外，碳酸二甲酯还可以用于生产异氰酸酯、涂料和油墨溶剂以及替代碳酸二甲酯合成一系列有机中间体等会领域。目前碳酸二甲酯在这些领域中的消费尚处于起步的阶段，实际消费量较小，2003年仅为300吨左右，但从长远发展的观点上看，由于碳酸二甲酯低毒、安全的特性，将来在大幅度降底成本的基础上，在这些领域中将会出现一定幅度的增长。预计， 2008年碳酸二甲酯在锂电池及其它领域中的需求量将达到5000吨。
我国碳酸二甲酯消费现状及预测如下表所示。
碳酸二甲酯消费现状及预测情况表 单位：吨
二、中国碳酸二甲酯工业特点及风险
1、产业特征
1）装置规模大型化
经过二十多年的发展，我国碳酸二甲酯生产装置规模水平有所提高，各企业的生产能力由最初的几百吨增长到目前万吨级的水平，并有进一步扩大的趋势，逐步与国外碳酸二甲酯的平均水平接近。装置规模大型化促进了产业的生产集约化程度，也为降低产品生产成本奠定了基础。
2）产业从数量型向质量型的增长模式转变
随着各企业装置规模达到较高的水平后，简单靠扩大生产能力已经不能满足日益激烈的市场竞争的要求，促进了企业从数量型逐步向质量型的增长模式的转变。生产企业更加重视，以保证其生产装置具有较高的技术含量。表现在：（1）工艺水平也有较大幅度的提高，生产更加稳定，自动化控制水平有所提高，产品原材料消耗及能耗有所下降；（2）产品的质量和档次提高。目前国内生产的碳酸二甲酯产品纯度可以达到99.9%以上，而含水量则低于10ppm，完全可以满足锂电池电解液等领域对高质量产品的需求，为国内产品的出口创造了条件。
3）产品结构得到调整。
近年来国内有关的科研院所与企业合作，加大了对碳酸二甲酯下游产品的开发及产业化力度，在碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二苯酯、固体光气等产品和领域中取得一定的成果，在部分企业中实现了工业化的生产，推动碳酸二甲酯企业产品向横向及纵向多元化发展，促进了产品结构的调整与升级，对扩展碳酸二甲酯市场范围和容量，降低市场风险起到了积极作用。
4）传统消费领域仍然是碳酸二甲酯的主要市场
通过上文对碳酸二甲酯产品市场的 分析 ，目前我国碳酸二甲酯消费主要集中在医药、农药及锂电池电解液等工业领域，占总消费量的85%以上。预计在2003-2008年间，医药、农药及锂电池电解液三大领域内碳酸二甲酯消费的年均增长将超过20%，仍将是国内碳酸二甲酯消费的主流。
5）我国正在成为碳酸二甲酯的主要出口国
随着国内碳酸二甲酯规模的扩大，产品质量的提高，加上国内产品市场压力的增大，我国碳酸二甲酯的出口量逐年加大，已经超过了国内的实际消费量，我国已经成为重要的碳酸二甲酯产品出口国。2003-2008年间，这一趋势仍将增强，我国在成为面向世界市场的最大的碳酸二甲酯生产基地。
2、风险及问题
1）生产相对过剩
目前，我国碳酸二甲酯生产相对过剩的局面已经形成，根据各地区和相关企业的发展 规划 ，国内在黑龙江、辽宁、内蒙、山西、山东、河北、安徽、新疆等地仍将计划建设万吨级以上的碳酸二甲酯装置，如果这些 规划 得以实施，国内碳酸二甲酯的装置规模仍将出现高速度的膨胀。
而市场上碳酸二甲酯的消费仍集中在一些传统的领域内，在一些被普遍认为前景看好的溶剂、聚碳酸酯、汽油添加剂等领域，碳酸二甲酯的消费还基本处于起步的阶段，并将在相当长的时间内维持这样的现状，现实市场容量有限，不足以支撑国内即将形成的10万吨以上产业的发展需求。
2）工艺雷同，重复开发，新技术开发及应用不足
目前，国内业已建成的碳酸二甲酯生产装置绝大部分都采用酯交换法生产工艺，生产装置工艺雷同，差异化程度低，技术水平相当。而国外普遍采用的氧化羰基合成工艺仅有湖北兴发集团建有一套4000吨/年的生产装置。这种技术结构为我国碳酸二甲酯工业带来一系列的问题：（1）技术的局限性使得各个企业之间的成本趋同，很难再大幅度下降，相互之间的竞争加剧；（2）加大了原料环氧丙烷（环氧乙烷）供应的压力，资源之争矛盾突出；（3）副产品丙二醇（或乙二醇）市场压力加大，进而影响碳酸二甲酯工业的正常发展。
然而尽管如此，国内一些科研单位仍在另起炉灶新开课题 研究 酯交换法碳酸二甲酯工艺，势必造成新的盲目建设和资源浪费。另一方面氧化羰基合成工艺、CO2直接合成法、尿素醇解法等新工艺的开发还不足，有待推进。
3）产业进入微利时代
激烈的市场竞争使得碳酸二甲酯产品的市场价格一降再降，从长远来看将维持在7000-8000元/吨这样的水平上。以1万吨/年酯交换法碳酸二甲酯生产装置为测算基础。本文对其产品的生产成本进行粗估。其中建设投资估算5800万元，产品及原材料按市场价格取价，公用工程价格按照国内中等水平取价，其静态投资生产成本测算结果如下表所示：
酯交换法碳酸二甲酯成本构成 单位：元/吨
由上表可以看到，在目前及工艺技术和原材料价格水平下，国内碳酸二甲酯生产成本约6400元/吨，产品的利润空间已经很小，产业已经逐步进入微利时代。今后各家企业之间的竞争将更加依靠提高技术水平、节能降耗、完善产品配套等手段，通过提高企业综合配套和装置水平，提高参与国内国际市场竞争的能力。
三、中国碳酸二甲酯产业发展建议
1、谨慎投资：在目前国内碳酸二甲酯生产能力已经相对过剩，而国内一些地区碳酸二甲酯的投资仍在升温，产品市场压力将进一步加大的形势下，建议企业采取更加谨慎的态度对面对碳酸二甲酯产品的投资决策问题。尽量避免缺乏特点、缺乏竞争力的重复建设。
对于一些拥有丰富的煤资源， 规划 发展碳一化工的地区，应该在确保技术来源先进可靠的基础，在认真 分析 各自的产品竞争力的基础上，综合考虑碳酸二甲酯的建设问题。
2、加大下游应用领域的市场开发力度：碳酸二甲酯被视为“绿色”化工品，具有安全环保的特性。然而由于其较高的产品价格，它在替代硫酸二甲酯作酯化剂作为化工反应原料，用于涂料生产中作为有机溶剂，替代MTBE用作汽油添加剂等领域中的应用还有待于进一步推广和开发。
通过加大碳酸二甲酯在这些应用领域中的市场开发力度，可以有效地扩大市场内需，缓解国内碳酸二甲酯市场的压力，为碳酸二甲酯产业的发展营造更好的市场环境。
3、推动下游产品研发和产业化进程，促进产品结构调整：企业要促进产品结构的调整，实现产品的多元化发展，争取在企业内部实现产品转化，提高自我配套利用的比率。在工作中可积极与国内有关科研单位合作，大力开发碳酸二甲酯—碳酸二苯酯—聚碳酸酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、固体光气以及异氰酸酯等系列产品，力争实现大规模工业化生产，在降低产品的市场风险的同时，提高产品的附加值。
4、加大新技术开发：提高我国碳酸二甲酯工艺技术水平，降低产品生产成本，解决产品缺乏竞争力的问题，重视碳酸二甲酯新技术的开发和应用。重点开发技术有氧化羰基合成法、C02与甲醇直接合成DMC工艺、尿素醇解法等。
四、中国要加大开发碳酸二甲酯的力度
碳酸二甲酯是一种新兴的绿色基础化学原料。近十年来，碳酸二甲酯及其衍生物的 研究 开发，已成为世界化工 研究 热点之一，并取得突破性进展，应用领域也在日益扩大。
目前，国外碳酸二甲酯的生产能力已超过3.55万吨／年，其中西欧占45.1％，日本占5.21％，美国占19.7％。我国现有碳酸二甲酯生产厂家约10余家，总生产能力7000吨／年，实际产量在1000吨／年左右。由于国内对碳酸二甲酯的需求大于生产，我国每年都进口一定数量的碳酸二甲酯。
碳酸二甲酯分子中含有羰基、甲基、甲氧基、羰甲基，因而具有多种反应活性，且无毒，无腐蚀性，在许多化学反应场合可替代硫酸二甲酯、氯甲酸甲酯等化学品，作为重要的羰基化和甲基化试剂。碳酸二甲酯作为一种清洁化工原料，在农药、医药、塑料、染料、电子化学品、饲料添加剂等工业得到广泛应用。
碳酸二甲酯与苯酚反应生成的苯甲醚，是一种重要的食用香料。碳酸二甲酯与对苯二酚反应的产物，在医药、香料、染料等 行业 均有广泛的用途。碳酸二甲酯与苯胺作用，产物可用于染料、香料和植物保护剂的制备。碳酸二甲酯与胺类物质及酸反应，能够得到不同的季铵盐，在表面活性剂、消泡剂、防腐剂和纤维添加剂等方面得到应用。碳酸二甲酯替代光气等有害物质进行羰基化反应，如碳酸二甲酯与苯酚合成碳酸苯甲酯，是生产芳香族聚碳酸酯、异氰酸酯、氨基酸甲酯等的中间体，也可以用来合成农药原料。
碳酸二甲酯的另一个重要用途是合成“三光气”。“三光气”是稳定的固体结晶物，也是很重要的化学反应原料，与光气相比，容易运输和贮存，避免了直接使用光气所带来的危险。此外，碳酸二甲酯还可以合成长链烷基碳酸酯、磺草灵、碳酸肼等重要化学新品和西维因、痢特灵、环丙沙星等药品的重要中间体等。作为新型的燃油添加剂，碳酸二甲酯还可作抗爆剂和甲基叔丁基醚的替代品，在提高燃油辛烷值及含氧量方面十分理想，而且碳酸二甲酯在燃油中有良好的可溶性和低蒸汽压，使燃油利于贮存，燃烧时很充分，减少环境污染。碳酸二甲酯也是一种性能优良的溶剂、溶媒。碳酸二甲酯不但与其它溶剂相溶性好，而且蒸发速度快，可代替 CFC、三氯乙烷等破坏大气臭氧层的物质用作清洗剂。此外，碳酸二甲酯还可用作特种干油漆的溶剂、医药品制造的溶媒介质、二氧化碳的载体，也可用作喷雾剂溶剂等。
合成碳酸二甲酯的方法很多，但目前工业生产的方法只有光气法、酯交换法、氧化羰基化气相法和氧化羰基化液相法几种。光气法虽能工业规模生产碳酸二甲酯，但存在工艺复杂、原料剧毒、副产物盐酸腐蚀性强、环境污染严重等问题，生产成本较高，不宜推广。酯交换法原料来源困难，生产成本很高，也不宜大力发展。氧化羰基化气相法和氧化羰基化液相法以廉价的甲醇为原料，而甲醇在我国来源丰富，且这两种方法工艺技术先进，腐蚀性小，生产过程中不使用剧毒原料，成本比其它方法低，是世界碳酸二甲酯生产目前最优先使用的方法。
碳酸二甲酯作为一种极具发展前景的“绿色”化工原料，具有广泛的应用价值，是21世纪有机合成新的基本原材料。我国目前虽已建成一些碳酸二甲酯装置，但规模小，技术较为落后且很不成熟，而外商又对我国进行碳酸二甲酯技术封锁。因此，我国只有依靠自身力量，加强科研攻关，尽快完全掌握先进的碳酸二甲酯生产技术，从而为带动相关的精细化工产业发展作出贡献。
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