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中国科学院成都有机化学有限公司项目建议书项目名称：1万吨/年碳酸二甲酯与苯酚酯交换法合成碳酸二苯酯编写单位：中国科学院成都有机化学有限公司2007年71一、项目简介碳酸二苯酯(DPC)主要用于合成聚碳酸酯(PC)。聚碳酸酯是六大通用工程塑料中唯一具有良好透明性的品种。它以冲击强度高，自身具有阻燃性而著称，主要用作高级绝缘材料、电子电器制品、机械零配件、建筑材料、光学材料等，在工程塑料中其消费量仅次于聚酰胺。目前国际上PC的需求量每年以7%～10%的速度增加，2001年全球PC生产能力已超过220万吨/年，总产量约190万吨。2003年装置生产能力达到297.2万吨，到2006年全球聚碳酸酯的总生产能力将达到约330万吨/年。表1为美国目前PC消费的构成情况。表1.美国PC的消费构成行业构成玻璃板材20%汽车工业25%光学介质15%器械8%计算机及商用机器7%医疗设备7%文娱用品7%其它11%目前国际上聚碳酸酯的年需求量为400～500万吨，预计需求量仍将保持7～10%的增长速度。我国仅有少量光气法产品，聚碳酸酯基本依赖进口（见表2）,进口量占国内总消费量的99%以上。2表2国内聚羰酸酯的历年进口量（万吨）我国聚碳酸酯的历年进口量01020304050607080200020012002200320042005年万吨万吨随着我国电子信息和汽车等行业的发展，预计在“十五”后国内对PC需求将有更大幅度的增长。但目前国内仅有几套千吨级PC生产装置，采用落后的光气法工艺，生产成本高，三废污染严重。拜耳公司已在上海投资建设10万吨/年非光气法聚碳酸酯装置，将于2005年全部建成投产，采用碳酸二苯酯与双酚A缩聚工艺，原料碳酸二苯酯与双酚A均为进口。“十五”末我国PC生产能力将超过20万吨/年，对DPC的需求约为18万吨/年，可见DPC在国内将有非常好的市场前景。二、国内外相关技术发展概况和工艺路线比较碳酸二苯酯的合成方法有光气法、酯交换法和苯酚氧化羰基化法。由于光气剧毒，对环境污染严重，正在逐步被淘汰；苯酚氧化羰基化法使用的催化剂昂贵且转化效率低，尚未见工业化报道；经研究发现，从绿色化学的基本原理角度出发，通过研究开发新型催化剂和工艺技术，用无毒、3无污染的碳酸二甲酯（DMC）代替光气与苯酚进行酯交换反应合成DPC，可达到清洁生产DPC的目的，而酯交换法被认为是目前合成碳酸二苯酯的适宜方法：苯酚与碳酸二甲酯在催化剂存在下反应生成碳酸二苯酯，同时产生甲醇的一种工艺路线。现将三种方法比较如下：表3.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。三、工作基础在2004年8月中国科学院成都有机化学有限公司完成了863合同模式各项指标，唐山市朝阳化工总厂已建成一套1000吨/年碳酸二甲酯与苯酚酯交换法制碳酸二苯酯装置，并对该反应工艺小试进行了一定的研究。在2004年10月至2005年5月中试实验完成了连续合成反应和产品的精馏分离工作，并得到了合格的碳酸二苯酯产品。完成了合同规定的各项技术指标。精制后碳酸二苯酯(DPC)纯度可达99.5%以上，质量达到PC要求(见表4)。4表4.碳酸二苯酯(DPC)的质量指标指标聚碳级DPC规格﹡实际完成情况外观洁白、片状结晶洁白、片状结晶色度80OC熔融、无机械杂质80OC熔融、无机械杂质熔点79±1OC79±1OC酸碱度PH=6.7～7.2PH=6.7～7.2铁含量≤3PPm≤3PPm苯酚含量≤1%≤0.3%﹡聚碳级DPC规格是由晨光化工研究院提供参考规格。四、酯交换法与光气法原料成本比较5表5酯交换法与光气法生产1吨DPC消耗成本比较酯交换法光气法名称单消耗（吨）价格（元/t）成本（元）名称单消耗（吨）价格（元/t）成本（元）苯酚0.893100008930苯酚0.9100009000DMC0.4370003010光气0.530001500催化剂0.001300000300烧碱0.624001440甲醇-0.3322400-797其它成本10001000原料成本合计11443原料成本合计12940动力消耗420动力消耗450工人工资439工人工资500车间折旧224车间折旧800包装80包装80总计12606总计14770DPC市场价格16000～2000016000～200007五、1万吨/年酯交换法合成碳酸二苯酯工业装置投资费费用如下：表61万吨/年酯交换法合成碳酸二苯酯投资费用费用名称生产装置（万元）设备费3500安装费300土建费270第一部分费用合计4070设计费400技术费500试验费300不可预见费100合计5370