綜合報道,碳酸二甲酯簡稱DMC,是無色透明液體,為非毒性化學品。其具有很高的化學活性,可以進行羰基化,甲基化、甲氧基化和羰甲基化反應。碳酸二甲酯可以取代傳統使用的劇毒物光氣作羰基化試劑,用于制備異氰酸酯、聚碳酸酯、烯丙基二甘醇碳酸酯、殺充劑西維因等,還可以代替致癌物質硫酸二甲酯作甲基化試劑,用于制備苯甲醚等;由于它分子內含有氧率為53%,可以提高辛烷值,有望成為汽油添加劑。另外,它在制取高性能樹脂、溶劑、染料中間體、藥物、增香劑、食品防腐劑等領域內的應用越來越廣泛,所以碳酸二甲酯被認為是有機合成的“新基炔”,具有廣闊的發展前景。DMC的生產方法:
1、光氣法:此法是生產DMC最早的使用方法,利用光氣與甲醇反應先生成氯甲酸甲酯,進而制取DMC。但此法所用原料光氣有劇毒,容易造成環境污染,許多國家已經禁止使用光氣,因此無發展前途。
2、酯交換法:以環氧丙烷和二氧化碳為原料先生產碳酸乙烯酯,再與甲醇反應生成DMC,同時聯產乙二醇。該法具有收率高、無腐蝕、無毒等特點,因而應用較廣泛。
3、甲醇氧化羰基法:此法以甲醇、一氧化碳和氧氣為原料合成DMC,工藝有液相法和氣相法兩種。
4、二氧化碳、甲醇直接合成法:該法尚處于研究階段,是由二氧化碳和甲醇在催化劑的作用下直接合成DMC,催化劑主要是有機金屬化合物,反應中還要加入引發劑、化學脫水劑、助催化劑等。
目前,全球DMC產量約為12萬噸/年。國外生產DMC的企業大約有十幾家,其中規模較大的有意大利ENI公司,另外,日本三菱公司采用甲醇溶液液相氧化羰基法建有1.5萬噸/年裝置;日本宇部公司于1993年建有3000噸/年的裝置,又于1996年建有一套6000噸/年的裝置,并考慮建設5萬噸/年的生產裝置。采用光氣法生產DMC的主要有美國PPG公司1000噸/年的裝置,法國SNPE公司2000噸/年的裝置,德國巴斯夫公司2000噸/年的裝置等。
國內目前的DMC產量不超過3萬噸/年,生產企業有十幾家,以酯交換法為主,有些采用光氣法的生產廠家現已經停產,新建和擬建裝置采用酯交換法和甲醇液相氧化羰基法,主要生產廠家有:唐山朝陽化工總廠,生產能力10000噸/年,生產方法為酯交換法;河南濮陽氯堿廠,生產能力為4000噸/年,生產方法為酯交換法;銅陵有色金泰化工有限責任公司,生產能力為3000噸/年,生產方法為酯交換法;湖北興發化工集團,生產能力為4000噸/年,生產方法為甲醇液相氧化羰基法,其中銅陵有色金泰化工有限責任公司在原由裝置的進出上增加了一個反應器,使年產量可以達到4000~5000噸,該公司目前正在建設9000噸/年的裝置。據悉,海科化學工業有限公司正在籌建萬噸級的DMC酯交換法生產裝置,預計2003拈月份投產。
碳酸二甲酯的應用十分廣泛,其主要應用領域有以下幾種:
1、合成聚碳酸酯:一般先用DMC與苯酚進行酯進行交換反應,生成碳酸二苯酯,再與雙酚A反映生成聚碳酸酯。聚碳酸酯是一種用途廣泛、需求量較大的工程塑料,廣泛用于汽車零部件、前燈罩、電器部件和光盤等的制造。全世界的聚碳酸酯年產量大約為300萬噸,而在我國幾乎沒有生產,全部依賴進口。GE公司在日本建立的4萬噸/年的聚碳酸酯裝置就是采用DMC代替光氣作原料。
2、合成異氰酸酯的:一般先由DMC與苯胺反應生成苯氨基甲酸酯,再經過分解制得異氰酸酯。異氰酸酯包括MDI、TDI,是合成聚氨酯的主要原料,同時也是生產農藥、除草劑的原料,市場需求很大,我國每年豆油大量進口。
3、合成氨基甲酸酯類:一般先由DMC與胺類在催化劑作用下反應得到氨基甲酸酯,再與a-萘酚、甲胺反應,得到農藥西維因,可以代替傳統的光氣法。
4、合成二氨基脲:DMC與肼羰基化反應得到二氨基脲。二氨基脲可以代替劇毒、易燃、易爆的水合肼,用作鍋爐除垢劑,使用安全方便,極具發展前途。
5、DMC還可以用來合成重要的農藥、醫藥中間體苯甲醚和殺菌劑鄰氨基羰基甲氧基甲脒等化工產品,另外,它還是一種優良的溶劑。
我國碳酸二甲酯的開發還不成熟,產品價格高,限制了它的應用。但是隨著碳酸二甲酯合成技術的不斷改進和完善,應用及生產規模不斷擴大,生產成本會逐漸降低,價格也會隨之而下降。隨著人們對環境污染及安全生產的日益重視,光氣和硫酸二甲酯等有害物質的使用將會受到嚴格控制或禁用,必將被DMC所取代,因此很多企業頗為看好DMC的市場前景。