胺、肼、酯等发生化学反应,故可衍生出一系列重要化工产品;其化学反应的副产物主要为甲醇和CO2。与光气(COCL2)、硫酸二甲酯(DMS)等的反应副产物盐酸、硫酸盐或氯化物相比,危害相对较小,故而,一方面DMC在诸多领域可全面替代光气、硫酸二甲酯、氯甲烷及氯甲酸甲酯等剧毒或致癌物进行羰基化、甲基化、甲酯化及酯交换等反应生成多种重要化工产品;另一方面,以DMC为原料可以开发、 制备多种高附加值的精细专用化学品,在医药、农药、合成材料、染料、润滑油添加剂、食品增香剂、电子化学品等领域获得广泛应用;其三,非反应性用途如溶剂、溶媒和汽油添加剂等也正在或即将实用工业。
因此,DMC作为一种性能优良的甲基化、羰基化试剂,用于合成多种高附加值产品,在医药、农药、工程塑料、染料、电子化学品、食品添加剂等领域有着广泛用途,更由于其属无毒无公害化学品,对煤化工、甲醇化工、 碳一化工起到巨大的推动作用,将在二十一世纪具有极其广阔的市场应用前景。 八、 碳酸二甲酯生成工艺和原料单耗 1、生产工艺
碳酸二甲酯的合成分为两步
1、碳酸丙烯酸,可由环氧丙烷与CO2合成:
H2CH2CO+CO2CH2H2CH2CH2COOO2、酯交换法,该法以碳酸丙烯酯与甲醇酯交换反应生成DMC并联产丙二醇:
H2COH2CH2COO+2CH3OHOH3CCCH3+H2COHH2CH2COH 该工艺为两步反应,首先是环氧丙烷与CO2在6 MPa压力,170℃及在催化剂存在下,生产粗碳酸丙烯酯,再经精馏塔脱除轻组分和催化剂,获得高纯碳酸丙烯酯;第二步是碳酸丙烯酯与甲醇在1.0 MPa,催化剂甲醇钠的存在下,反应生成DMC,塔顶得DMC与甲醇共沸物,经再次精馏将DMC与甲醇分离,DMC粗品精制获高纯度产品,反应釜出来的物料经精馏脱除甲醇后,回收得丙二醇,未反应物甲醇、碳酸丙烯酯等回收循环使用。国内部分企业将碳酸丙烯酪与DMC生产分为两个系统或直接用碳酸丙烯酯与甲醇反应生产DMC。
酯交换法生产的本质是CO2与甲醇合成DMC过程与环氧丙烷或环氧乙烷水解合成丙二醇或乙二醇过程的耦合。
2、酯交换法生产碳酸二甲酯的单耗 碳酸二甲酯物料单耗 物料名称 物料单耗 吨 单价 元 价格 元 备注 1、环氧丙烷 0.821 12000 9852 2、二氧化碳 0.595 1500 892 3、甲醇 0.940 3000 2820 4、甲醇钠 0.050 13000 650 5、丙二醇 -0.900 11000 -9900 合计 4314 五、讨论与问题 1、年产1300吨碳酸二甲酯的规模太小,通常类似的装置都在10000吨以上,如果规模小,运行成本就会很高;不建议自己生产碳酸二甲酯(如果采购的话,一年的采购量为1240吨,生产4000吨固光);
2、方法5虽然看上去很完美,但到目前为止,没有人做过,风险较大,不建议采用。
3、方法6是目前应用得比较多的方法,重点是要进行工程方面的研究,目前国内已经有比较成熟的方法。
2011/7/19