【正文】 尚未正式運(yùn)行的液相氧化羰基法裝 置，到 2021 年末我國碳酸二甲酯有效產(chǎn)能為 萬噸 /年，預(yù)計(jì)到2021年底將達(dá)到 29萬噸 /年。目前各國普遍使用的 MTBE 還 存在下述問題 ： ① MTBE 是 以 石油化工產(chǎn)品異丁烯為原料，當(dāng)前石寧夏寧東能化投資有限責(zé)任公司 1 萬噸 /年碳酸二甲酯裝置可行性研究報(bào)告 16 油價(jià)格居高不下，使 MTBE 價(jià)格高昂； ② 由于 MTBE 滲透污染地下水源，并會誘發(fā)癌癥，美國已全面禁用，日本等國家亦在效仿。⑷ 熔 沸點(diǎn)溫度 窄，表面張力大，粘度低，介電常數(shù)小。此外碳酸二甲酯與丁子香酚反應(yīng)可得到丁子香酚甲醚和對苯二酚反應(yīng)可制得氫醌二甲醚，這些產(chǎn)物均可作香料。它可作為油性溶劑、紡絲溶劑、烯烴與 芳 烴的提萃取劑，在 合成 氨工業(yè)則常作為脫 除 二氧化碳的吸收劑，也可作為水溶性染料及顏料分散劑。耐磨、自清潔和耐腐蝕性能，此外還具有能與其他基 體 材料的相容性及對密封材料的適應(yīng)性。 ⑥ 四甲基醇銨 TMAH 四甲基醇銨是一種可 揮發(fā) 性的強(qiáng)堿性物質(zhì)，主要用于高集聚度大規(guī)模積成電路片照相印刷中作為正片型光致抗蝕劑的顯影液。如，日本聚氨酯 、東亞合成及宇部興產(chǎn)等。 ② 異氰酸酯 碳酸二甲酯與胺基化合物反應(yīng)可生成碳酸酯化合物，再加熱分解則成異氰酸酯。聚碳酸酯是五大通用工程塑料之一，具有良好的透明性，阻燃性，耐紫外線輻射性以及抗沖擊性等優(yōu)良性能。 碳酸二甲酯是一種優(yōu)良的溶劑，其特點(diǎn)是熔點(diǎn)及沸點(diǎn)范圍窄，表面張力大，粘度低，介質(zhì)的介電常數(shù)小，蒸發(fā)熱低，相對蒸發(fā)速度快。 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 表 11 主 要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表 序號 項(xiàng)目名稱 單位 數(shù)量 備注 Ⅰ 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 1 裝置規(guī)模 碳酸二甲酯生產(chǎn)裝置 104t/a 1 2 產(chǎn)品方案 碳酸二甲酯（純度≥ %） 104t/a 1 外售商品 副產(chǎn) 可研階段暫未計(jì) 3 年操作小時(shí) 小時(shí) 8000 4 主要原材料、輔助材料用量 甲醇 噸 /年 7900 焦碳 2960 5 公用工程和動力消耗量 新鮮水 m3/h 循環(huán)冷卻水 m3/h 750 電 kWh/h 935 蒸汽 t/h t/h 6 勞動定員 人 92 8 占地面積 畝 60 Ⅱ 經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù) 1 項(xiàng)目總 投 資 萬元 13042 其中：規(guī)?？偼顿Y 萬元 12742 報(bào)批總投資 2 建設(shè)投資 萬元 11636 4 建設(shè)期利息 萬元 977 5 流動資金 萬元 430 其中鋪底流動資金 萬元 129 6 資金籌措 萬元 13042 寧夏寧東能化投資有限責(zé)任公司 1 萬噸 /年碳酸二甲酯裝置可行性研究報(bào)告 6 其中；借款 萬元 8583 資本金 萬元 4460 資本金比例 % 35 7 銷售收入 萬元 /年 8273 8 銷售稅金及附加 萬元 /年 687 9 年均 總成本費(fèi)用 萬元 /年 5173 10 利潤總額 萬元 /年 2413 11 所得稅 萬元 /年 603 12 稅后利潤 萬元 /年 1810 Ⅲ 財(cái)務(wù)評價(jià)指標(biāo) 1 投資利潤率 % 2 投資利稅率 % 3 資本金利潤率 % 4 全部投資財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率 所得稅前 % 所得稅后 % 5 財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值 (NPV) Ic=12% 所得稅前 萬元 5882 所得稅后 萬元 3331 .6 資 本 金財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率 % 7 投資回收期 稅前 年 稅后 年 8 貸款償還期 年 9 盈虧平衡點(diǎn) % 生產(chǎn)能力利用率 寧夏寧東能化投資有限責(zé)任公司 1 萬噸 /年碳酸二甲酯裝置可行性研究報(bào)告 7 2 碳酸二甲酯市場預(yù)測與分析 產(chǎn)品的性質(zhì)和用途 產(chǎn)品的性質(zhì) 產(chǎn)品的基本性質(zhì) 碳酸二甲酯 （ Dimethyl Cabonate）簡稱 DMC， 分子式為 (CH3)2CO。 該科技創(chuàng)新成果具有工藝技術(shù)先進(jìn)，投資省、成本低等優(yōu)點(diǎn)，單位產(chǎn)品的生產(chǎn)成本約為 5967 元 /噸，與其它工藝方法生產(chǎn)的產(chǎn)品相比，具有更強(qiáng)的市場競爭力。 主要過程 (1) 生產(chǎn)規(guī)模確定 主要根據(jù)目前的市場需求預(yù)測、較合理的經(jīng)濟(jì)規(guī)模及原料供應(yīng)情況，確定本裝置的生產(chǎn)規(guī)模碳二甲酯為 1 萬噸 /年。煤多油少是能源賦存結(jié)構(gòu)的基本特點(diǎn) ， 確立我國的能源安全戰(zhàn)略，必須從這一基本條件出發(fā)。 本項(xiàng)目充分利用當(dāng)?shù)刭Y源和能源豐富價(jià)廉的有利條件，以降低生產(chǎn)成本提高經(jīng)濟(jì)效益。寧夏寧東能化投資有限責(zé)任公司 1 萬噸 /年碳酸二甲酯裝置可行性研究報(bào)告 1 1 總 論 概述 項(xiàng)目名稱、建設(shè)單位名稱、企業(yè)法人 (1) 項(xiàng)目名稱： 寧東煤化工園區(qū) 煤化工生產(chǎn)基地 1 萬噸 /年碳酸二甲酯裝置 (2) 承建單位：寧夏寧東能化投資有限責(zé)任公司 建設(shè)地點(diǎn)： 靈武市寧東鎮(zhèn)中心區(qū)寧東煤化工園區(qū) C 區(qū) 法定代表：馬漢成 單位地址為：寧夏銀川市解放東街 143 號 (3) 建設(shè)地址： 寧夏回族自治區(qū)靈武市寧東鎮(zhèn)中心區(qū) 編制依據(jù) (1) 項(xiàng)目立項(xiàng)報(bào)告 (2) 立項(xiàng)報(bào)告批復(fù)文件 (3) 寧夏寧東能化投資有限責(zé)任公司 與 江蘇煤化工程研究設(shè)計(jì)院有限公司簽訂的編制可行性報(bào)告 委托合同 (4) 寧夏寧東能化投資有限責(zé)任公司提供的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料 (5) 《化工投資項(xiàng)目可行性研究報(bào)告編制辦法》 編制原則 （ 1） 采用先進(jìn)技術(shù)和國內(nèi)其他裝置的成功經(jīng)驗(yàn)，使本裝置的技術(shù)達(dá)到世界一流的先進(jìn)水平。 項(xiàng)目提出背景、投資必要性和經(jīng)濟(jì)意義 （ 1） 2021 年黨中央做出了實(shí)施西部大開發(fā)、加快中西部地區(qū)發(fā)展的重大戰(zhàn)略決策，強(qiáng)調(diào)“把加快西部經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展同保持政治社會穩(wěn)定、加強(qiáng)民族團(tuán)結(jié)結(jié)合起來，要逐步加大對西部地區(qū)的支持力度；在充分調(diào)動西部地區(qū)自身積極性的基礎(chǔ)上，通過政策 引導(dǎo)，吸引國內(nèi)外資金、技術(shù)、人才等投入開發(fā)，有目標(biāo)、分階段地推進(jìn)西部地區(qū)人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)社會的協(xié)調(diào)發(fā)展”。 因此，以國內(nèi) 較 豐富的煤炭資源為基礎(chǔ)，大力發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)，對于平衡我國能源結(jié)構(gòu)，解決石油短缺具有重大意義。 寧夏寧東能化投資有限責(zé)任公司 1 萬噸 /年碳酸二甲酯裝置可行性研究報(bào)告 4 (2) 生產(chǎn)技術(shù)路線的選擇 采用先進(jìn)的科技創(chuàng)新的成果，并立足于國產(chǎn)化，使本裝置形成具有世界先進(jìn)水平的生產(chǎn)技術(shù)。 該工藝方法還具有能耗低、“三廢”排放量少、與環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。常溫時(shí)是 無色透明 、略有氣味、微甜 可燃液體，沸點(diǎn) ℃ ，熔點(diǎn) 4℃ 。和其他常見溶劑如丙酮，異丁醇，三氯乙烷及甲苯相比 ， DMC 具有閃點(diǎn)高，蒸汽壓力低，空氣中爆炸下限高等特點(diǎn)，如表 23 所示，在清洗及特種油漆與醫(yī)藥品制造方面常用作溶劑和溶媒。近年廣泛用于制造機(jī)械零件、醫(yī)療器械、電子、儀表、食品等工業(yè)，在工程塑料中其消費(fèi)量僅次于聚酰胺。異氰酸酯是聚氨基甲酸酯的原料。 ④ 甲 胺 基甲酸萘酯 甲 胺 基甲酸萘酯又稱西維因或 “ 甲萘威 ” ，最早有聯(lián)合 碳 化物公司推出的 第一個(gè)氨 基 甲酸 酯 成品類殺蟲劑，是一種廣譜殺蟲劑，以觸殺為主，兼有胃毒作用，對稻飛虱、黑尾葉蟬、棉鈴蟲均有效。傳統(tǒng)工藝用氯甲烷與三甲胺反應(yīng)得到的甲基氯化銨后再經(jīng)電解 而得。現(xiàn) 已 用于發(fā)動機(jī)機(jī)油、壓縮機(jī)油、切削用油、壓延用油等油品的配制中。 ○11 合成二甲基對苯二酚 碳酸二甲酯與對苯二酚反應(yīng)可生成二甲基對苯二酚。 ○15 合 成甲氧基羰基氰氨鈉 碳酸二甲酯與氰氨鈉在醇溶液中反應(yīng)可得到甲氧基羰基氰氨鈉，主要用作合成試劑，但它也是植物保護(hù)劑、殺蟲劑及醫(yī)藥中間體。 因而它可有用于半導(dǎo)體工業(yè)替代 氯氟烴或三氯乙烷這些對臭氧層有破壞的溶劑作為清洗劑 ,也可用于醫(yī)藥工業(yè)以及油漆、油墨等工業(yè) 中作溶劑還可作為CO2載體應(yīng)用于噴霧方面。 DMC 與其它汽油添加劑性能 比較如表 24 所示 。目前有意向建設(shè)碳酸二甲酯的企業(yè)多達(dá) 150家左右，預(yù)計(jì)到 2020 年我國碳酸二甲酯產(chǎn)能可達(dá) 400 萬噸 /年 。 其它方面主要是鋰電池生產(chǎn)用于手機(jī)上，此外還可以用 于異氰酸酯、涂料、油墨溶劑等， 2021 年共消費(fèi) DMC2021 噸，占 %，預(yù)計(jì) 2021 年增長到 5000噸。 GE 公司采用的是酯交換工藝，宇部公司采用氣相氧化羰基化工藝，而意大利埃尼公司則采用液相氧化羰基化工藝，能力約為 萬噸 /年。目前聚碳酸酯雖已成為碳酸二甲酯第一大消費(fèi)領(lǐng)域，但數(shù)量不超過 10 萬噸，還有待 DMC 生產(chǎn)成本不斷降低，環(huán)保及安全生產(chǎn)法律 日 臻完善才能大幅度提高 DMC 取代光氣生產(chǎn)聚碳酸酯的比例。 從總體趨 勢看， 3～ 5 年內(nèi) DMC 的價(jià)格可以維持在 ~10000 元 /噸是完全現(xiàn)實(shí)的。寧夏寧東能化投資有限責(zé)任公司 1 萬噸 /年碳酸二甲酯裝置可行性研究報(bào)告 23 然而，目前全世界聚碳酸酯生產(chǎn)裝置有 90%是采用光氣法工藝，而光氣有劇毒，采用碳酸二甲酯的非光氣法是聚碳酸酯發(fā)展的必然趨勢。由于甲醇氧化羰基化需采用高純氧及 CO 為原料，需配置 空 分 設(shè)備和變壓吸附，水煤氣制造及凈化設(shè)備，投資 較 大(制取原料設(shè)備投資就占全部設(shè)備投資 2/3 以上 )。 采用鍍鋅鐵桶 包裝 ，每桶凈重 200kg。 工藝技術(shù)方案的選擇 工藝技術(shù) 簡介 碳酸二甲酯（ DMC）是一種無色透明的無毒液體，其分子結(jié)構(gòu)中含有羰基、甲基、甲氧基等多種官能團(tuán)，具有多種反應(yīng)活性，可廣泛用作羰基化、甲基化、甲氧基化和羰基甲氧基化等有機(jī)合成反應(yīng)。 第三階段甲醇?xì)庀圄驶? 在甲醇一氧化碳?xì)庀啻呋驶铺妓岫柞グl(fā)展階段，針對液相氧化羰化法中存在腐蝕性大和催化劑壽命短等問題，于 90 年代初由日本宇部公司研究開發(fā)成功的一氧化碳與甲醇?xì)庀啻呋驶铣缮a(chǎn)碳酸二甲酯技術(shù)，已建成 3000噸 /年的半工業(yè)化裝置，并準(zhǔn)備建立萬噸級規(guī) 模的工業(yè)化裝置。 寧夏寧東能化投資有限責(zé)任公司 1 萬噸 /年碳酸二甲酯裝置可行性研究報(bào)告 29 這七種方法是： (1) 二甲醚氧化羰基化法 直接以二甲醚和 CO、 O2 反應(yīng)合成碳酸二甲酯。 (4) 甲醇與二氧化碳合成法 在催化劑作用下，甲醇和 CO2 直接合成碳酸二甲酯。 工藝技術(shù)路線的確定 Ⅰ 、可供選擇的工藝路線的介紹 目前， 可供選擇的碳酸二甲酯的生產(chǎn)工藝有兩種，一種是酯交換法，另一種是羰基化法。目前我國尚不能大量生產(chǎn)碳酸乙 烯酯和碳酸丙烯酯， 將制約其發(fā)展，而且 酯交換法還有待于進(jìn)一步降低成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。 直接氣相甲醇氧化羰基化反應(yīng)的工藝簡單， DMC 易于分離，催化劑容易再生。 ⑥ 合成所需加入的氧氣在亞硝酸甲酯再生器中反應(yīng)，反應(yīng)器中不加入氧，因此生成 CO2 等副產(chǎn)物非常少，同時(shí)非氧氣氛使得爆炸危險(xiǎn)性小，操作安全、穩(wěn)定。 (2) 產(chǎn)品消耗定額及投資比較 兩種碳酸二甲酯生產(chǎn)方法的產(chǎn)品消耗定額及裝置投資列于表 42。 工藝流程概述 CO 氣的制備 裝置 原料 CO 氣的制備和凈化工藝流程圖 參 見附圖 四 。生成的粗 CO 煤氣由 CO 煤氣發(fā)生爐頂部出來，經(jīng)旋風(fēng)除塵器除塵后送入廢熱鍋爐回收煤氣中的顯熱，副產(chǎn) 蒸汽，并將～ 40℃的軟水預(yù)熱到 150℃ 。 表 43 國內(nèi)外不同工藝 1 萬噸 /年 DMC 裝置投資及成本比較 （單位：萬元） 項(xiàng)目 德士古公司 酯交換法 日本 Ube 氣相氧化 羰基化法 ENI 公司 液相 氧化 羰基化法 國內(nèi) 羰基化 法 甲醇 尿素法 華東 理工大學(xué) 酯交換法注 1 低壓氣相羰羰基化法 (本可研報(bào)告 ) 界區(qū)內(nèi)投資 15530 11240 11180 10950 3860 3540 界區(qū)外投資 5146 6942 5883 6717 1800 2380 設(shè)備總投資 20476 18182 17063 17667 5660 5920 11912 生產(chǎn)成本 注： DMC 和丙二醇（乙二醇）兩個(gè)產(chǎn)品的投資 化法和甲醇尿素法尚無正常工業(yè)化裝置，皆為預(yù)測數(shù)據(jù)。 在國內(nèi)，天津大學(xué)近十多年來 一直開展“ CO 低壓氣相合成草酸酯、碳酸酯”的科研工作，并建立了年生產(chǎn)能力 4~5 噸的模試實(shí)驗(yàn)室，在工藝的工程開發(fā)方面，解決了合成反應(yīng)與再生反應(yīng)的相互匹配問題，達(dá)到無有害氣體排放，成功地實(shí)現(xiàn)了自封閉循環(huán)無污染的潔凈生產(chǎn)工藝，技術(shù)達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進(jìn)水平。如果解決了這些問題，此方法在 DMC 的生產(chǎn)中將有巨大的吸引力。 (1) 直接法：由甲醇與 CO、 O2在加壓下直接反應(yīng)可制得 CO ＋ 2 CH3OH ＋ 1/2 O2 → CO(OCH3)2 ＋ H2O ① 直接法中的液相法 以意大利 ENI 公司為代表，該公司用 CuCl 為催化劑，于 1983 年在意大利拉文那建設(shè)了 5500t/a 的工業(yè)裝置，并于 1988 年擴(kuò)建為 8800t/a 的生產(chǎn)規(guī)模，是世界上第一套甲醇氧化羰基化生產(chǎn)碳酸二甲酯工業(yè)裝置，目前最大規(guī)模規(guī)