11月3日，2020(第十七届)中国碳酸酯行业年会暨中国碳酸酯产业链技术开发与产业发展论坛在常州召开。本次会议由中国化工报社、全国碳酸酯产业联盟、北京开美沃文化传媒有限公司主办，山东石大胜华化工集团股份有限公司联合主办，来自全国碳酸酯上下游产业链的近200名专家和学者，以及部分投资机构的代表参与了本次会议。
近几个月，由于各种原因，碳酸酯，尤其是碳酸二甲酯的价格站上了近几年的高点。火热的市场带来了更多的投资，碳酸酯产能以前所未有的速度增长，多方投资正裹挟多种新工艺，摩拳擦掌等待进入碳酸酯产业。但是，若下游产品的需求增长不能承载新的碳酸酯投资和产能涌入，产能过剩的碳酸酯又会出现价格暴跌，造成多输局面，进而造成产业洗牌。与会专家多数呼吁，对于碳酸二甲酯行业的投资应回归理性，避免出现严重的行业洗牌局面。
同时，多位专家分享了碳酸酯的多种新应用方向和新合成方法。在行业投资和竞争加剧的局面下，适合企业发展的合成工艺将成为企业经营重要的倚靠。
会上发布的《碳酸酯行业发展蓝皮书》对行业发展情况进行了总结与预判。
构建“双循环”的新发展格局
当前，石化行业正处于转型升级的关键时期。我们认为探讨碳酸酯产业链发展，更应着眼于国家大力推进高质量发展、构建“双循环”新格局的战略考量。
大家知道，随着聚碳酸酯新项目的相继开工，新能源汽车利好政策不断，碳酸酯新兴下游市场需求增加，碳酸酯行情屡创新高，行业迎来高速发展的时期。鉴于产业链渗透、煤化工企业的参与，技术方面可谓百花齐放、百家争鸣。
为了进一步加快碳酸酯上下游产业技术及市场开发，进一步延伸产业链，推动我国碳酸酯行业技术进步与可持续发展，我们以“行业发展与技术创新”为主题，聚焦先进生产工艺，以原料多元化、碳酸酯类溶剂、聚碳酸酯、锂电池电解液、甲基化试剂等领域为重点，探讨碳酸二甲酯酯交换工艺优化升级及煤制路线新工艺的技术性与经济型，解读行业热点、难点及发展趋势。
过去几年里，碳酸酯行业面临的安环压力日益增大，企业安全投资也越来越多，加之原材料价格高位，行业盈利面临的挑战越来越大。而上半年突如其来的疫情也带给了行业更多的压力。但另一方面，随着近两年碳酸二甲酯多种工艺均实现产业化，未来行业势必呈现百花齐放的姿态，叠加非光气聚碳酸酯和新能源市场带来的发展契机，未来下游需求也将进一步提升。
石大胜华将于同行携手并肩，进一步加强沟通合作，一起应对碳酸酯行业发展中新的挑战，共同为碳酸酯行业的持续健康发展做出努力。同时，石大胜华也将会持续优化内部管理，不断提高产品质量，为下游客户创造更大价值;促进行业诚信建设、维护行业良性发展;共享行业相关信息，建立和行业需求相匹配的供应保障能力，努力促进行业稳健发展。
危中有机唯创新者胜
锂电池电解液领域是未来碳酸酯最重要的增长空间，也是未来影响碳酸酯需求量的关键。目前，以动力电池、5G为主要推动力，锂离子电池领域正在迅速增长。但锂离子电池的产业增长未必有利于碳酸酯行业的盈利。
对于锂电池，其发展方向是确定的，即能量密度提高、安全性能增强、循环寿命提升以及成本下降，这对于碳酸酯行业提出了新的要求。尤其是成本控制方面，随着动力电池、小型电池和储能电池行业的飞速发展，都出现了出货量高增长，而产值低增长的情况，说明目前锂电池的单位成本正在下降，对电池企业的成本控制提出更高要求。
对于电解液及其上游行业，锂电池行业对成本的要求，会导致其对上游电解液行业的成本问题越来越苛刻。部分企业甚至对电解液进行招标控制成本，这也导致上游行业追求高利润变得愈发困难。而对于碳酸酯行业，电解液行业议价能力更高，其利润上升更加困难。但作为一个需求高增长市场，碳酸酯市场仍值得关注。
对于固态电池发展造成的替代问题，这是碳酸酯发展的不确定因素。目前，真正意义上可应用的全固态电池还不存在，但使用电解液比例更低的半固态电池和准固态电池都有发展。至少到2025年，固态电池对于电解液发展还没有太大影响，但未来的局面仍然需要关注。
目前，碳酸酯的高价位并不稳固。价格方面，碳酸酯价格与新能源行情关联度较大，三四季度受电解液需求影响价格较为坚挺，但目前的高价位主要来自于原料带动：今年三季度受环氧丙烷价格疯涨影响，碳酸二甲酯价格创历史新高，较年初涨幅超160%。
目前，碳酸酯行业的主要需求还是集中在油漆行业、聚碳酸酯和电解液三大板块。其中，传统涂料、胶黏剂、显影液市场饱和，发展缓慢，增长空间有限，煤制乙二醇副产二甲酯低端二甲酯冲击明显;以碳酸二甲酯为原料的非光气法工艺聚碳酸酯发展快，增量大，带来新的机会，但大部分聚碳生产厂家自我配套碳酸二甲酯装置，这种供给结构给市场增添了较大不确定性;电解液溶剂是多种碳酸酯的主要目标市场，近五年国内碳酸酯溶剂出货量平均增速超过30%，但质量要求高，整体提量小，需方市场特征明显，碳酸酯价格与利润不断下滑，碳酸酯企业资金风险较大。
工艺和原料方面，到目前为止，基本上所有的工艺都已经实现了产业化。但从产能分布来看，传统的酯交换法工艺仍然能够达到80%以上。作为碳酸酯主要原料，环氧丙烷和环氧乙烷的强势程度更高，碳酸酯仅占上游应用占比的10%左右，厂家基本上没有议价能力。未来市场对酯交换工艺厂家的要求更高。
近期，新能源汽车发展令人关注。到2025年，新能源汽车销量可能占到总销量的25%，到2035年，新能源汽车要成为我们新车销售的主流，占比达到60%。如果到2025年我们有500万辆新能源汽车，且仍以锂电池为主，仅在动力电池，到时的电解液需求大约是在30万吨。再计算储能电池，则国内市场会达到50万吨，全球会达到100万吨。电解液市场前途比较光明。
目前，磷酸铁锂电池和钴酸锂电池是当前比较成熟的锂电池体系，前者多用作动力电池，后者用于小型设备，他们的后续发展主要围绕低成本高能量密度两个方面进行。这样的要求，会使得电池行业耗费在碳酸酯产品上投入降低，但也会使碳酸酯使用量更大。不过，在高能量密度需求下，磷酸铁锂电池对于溶剂的成分有更高的要求，且会加入多种添加剂进行配合。比如，磷酸铁锂电池的发展对低温性能和高能量倍率有更高要求，会向溶剂中加入羧酸酯，而目前，行业内部许多产品还达不到电池行业所要求的配合性能。而对于小型设备，也需要新型添加剂来提高输出电压。电性能更高的产品，是目前碳酸酯行业的一个重要发展方向。
电解液添加剂或电池企业本身的材料开发需要上下的协同。只有打通了上下游互相的需求，根据各个行业，各个公司本身特点来开展一些工作，协同开发的话整个效率会更高。
技术路线也要百花齐放
目前，使用环氧丙烷或环氧乙烷和二氧化碳合成碳酸丙烯酯或碳酸乙烯酯，进而生产碳酸二甲酯的新工艺，是一项重要的前沿技术。目前来看，该反应的催化剂有盐类、金属类、高分子类等，但仍有成本高、不耐水、活性低，往往需借助大量有机溶剂等弊端。
离子液体是一种新型的“绿色溶剂”，在催化环氧丙烷与二氧化碳的反应中表现出良好的催化效果。研究发现，四乙基卤化铵与碘化钾/聚乙二醇调配的离子液体催化作用良好。而且，这种离子液体具备原料易得、产品纯度高、副产物少、绿色可持续、操作简单等优点，转化率可达90.75%，整个碳酸酯反应的收率能达到90%以上。对卤化物进行有目的改性后发现，氨基改性的氨基功能化复合离子液体具备更好的催化性能。
比较环氧乙烷和环氧丙烷两种路线，从成本倒挂的问题上来说，环氧丙烷路线比环氧乙烷路线要更好一些。此外，环氧乙烷储存温度更低，且本身易聚合，环氧丙烷的经济性仍然更好。
在尿素法碳酸二甲酯制备技术方面，尿素两步法建立在酯交换法技术基础上，用尿素代替了环氧乙烷或环氧丙烷，可复合尿素产业链进行发展。
煤化工路线制备碳酸酯同样是碳酸酯重要的潜在生产路线。
通常，碳酸乙烯酯的合成都是利用环氧乙烷，这占到目前碳酸乙烯酯产能的80%。然而，碳酸乙烯酯有时会价格飞涨，会导致供应波动;另外，环氧乙烷的储存更加困难，也有运输问题。而碳酸乙烯酯和甲醇生产碳酸二甲酯是常见反应，因此，利用逆反应，即用碳酸二甲酯和乙二醇生产碳酸乙烯酯，就是很好的方向。而此时，由于煤化工产乙二醇已经很成规模，同时副产碳酸二甲酯，这样，碳酸乙烯酯就可以利用非石化路线得到。同理，甘油是生物柴油生产的重要副产品，也可以较容易得到1,2-丙二醇，也是重要的碳酸乙烯酯路线。
在实验中，由于原有醇钠催化剂会造成废渣废水问题，经尝试，可选择绿色固体碱催化剂，并通过反应器改造、分子筛膜分离碳酸二甲酯和甲醇等改造，可实现上述生产路线向工业化方向的改进，也可以改善塔底废物问题。目前，正在进行分子筛分离同时生产碳酸乙烯酯的工作。
碳酸二甲酯是全球公认的绿色化学品，主要用于生产聚碳酸酯、胶黏剂等，可作为锂离子电池电解液和涂料的溶剂。目前，酯交换法是最主要的碳酸二甲酯生产方法。其中，利用环氧丙烷生产碳酸二甲酯的工艺有氯醇法和过氧化氢直接氧化法两种，前者会造成高能耗、高水耗和大量固体废物，后者的技术被国外公司垄断，我们仍亟需一些新型技术。
作为一种新型工艺，甲醇氧化羰化法中的间接气相法是一种重要的新型碳酸二甲酯合成技术。这种方法于1992年由日本宇部兴产开发，它采用亚硝酸酯为中间体，一氧化氮为循环介质，它反应温和、安全，产物纯度高，分离简单，但催化剂的性能不佳限制了应用。目前，仅有极少的工业应用。
福建物质研究所在这种方法的基础上，继续开发用于间接气相法的催化剂。经研究发现，过去使用的含氯催化剂性能较好，但易腐蚀设备，无氯催化剂性能较差。福建物质研究所开发得到一种高性能、长寿命的无氯催化剂，将原先的Pd-Cl活性位点，改为Pd-O活性位点，从源头上解决氯流失造成的催化剂失活难题。目前获得的长寿命、高性能催化剂，已在实验室实现700小时小试性能评价和500小时100mL催化剂装填量的模试考核。该技术已具备进一步开展百吨级中试的条件。
拓宽下游市场是解困之道
浙石化20万吨/年碳酸二甲酯采用酯交换两步法进行生产，属于浙石化26万吨/年聚碳酸酯项目的配套项目，原料采用环氧乙烷，目前可以得到优级品。这说明环氧乙烷酯交换法生产碳酸二甲酯工艺取得了成功。
新工艺成功的意义在于，为碳酸二甲酯行业提供了采用环氧乙烷为原料的多元化原料路线，为有环乙企业大规模生产聚碳酸酯提供了技术来源，也为炼油企业生产乙二醇提供了新的技术来源。尤其重要的是，新工艺生产的碳酸二甲酯产品将作为油品添加剂，试点替代甲基叔丁基醚，为大炼油企业把碳酸二甲酯作为油品添加剂试点提供了条件。并为碳酸二甲酯行业的创新发展起到推动作用。
不过，即使碳酸二甲酯市场向好，外部企业也不可以盲目跟风。本次浙石化生产的碳酸二甲酯供应自身生产聚碳酸酯，一般不会对市场有大的冲击。但是，一旦有同规模不配套聚碳酸酯的企业盲目上马，将会对现有碳酸酯市场有巨大负面影响。行业内外企业应努力吸收先进技术，但也要努力寻找应用出路，力争自产自用，也要拓宽下游应用出。
以苯甲醚为代表的甲基芳香醚系列产品在精细化工行业有着广泛用途。然而，其生产中必然用到的硫酸二甲酯具有剧毒，安全风险极高，工艺产生大量高盐、高化学需氧量(COD)、剧毒废水和固体废弃物。受环保政策影响，部分厂家被迫限产、停产，严重影响了下游相关产业的健康发展。
相对于硫酸二甲酯，碳酸二甲酯是一种绿色安全的原料。利用碳酸二甲酯开发新型高效催化体系，可以一举实现甲基芳香醚绿色安全生产，保障甲基芳香醚行业健康发展，也可以实现煤焦油提取物、煤制乙二醇副产物碳酸二甲酯合理利用，为碳酸二甲酯多开发一条应用路线。
目前，以碳酸二甲酯为原料生产5000吨/年苯甲醚，1000吨/年对苯二甲醚和200吨/年1,2,3-三甲氧基苯的项目已完成工业化试验，转入生产阶段。
另外，该项目对碳酸二甲酯的来源包容性良好。实验表明，酯交换法生产的高纯产品和煤制乙二醇副产产品均可以很好的用于甲基芳香醚生产。期待与国内碳酸二甲酯生产企业建立长期合作，共同推进国内甲基芳香醚行业绿色健康发展。
理念引领 设备助力产业发展
真空设备其实是一个很小众的市场，但这个市场对于保障化工生产非常重要。化工行业可能遇到的真空设备产品非常多。同样，在碳酸酯产业链的各种生产工艺中，真空装置大量存在。如碳酸乙烯酯或碳酸丙烯酯生产碳酸二甲酯过程中脱去乙二醇或丙二醇，碳酸二甲酯生产碳酸二苯酯过程中脱去副产甲醇的反应，都需要真空设备。
作为一种绿色化学品，碳酸二甲酯的市场前景非常好。但碳酸二甲酯的气化饱和蒸气压非常低，在21℃时仅有24mbar，是其生产过程工艺设计中的难点。目前来看，作为碳酸二甲酯生产中最常见的酯交换法，碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯的精制，甲醇、萃取剂的回收，碳酸二甲酯的精制，乙二醇和丙二醇的回收，其塔器都需要配合真空装置，企业也有减少能耗，提高产品纯度，降低设备腐蚀的需求。这些需求都对真空设备有较高要求。合适的设备对于稳定生产至关重要。
埃地沃兹是全球第一家生产真空处理设备的公司，我们在全球30个国家里面有将近20个生产工厂，以及一座全球研发创新中心，为我们全球超过3万家客户进行服务。公司1998年进入中国市场，在中国还有一座高科技创新中心和以及研发中心，年产值在30亿元人民币以上。我们将积极用优良的真空设备助力中国碳酸酯产业发展。
长期以来，化工废水问题痼疾难解。化工废水不仅水质恶劣，使其散热和热能利用问题面临严重困难。目前常用的化工废水散热工艺有两大类，一种是冷却塔中的废水真空闪蒸循环水冷凝工艺，随后外排废水晾晒降温;另一种是利用换热器进行降温，它可以相对更高效地利用热能，减少外排。然而，当利用换热器时，由于化工废水硬度大、腐蚀性强，目前常用的管式换热器和板式换热器短时间内就结垢堵塞，难以清理，均无法保证长周期高效运行。
一种不结垢、不堵塞、耐腐蚀，能长周期连续高效运行的新型换热设备，可以彻底解决以上技术难题。欧梅塞尔涡轮流道换热机组的进水口防堵塞设计、流道防结垢防堵塞设计、可实现1℃温差换热、传热元件特殊处理工艺、智能互联控制系统、免拆快速保养等优势设计，可以保证废水处理系统真正长期稳定运行。某企业自2019年5月20日正式投用该设备后，其连续运行至今日已500多天，没有进行过任何清洗，运行正常，这创造废水无间断换热运行的行业记录。对于碳酸酯行业来说，在工艺方面也可以节约大量成本。（王静 袁允斌）
转自：中国化工报
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