616-38-6 / 国内碳酸二甲酯行业发展状况分析

1 概述

碳酸二甲酯(dimethyl carbonate，以下简称DMC)，是一种重要的有机合成中间体。碳酸二甲酯分子结构中含有羰基、甲基和甲氧基等官能团，因而备具多种反应活性。此外由于具有使用安全、方便、污染少、容易运输等特点，碳酸二甲酯被视为“绿色”化工产品，可替代高毒光气、硫酸二甲酯等，用于医药、农药及溶剂等众多化工领域。

我国DMC产品开发始于上个世纪八十年代初期，早期生产均采用国内自行研制开发的光气法，选择在已有光气生产企业内建设，单套装置规模300-500吨/年之间，国内总生产能力约1000-1500吨/年。

进入九十年代，国内一大批科研院所，如浙江大学、华东理工大学、华中理工大学、西南化工研究院和上海化工研究院等科研单位相继开始了对非光气法DMC生产工艺的开发研究。其中酯交换法工艺先后在河北省唐山市朝阳化工总厂、山东淄博宝鼎化工有限公司、江苏泰兴东方新材料厂等企业进行了中试或工业化试验，经过多年的摸索，工艺技术水平逐步提高。华中理工大学开发的液相法氧化羰基化生产工艺也在湖北兴利华化工有限公司进行了的小试和中试。在此期间，我国碳酸二甲酯的生产得到较大的提高，到九十年代末期国内碳酸二甲酯生产企业十几家，生产能力6000-7000吨。

二十一世纪以来，国内酯交换法碳酸二甲酯生产工艺的逐步完善，2002年以后国内相继建成了几套万吨级的碳酸二甲酯生产装置。液相羰基氧化工艺得到工业化应用，在湖北建成了4000吨/年的生产装置。我国碳酸二甲酯工业进入高速发展期，截止2003年底我国碳酸二甲酯生产能力已经达到了7.3万吨/年的水平，由于现实市场容量有限，装置开工率很低，生产出现相对过剩。尽管如此，国内一些企业和地区仍然将碳酸二甲酯列入发展重点。按已有的规划，如果全部得以实施，到2008年，国内碳酸二甲酯的生产将突破15万吨/年，而据预测同期市场需求仅为5.66万吨。

为避免投资过热造成的资源不必的浪费，促进资源合理配置，本文拟在碳酸二甲酯产品市场分析的基础上，就国内碳酸二甲酯工业的发展提出几点建议。

2 国内外市场分析

2.1 国外市场

2.1.1 生产情况

目前除中国以外，其它国家和地区碳酸二甲酯的生产能力约为17万吨/年，产量和消费量约9万吨。2002年西欧、日本、美国生产能力分布情况见下表：

　

2002年世界主要国家和地区碳酸二甲酯生产能力

目前国外DMC主要的生产企业十几家。包括GE（通用电气公司）、Enichem Synthesis SPA (意大利埃尼公司) Mitsubishi Chemical Corporation(日本三菱化学公司)以及日本宇部等。国外主要DMC主要生产商如下表所示：

　

2002年国外主要碳酸二甲酯生产商概况，吨/年

2.1.2 国外DMC消费情况

2002年国外DMC的产量和消费量约为9.7万吨，主要应用领域是聚碳酸酯（PC）的合成，消费量约为5.0万吨，约占总消费量的51.5%；医药方面的消费量约为2.6万吨，约占26.85%；农药方面的消费量为0.8万吨，约占8.2%；其它方面的消费量约为1.3万吨，约占13.4%。

除中国外，2002年国外未有新建DMC装置的相关报道。

2002年世界碳酸二甲酯消费结构及2007年预测情况按行业简述如下：

2.1.2.1 聚碳酸酯(PC)

目前世界上共有7个国家/地区生产聚碳酸酯，包括美国、西欧、日本、韩国、巴西、东欧和中国，有近50家工厂。美国通用电器公司(General Electric,GE)是最大的生产商，2002年GE公司PC生产能力约占全球总生产能力的35%。拜耳公司(Bayer)居世界第二位，约占总生产能力的26%；道化学是世界第三大的PC生产商，其总生产能力占世界总量的11%。

2002年全球共有聚碳酸酯生产能力约240万吨/年。近年世界PC的生产和消费一直保持着快速增长的势头，是众多国外大型PC生产商的投资热点之一。亚太地区将成为新一轮投资的重点地区，PC的生产局面将随之发生变化。如德国Bayer公司拟在我国上海建设20万吨/年的大型PC项目。

目前PC的生产工艺主要是以光气为原料的界面聚合法为主。

在PC行业中，EniChem Synthesis 公司第一个成功开发以甲醇与一氧化碳进行氧化羰基化反应生产DMC的工艺路线，并实现了工业化。1995年Bayer收购了EniChem Synthesis 公司，据悉Bayer 公司有可能采用EniChem Synthesis 公司的DMC技术生产PC。

GE Plastics Japan于九十年代初在Chiba的2.5万吨/年的PC厂中采用了EniChem Synthesis 公司的非光气技术，目前其装置生产能力已扩至4.5万吨/年。

GE在西班牙Cartagena的PC生产厂采用其自主开发的非光气法技术，其PC的生产能力为13.6万吨/年。

在日本的Asahi Chemical Company开发了从DMC生产碳酸二苯酯(DPC)进而生产PC的工艺。

Ube Industries (Japan)曾计划建设非光气法实验厂，但目前尚未建成投产。

目前国外采用DMC路线生产PC的装置能力约为18万吨/年，年耗DMC约5万吨。今后随着世界PC工业的发展、工艺路线的改造，DMC在PC业中的消费也将有一定的增长，预计到2007年消费量将达到10万吨/年左右。

2.1.2.2 农药行业

在农药领域，DMC主要用于生产甲基异氰酸酯，进而生产某些氨基甲酸酯类农药。可生产的农药品种有：甲萘威、残杀威、克百威、灭多威等。2001年全球在农药方面DMC的消费量约为7000吨。

近年随着农药新品种的不断推出，部分产品将在一定程度上替代氨基甲酸酯类杀虫剂在农业生产中的应用，因在今后几年内氨基甲酸酯类的农药的生产及消费将基本维持现状，DMC在农药领域中的消费量也将保持在7000吨/年左右的水平上。

2.1.2.3 医药

碳酸二甲酯在医药方面主要用于合成抗感染类药、解热镇痛类药、维生素类药和中枢神经系统用药。DMC主要用于合成环丙沙星、诺氟沙星(氟哌酸)、吡哌酸、乳酸环丙沙星等原料药的合成，主要是作为甲基化剂使用。

使用碳酸二甲酯在生产中具有使用安全、方便、污染少、容易运输等特点。自1984年印度博帕尔的美国联碳公司发生中间体泄露事故以来，世界各国出于安全和环境的要求，已逐步限制了光气等有毒化学品的生产与使用。因此作为光气、硫酸二甲酯等替代品，碳酸二甲酯具有较大的市场。“9.11”事件后，美国连续发生了几起炭疽病毒邮件案件，使得作为预防炭疽病毒特效药的环丙沙星成为畅销药，DMC的消费大幅增加。根据世界抗感染类药物生产情况，估算DMC的消费量约为2.6万吨/年左右。2007年预测为4万吨/年。

2.1.2.4 其它领域

DMC还可代替硫酸二甲酯（DMS）作甲基化剂领域；与高碳醇（C12-C15）反应制备链烷基碳酸酯；作溶剂以及汽油添加剂等。

据了解，目前用于以上所列的其它领域中DMC的消费量约为1.3万吨/年。在其它领域中DMC的消费有着较好的市场发展前景，尤其是随着环保要求的提高，DMC在替代DMS、涂料溶剂等领域中由于其对环境友好的特性将会使其消费量有所增加。预计到2007年将达到3万吨。

综上，2002年及2007年（预测）世界DMC的消费结构见下表：

　

世界DMC消费结构及预测（单位：万吨）

2.2 国内市场分析

2.2.1 国内生产情况

截止到2003年底，我国有DMC生产企业二十多家，总生产能力约7.3万吨/年。除湖北兴发集团4000吨/年的生产装置采用了液相氧化羰基合成法工艺外，其余装置均采用国内自行开发的酯交换法工艺。2003年国内DMC的总产量约2.3万吨，装置开工率仅31.5%。我国碳酸二甲酯的主要生产企业如下表所示：

　

2003年我国碳酸二甲酯主要生产企业概况（单位：吨）

通过二十多年来的发展，我国碳酸二甲酯的生产工艺有了较大的改进。光气法的生产装置全部停产；液相氧化羰基化工艺得到初步应用，形成4000吨/年的工业化生产装置；酯交换法工艺得到大规模的发展，已经成为我国碳酸二甲酯生产的主流。从总体上讲，我国碳酸二甲酯无论是在生产装置的规模上，还是在生产水平，产品质量上均有一定的提高，在国际市场的竞争力逐步增强，体现在近两年来我国碳酸二甲酯的出口量得到大幅度增和长，2003年产品的净出口量已达到近7000吨的水平。

2.2.2 国内消费及预测

2003年国内市场碳酸二甲酯的实际消费量约为6300吨，主要应用于医药、固体光气、农药及精细化工中间体等领域中。由于国内到目前为止尚无非光法PC（聚碳酸酯）装置，碳酸二甲酯在PC中的应用目前还处于空白。

2.2.2.1 医药

碳酸二甲酯在医药方面主要用于合成抗感染类药、解热镇痛类药、维生素类药和中枢神经系统用药。在抗感染类药中，碳酸二甲酯主要用于合成环丙沙星、诺氟沙星(氟哌酸)、吡哌酸、甲氟哌酸、乳酸环丙沙星、洛美沙星、氟罗沙星、蒽氟沙星、依诺沙星和氟嗪酸等原料药的合成，碳酸二甲酯主要是作为甲基化剂使用。

2003年，我国医药行业碳酸二甲酯的总消费约为3000吨。其中环丙沙星是碳酸二甲酯用量较大的品种，碳酸二甲酯的消费量约1800吨。此外，在氟哌酸原药的生产中，碳酸二甲酯用于替代硫酸二甲酯近年来得到较大的发展，其碳酸二甲酯的消费量达到了约1200吨的水平。

在医药行业中，喹诺酮类药物疗效好，价格低，而且使用也比较安全方便，未来国内的消费量将会保持良好的增长势头，新的品种将不断出现，在喹诺酮类药物生产中碳酸二甲酯的需求量将会有较大幅度的增长；另外，随着碳酸二甲酯的成本和价格进一步降低以及国内环保政策进一步强化，碳酸二甲酯在医药行业中用于替代高毒的硫酸二甲酯作甲基化剂的应用也将得到较大范围的推广，这也是碳酸二甲酯在医药行业中最有增长潜力的市场。

预计到2005年、2008年国内医药生产中碳酸二甲酯的消费量将分别达到4500吨及8000吨的水平。

2.2.2.2 固体光气

固体光气又称三光气，其反应活性与光气类似，可以代替光气，实现光气化反应，但安全性远远高于光气。近年来随着国内碳酸二甲酯工业的快速发展，为进一步拓展碳酸二甲酯下游产品消费市场，固体光气的生产及应用得到国内众多碳酸二甲酯生产企业及科研院所的重视，产量逐年上升。

2003年我国固体光气的总生产能力约10000吨/年，产量约4600吨，全部采用碳酸二甲酯路线，消耗碳酸二甲酯约1400吨。近年来为提高化工生产安全水平，政府对光气生产厂点的限制更加严格。从长远来看，作为光气替代产品的固体光气将会有一定的发展空间。预计2005年、2008年国内固体光气的产量将分别达到6300吨、10000吨，届时将分别消费碳酸二甲酯1900吨和3000吨。

2.2.2.3 农药

八十年代后，我国氨基甲酸酯类农药发展很快，其中消费甲基异氰酸酯的农药品种如甲萘威、残杀威、克百威、灭多威均有生产。

目前我国上述品种的农药生产除江苏太仓鲍利葛化工有限公司用碳酸二甲酯生产甲基异氰酸酯外，其它生产厂均用光气法生产甲基异氰酸酯。总体上讲，我国农药行业碳酸二甲酯的消费量比较小，总量不会超过600吨。近年，光气的生产及供应渠道均有了较大改进，加上成本上的原因，碳酸二甲酯替代光气生产氨基甲酸酯类农药方面的应用增长受到限制，在农药行业中碳酸二甲酯的需求量将基本维持现状。

2.2.2.4 聚碳酸酯（PC）

目前PC生产一般采用两种方法：即酯交换法和光气化界面缩聚法。酯交换法是将双酚A与过量的碳酸二苯酯(DPC)在熔融状态下进行酯交换和缩聚反应，逐步形成高分子产物-聚碳酸酯。光气化界面缩聚法是将双酚A水溶液进行光气化界面缩聚反应，合成聚碳酸酯。DPC的合成一般采用光气和苯酚反应路线，也可使用碳酸二甲酯与苯酚反应合成DPC，即所谓的非光气化路线。目前我国PC生产厂均采用光气为原料用界面聚合方法生产PC。因此，目前我国在PC生产中没有碳酸二甲酯的消耗。从近年国内聚碳酸酯项目的发展动态看，国内一大批科研院所正在大力研究非光法碳酸二苯酯、聚碳酸酯的生产工艺技术，国内有计划建设非光法聚碳酸酯的设想，如果得以实施，在2008年以前将实现零的突破，一跃成为我国碳酸二甲酯的第一大消费领域，预计届时碳酸二甲酯的消费量将达到20000吨。2010年以后，在国内非光法PC工艺取得突破并实现工业化的基础上，预计我国非光法聚碳酸酯工业将得到快速的发展，从而带动碳酸二甲酯市场的快速增长。

2.2.2.5 其它领域

作为安全环保的电解液应用于锂离子电池生产，是近年来碳酸酯类产品的最重要的用途之一，受到业内的普遍关注。近年来，我国手机、便携式计算机、摄像机、照相机等移动电器等产业得到高速发展，相应地锂电池的产量及用量也得到大幅度增长。目前国内手机容量已达2亿部，便携式计算机已达130万台。据业内人士统计，2003年仅手机用锂电池的产量就达到8亿个，年消费碳酸二甲酯-碳酸二乙酯-碳酸甲乙酯三元溶剂约3000吨，按其中30%为碳酸二甲酯估算，实际消费碳酸二甲酯约1000吨。

另外，碳酸二甲酯还可以用于生产异氰酸酯、涂料和油墨溶剂以及替代碳酸二甲酯合成一系列有机中间体等会领域。目前碳酸二甲酯在这些领域中的消费尚处于起步的阶段，实际消费量较小，2003年仅为300吨左右，但从长远发展的观点上看，由于碳酸二甲酯低毒、安全的特性，将来在大幅度降底成本的基础上，在这些领域中将会出现一定幅度的增长。预计，2005年、2008年碳酸二甲酯在锂电池及其它领域中的需求量将分别达到2000吨和5000吨。

我国碳酸二甲酯消费现状及预测如下表所示。

　

碳酸二甲酯消费现状及预测情况表（单位：吨）

近年来我国碳酸二甲酯产品的出口得到较快的发展。2003年国内有5家企业实现了产品出口，出口量达到7000吨，超过了国内实际消费量，从而使产品出口成为国内碳酸二甲酯产品主要流向。

由于受到目前国内碳酸二甲酯下游产品市场开发增长的限制，以及国内装置生产能力快速增长的压力，寻求产品出口已经成为国内碳酸二甲酯企业市场争夺的热点。目前河北新朝阳及唐山朝阳两家企业在国内碳酸二甲酯出口市场上占据主导地位，其产品已经得到国外用户的广泛认同。随着其产品结构的相关多元化方向的发展，其在海外的市场份额将继续保持增长。目前国内其它碳酸二甲酯生产企业也逐步加大了产品出口的力度，如铜陵金泰等，该企业产品出口主要流向东南亚及日本等国家和地区。预计，今后几年内我国碳酸二甲酯产品的出口仍将保持一定的增长速度。

2.3 产品价格分析

1997年至2004上半年，我国碳酸二甲酯市场价格变动情况如下表所示：

　

1997-2004年我国碳酸二甲酯市场价格

　

1997年上半年，由于意大利埃尼公司和日本宇部公司DMC装置同时发生故障，造成国际市场上DMC供不应求，产品价格大幅度上涨，国内产品价格也达到了15000-18000元/吨。此后随着DMC生产供应逐步正常，价格在1997下半年开始逐渐回落，至1998年6月，稳定在10000-13000元/吨。1998年以后的近五年来，我国DMC的生产呈现了快速发展的局面，生产装置能力和产量不断增长，国内DMC市场逐步摆脱了对国外市场依赖的局面，这在很大程度对国内DMC的市场价格起到了稳定的作用。1999-2002年上半年期间，我国DMC的市场价格基本保持在10000元/吨的水平上，随着市场的供求略有波动。2003年以后，由于国内碳酸二甲酯装置生产能力出现大幅度的提高，生产能力相对过剩，市场竞争日趋激烈，价格出现明显下降，从2003年平均9500元/吨的水平下降到8250元/吨。

从当前发展形势上看，国内DMC生产能力的发展速度仍高于其市场需求的增长速度，国内市场的竞争还将进一步激化，预计在今后几年内我国碳酸二甲酯的市场价格将相对保持平衡的态势，略有下降，价格将在7000-8000元/吨之间波动。

3 我国碳酸二甲酯工业特点及风险

3.1 产业特征

3.1.1 装置规模大型化

经过二十多年的发展，我国碳酸二甲酯生产装置规模水平有所提高，各企业的生产能力由最初的几百吨增长到目前万吨级的水平，并有进一步扩大的趋势，逐步与国外碳酸二甲酯的平均水平接近。装置规模大型化促进了产业的生产集约化程度，也为降低产品生产成本奠定了基础。

3.1.2 产业从数量型向质量型的增长模式转变

随着各企业装置规模达到较高的水平后，简单靠扩大生产能力已经不能满足日益激烈的市场竞争的要求，促进了企业从数量型逐步向质量型的增长模式的转变。生产企业更加重视，以保证其生产装置具有较高的技术含量。表现在：（1）工艺水平也有较大幅度的提高，生产更加稳定，自动化控制水平有所提高，产品原材料消耗及能耗有所下降；（2）产品的质量和档次提高。目前国内生产的碳酸二甲酯产品纯度可以达到99.9%以上，而含水量则低于10ppm，完全可以满足锂电池电解液等领域对高质量产品的需求，为国内产品的出口创造了条件。

3.1.3 产品结构得到调整。

近年来国内有关的科研院所与企业合作，加大了对碳酸二甲酯下游产品的开发及产业化力度，在碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二苯酯、固体光气等产品和领域中取得一定的成果，在部分企业中实现了工业化的生产，推动碳酸二甲酯企业产品向横向及纵向多元化发展，促进了产品结构的调整与升级，对扩展碳酸二甲酯市场范围和容量，降低市场风险起到了积极作用。

3.1.4 传统消费领域仍然是碳酸二甲酯的主要市场

通过上文对碳酸二甲酯产品市场的分析，目前我国碳酸二甲酯消费主要集中在医药、农药及锂电池电解液等工业领域，占总消费量的85%以上。预计在2003-2008年间，医药、农药及锂电池电解液三大领域内碳酸二甲酯消费的年均增长将超过20%，仍将是国内碳酸二甲酯消费的主流。

3.1.5 我国正在成为碳酸二甲酯的主要出口国

随着国内碳酸二甲酯规模的扩大，产品质量的提高，加上国内产品市场压力的增大，我国碳酸二甲酯的出口量逐年加大，已经超过了国内的实际消费量，我国已经成为重要的碳酸二甲酯产品出口国。2003-2008年间，这一趋势仍将增强，我国在成为面向世界市场的最大的碳酸二甲酯生产基地。

3.2 风险及问题

3.2.1 生产相对过剩

目前，我国碳酸二甲酯生产相对过剩的局面已经形成，根据各地区和相关企业的发展规划，国内在黑龙江、辽宁、内蒙、山西、山东、河北、安徽、新疆等地仍将计划建设万吨级以上的碳酸二甲酯装置，如果这些规划得以实施，国内碳酸二甲酯的装置规模仍将出现高速度的膨胀。

而市场上碳酸二甲酯的消费仍集中在一些传统的领域内，在一些被普遍认为前景看好的溶剂、聚碳酸酯、汽油添加剂等领域，碳酸二甲酯的消费还基本处于起步的阶段，并将在相当长的时间内维持这样的现状，, 现实市场容量有限，不足以支撑国内即将形成的10万吨以上产业的发展需求。

3.2.2 工艺雷同，重复开发，新技术开发及应用不足

目前，国内业已建成的碳酸二甲酯生产装置绝大部分都采用酯交换法生产工艺，生产装置工艺雷同，差异化程度低，技术水平相当。而国外普遍采用的氧化羰基合成工艺仅有湖北兴发集团建有一套4000吨/年的生产装置。这种技术结构为我国碳酸二甲酯工业带来一系列的问题：（1）技术的局限性使得各个企业之间的成本趋同，很难再大幅度下降，相互之间的竞争加剧；（2）加大了原料环氧丙烷（环氧乙烷）供应的压力，资源之争矛盾突出；（3）副产品丙二醇（或乙二醇）市场压力加大，进而影响碳酸二甲酯工业的正常发展。

然而尽管如此，国内一些科研单位仍在另起炉灶新开课题研究酯交换法碳酸二甲酯工艺，势必造成新的盲目建设和资源浪费。另一方面氧化羰基合成工艺、CO₂直接合成法、尿素醇解法等新工艺的开发还不足，有待推进。

3.2.3 产业进入微利时代

激烈的市场竞争使得碳酸二甲酯产品的市场价格一降再降，从长远来看将维持在7000-8000元/吨这样的水平上。

以1万吨/年酯交换法碳酸二甲酯生产装置为测算基础。本文对其产品的生产成本进行粗估。其中建设投资估算5800万元，产品及原材料按市场价格取价，公用工程价格按照国内中等水平取价，其静态投资生产成本测算结果如下表所示：

　

酯交换法碳酸二甲酯成本构成

由上表可以看到，在目前及工艺技术和原材料价格水平下，国内碳酸二甲酯生产成本约6400元/吨，产品的利润空间已经很小，产业已经逐步进入微利时代。今后各家企业之间的竞争将更加依靠提高技术水平、节能降耗、完善产品配套等手段，通过提高企业综合配套和装置水平，提高参与国内国际市场竞争的能力。

4 产业发展建议

4.1 谨慎投资

在目前国内碳酸二甲酯生产能力已经相对过剩，而国内一些地区碳酸二甲酯的投资仍在升温，产品市场压力将进一步加大的形势下，建议企业采取更加谨慎的态度对面对碳酸二甲酯产品的投资决策问题。尽量避免缺乏特点、缺乏竞争力的重复建设。

对于一些拥有丰富的煤资源，规划发展碳一化工的地区，应该在确保技术来源先进可靠的基础，在认真分析各自的产品竞争力的基础上，综合考虑碳酸二甲酯的建设问题。

4.2 加大下游应用领域的市场开发力度

碳酸二甲酯被视为“绿色”化工品，具有安全环保的特性。然而由于其较高的产品价格，它在替代硫酸二甲酯作酯化剂作为化工反应原料，用于涂料生产中作为有机溶剂，替代MTBE用作汽油添加剂等领域中的应用还有待于进一步推广和开发。

通过加大碳酸二甲酯在这些应用领域中的市场开发力度，可以有效地扩大市场内需，缓解国内碳酸二甲酯市场的压力，为碳酸二甲酯产业的发展营造更好的市场环境。

4.3 推动下游产品研发和产业化进程，促进产品结构调整

企业要促进产品结构的调整，实现产品的多元化发展，争取在企业内部实现产品转化，提高自我配套利用的比率。在工作中可积极与国内有关科研单位合作，大力开发碳酸二甲酯—碳酸二苯酯—聚碳酸酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、固体光气以及异氰酸酯等系列产品，力争实现大规模工业化生产，在降低产品的市场风险的同时，提高产品的附加值。

4.4 加大新技术的开发

为进一步提高我国碳酸二甲酯的工艺技术水平，降低产品的生产成本，从根本上解决产品缺乏竞争力的问题，应该重视碳酸二甲酯新技术的开发和应用。重点开发的技术有氧化羰基合成法、C02与甲醇直接合成DMC工艺以及尿素醇解法等。