2018年我國(guó)碳酸二甲酯產(chǎn)銷及價(jià)格走勢(shì)，下游需求推動(dòng)DMC行業(yè)迎來(lái)景氣周期【圖】

    一、DMC行業(yè)定義及上下游之間關(guān)系

    碳酸二甲酯（DimethylCarbonate，簡(jiǎn)稱DMC），常溫時(shí)是一種無(wú)色透明、略有氣味、微甜的液體，難溶于水，但可以和醇、醚、酮等幾乎所有的有機(jī)溶劑混溶。DMC毒性很低，1992年就被歐洲列為無(wú)毒產(chǎn)品，是一種符合現(xiàn)代“清潔工藝”要求的環(huán)保型化工原料，因此DMC的合成技術(shù)受到了國(guó)內(nèi)外化工界的廣泛重視，我國(guó)化工部在“八五”和“九五”期間將其列為重點(diǎn)項(xiàng)目。

    我國(guó)DMC產(chǎn)品開發(fā)始于20世紀(jì)80年代初期，早期生產(chǎn)工藝均為光氣法，裝置規(guī)模一般為300-500噸/年，生產(chǎn)技術(shù)以自主開發(fā)為主。由于光氣劇毒，腐蝕設(shè)備以及生產(chǎn)過(guò)程中存在三廢處理等問(wèn)題，20世紀(jì)90年代以后，各大高校和科研院所相繼對(duì)非光氣法DMC生產(chǎn)工藝進(jìn)行了開發(fā)研究，唐山朝陽(yáng)化工廠在中國(guó)建了第一套酯交換法工藝的碳酸二甲酯裝置，緊接著安徽銅陵金泰也采用同樣的工藝建了一套DMC裝置。通過(guò)20多年的研究和實(shí)踐，我國(guó)DMC生產(chǎn)工藝有了較大改進(jìn)。目前，光氣法DMC生產(chǎn)工藝已全面淘汰，取而代之的是酯交換法生產(chǎn)工藝，酯交換法合成DMC裝置產(chǎn)能合計(jì)約占DMC總產(chǎn)能的90%以上，成為我國(guó)DMC生產(chǎn)的主流工藝。該工藝采用二氧化碳做為主要原料之一，每生產(chǎn)1噸碳酸二甲酯就要消耗0.7噸二氧化碳，實(shí)現(xiàn)了二氧化碳的綠色化利用。

    碳酸二甲酯直接原材料包括環(huán)氧丙烷、甲醇和二氧化碳。其中二氧化碳和甲醇為大宗化工原料，價(jià)格低廉，供應(yīng)充足。環(huán)氧丙烷近年來(lái)受原油價(jià)格波動(dòng)和市場(chǎng)供求關(guān)系影響，價(jià)格不斷波動(dòng)。

    碳酸二甲酯作為替代傳統(tǒng)有毒化工產(chǎn)品的綠色化工中間體，其發(fā)展受下游行業(yè)發(fā)展以及下游行業(yè)向節(jié)能環(huán)保型產(chǎn)業(yè)升級(jí)影響較大。作為DMC目前主要應(yīng)用領(lǐng)域的油漆、涂料、鋰離子電池電解液、聚碳酸酯、粘膠劑、醫(yī)藥等行業(yè)實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)低成本、低環(huán)保型向高檔次、高環(huán)保型的產(chǎn)業(yè)升級(jí)，以及下游新興應(yīng)用領(lǐng)域的研發(fā)和推廣將有力推動(dòng)碳酸二甲酯行業(yè)的快速發(fā)展。

碳酸二甲酯行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈

資料來(lái)源：公開資料 智研咨詢整理

    二、DMC生產(chǎn)工藝分析

    到目前為止，DMC合成技術(shù)以光氣法、甲醇羰基化氧化法、酯交換法和尿素醇解法為主，同時(shí)也有部分處于研發(fā)及小試階段的生產(chǎn)方法?，F(xiàn)在國(guó)外有代表性的先進(jìn)DMC生產(chǎn)技術(shù)有：意大利ENI公司的液相氧化羰基化法、日本宇部興產(chǎn)公司的低壓氣相法和美國(guó)Texaco公司酯交換法。

    （1）光氣化法

    1918年HoodMurdock成功用光氣和甲醇反應(yīng)生成氯甲酸甲酯，再與甲醇反應(yīng)合成DMC。該技術(shù)是DMC早期工業(yè)生產(chǎn)的主要方法，是由光氣與甲醇反應(yīng)生成氯甲酸甲酯，氯甲酸甲酯再與甲醇反應(yīng)生成碳酸二甲酯產(chǎn)品。

    光氣甲醇法生產(chǎn)DMC，工藝成熟，收率高。但由于使用劇毒的光氣作為原料，污染環(huán)境嚴(yán)重、生產(chǎn)安全性差。同時(shí)副產(chǎn)物氯化氫對(duì)管道和設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，而且工藝復(fù)雜、操作周期長(zhǎng)。雖然該工藝進(jìn)行了研究和改進(jìn)，但由于工藝本身的固有缺陷，尤其在環(huán)境保護(hù)法規(guī)日趨嚴(yán)厲的當(dāng)今時(shí)代，屬于淘汰型工藝，發(fā)達(dá)國(guó)家已禁止用該法生產(chǎn)，國(guó)內(nèi)也不再審批光氣化新建項(xiàng)目，原有項(xiàng)目也在逐步淘汰。

光氣化法生產(chǎn)DMC反應(yīng)方程式

資料來(lái)源：公開資料整理

    （2）甲醇氧化羰基化法

    該技術(shù)以甲醇、CO和O2為原料，原料價(jià)廉易得，理論上甲醇全部轉(zhuǎn)化為DMC，無(wú)其他有機(jī)物生成，主要有液相、氣相和常壓非均相法三種。該法投資少、成本低且符合環(huán)保要求，是重點(diǎn)研究、開發(fā)的技術(shù)路線。

    其中液相法技術(shù)由意大利UgoRomano等人在長(zhǎng)期研究羰基化基礎(chǔ)上于1979年開發(fā)成功。1983年，由意大利EnichemSynthesis公司首先實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，初始裝置規(guī)模5000噸/年，1988年擴(kuò)產(chǎn)到8000噸/年，199年進(jìn)一步擴(kuò)大到12000噸/年。除意大利埃尼公司外，世界上其他幾大化學(xué)公司如ICI、Texaco和Dow化學(xué)公司等也在競(jìng)相開發(fā)此技術(shù)。我國(guó)化工部西南化工研究院在上世紀(jì)80年代中期也進(jìn)行了液相法甲醇氧化羰基化技術(shù)的開發(fā)，并取得階段性成果。

    液相工藝以氧化亞銅為催化劑，甲醇既為反應(yīng)物又為溶劑，在淤漿反應(yīng)器中反應(yīng)，反應(yīng)溫度100℃~130℃、壓力2.0~3.0MPa，甲醇、氧氣和氯化亞銅反應(yīng)生成甲氧基氯化亞銅，再與一氧化碳反應(yīng)生成碳酸二甲酯(DMC)。其反應(yīng)式如下：

甲醇氧化羰基化法生產(chǎn)DMC反應(yīng)方程式

資料來(lái)源：公開資料整理

    該法在反應(yīng)過(guò)程中氧濃度始終保持在爆炸極限以下，但催化劑壽命短，腐蝕性強(qiáng)。另外，在產(chǎn)品分離方面也存在一定的問(wèn)題。

    甲醇?xì)庀嘌趸驶ㄓ擅绹?guó)DOW化學(xué)公司于1986年開發(fā)成功，該技術(shù)避免了催化劑對(duì)設(shè)備的腐蝕，工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)安全環(huán)保，但其催化劑容易失活，轉(zhuǎn)化率較低。

    （3）酯交換法

    美國(guó)Texaco公司開發(fā)成功由環(huán)氧乙烷(EO)、CO2和甲醇聯(lián)產(chǎn)碳酸二甲酯(DMC)和乙二醇(EG)的新工藝。反應(yīng)分兩步進(jìn)行：CO2與環(huán)氧乙烷生成碳酸乙烯酯，然后碳酸乙烯酯與甲醇經(jīng)過(guò)酯基轉(zhuǎn)移反應(yīng)生成碳酸二甲酯(DMC)和乙二醇(EG)。反應(yīng)式如下：

脂交換法生產(chǎn)DMC反應(yīng)方程式

資料來(lái)源：公開資料整理

    （4）尿素醇解法

    尿素醇解法首先由尿素與甲醇反應(yīng)生成氨基甲酸甲酯，氨基甲酸甲酯進(jìn)一步與甲醇反應(yīng)則得到DMC，如下所示：

尿素醇解法生產(chǎn)DMC反應(yīng)方程式

    尿素醇解法需要有廉價(jià)的尿素原料和回收副產(chǎn)氨，因此適合合成氨-尿素生產(chǎn)企業(yè)采用。中科院山西煤化所在該工藝的開發(fā)上已取得突破，開發(fā)了活性和選擇性均處于國(guó)際領(lǐng)先水平的固體催化劑。在不加任何有機(jī)溶劑條件下，尿素轉(zhuǎn)化率接近100%，氨基甲酸酯和DMC選擇性大于98%，其中DMC選擇性40%~70%。
DMC的生產(chǎn)工藝優(yōu)缺點(diǎn)比較

    從國(guó)內(nèi)環(huán)境來(lái)看，羰基氧化法原料易得，是非常有發(fā)展前途的技術(shù)，但目前受技術(shù)限制，要實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)還需要一段時(shí)間。尿素法整體經(jīng)濟(jì)效益好，無(wú)污染，但目前還處于中試階段。技術(shù)成熟經(jīng)濟(jì)性有好的當(dāng)屬環(huán)氧乙烷酯交換法，其制約因素是要用到環(huán)氧乙烷，其原料為乙烯，這兩種產(chǎn)品均因易燃易爆難以進(jìn)口。受原料限制，國(guó)內(nèi)酯交換法裝置主要以環(huán)氧丙烷酯交換法為主。

DMC的生產(chǎn)工藝優(yōu)缺點(diǎn)比較

資料來(lái)源：公開資料整理

    三、PO 酯交換法生產(chǎn) DMC 為國(guó)內(nèi)主流，受制原料波動(dòng)開工率較低

    1國(guó)外裝置大多配套下游產(chǎn)品，外售有限

    目前，國(guó)外DMC的主要生產(chǎn)廠家包括美國(guó)通用塑料（GE）、意大利利埃尼、日本三菱化學(xué)和宇部興產(chǎn)以及韓國(guó)LOTTE化學(xué)。GEPlastic建造的10萬(wàn)噸/年DMC裝置用于生產(chǎn)聚碳酸，后來(lái)被西班牙Sabic買斷，正常情況下不對(duì)外銷售。日本宇部興產(chǎn)株式會(huì)社是世界上較早的碳酸二甲酯生產(chǎn)商，該公司是甲醇羰基化法生產(chǎn)工藝，目前的產(chǎn)能為1.5萬(wàn)噸/年，其中5000噸/年是電池級(jí)DMC，剩余10000噸/年是工業(yè)級(jí)。宇部興產(chǎn)有自己的電池電解液生產(chǎn)裝置，約2000噸/年供自己的電解液裝置使用，其余銷售給日本當(dāng)?shù)氐碾娊庖嚎蛻簟ｍn國(guó)LOTTE化學(xué)現(xiàn)有產(chǎn)能11萬(wàn)噸/年。該公司生產(chǎn)DMC的主要是用于配套三星的聚碳酸酯裝置，少部分出售給韓國(guó)當(dāng)?shù)氐耐苛峡蛻?。整體來(lái)看，國(guó)外裝置大多配套下游的PC或者電解液生產(chǎn)銷售，對(duì)外銷售數(shù)量有限。

國(guó)外主要DMC生產(chǎn)商產(chǎn)能

資料來(lái)源：公開資料整理

    2國(guó)內(nèi)DMC裝置以酯交換法為主，受制原料PO波動(dòng)，開工率較低

    由于酯交換法技術(shù)成熟經(jīng)濟(jì)性又好，目前國(guó)內(nèi)DMC裝置都以該技術(shù)為主，主要生產(chǎn)廠商產(chǎn)能合計(jì)為56.3萬(wàn)噸。

目前國(guó)內(nèi)主要DMC生產(chǎn)廠商裝置情況

資料來(lái)源：公開資料整理

    前幾年國(guó)內(nèi)碳酸二甲酯市場(chǎng)受國(guó)家環(huán)保政策、原材料PO價(jià)格等因素影響，價(jià)格波動(dòng)明顯，這使得部分高成本裝置利潤(rùn)波動(dòng)較大，導(dǎo)致行業(yè)整體產(chǎn)能利用率長(zhǎng)期位于50%上下，在化工行業(yè)中屬于較低的水平。

    四、國(guó)內(nèi)DMC發(fā)展現(xiàn)狀及需求結(jié)構(gòu)

    2017年我國(guó)碳酸二甲酯產(chǎn)量約34.7萬(wàn)噸，進(jìn)口約8.2萬(wàn)噸，出口約7.8萬(wàn)噸，國(guó)內(nèi)碳酸二甲酯表觀消費(fèi)量約35.1萬(wàn)噸。

2011-2017年中國(guó)碳酸二甲酯市場(chǎng)供需平衡情況

資料來(lái)源：智研咨詢整理

    DMC作為一種無(wú)毒、環(huán)保性能優(yōu)異、用途廣泛的化工原料，近年來(lái)下游需求穩(wěn)步增長(zhǎng)，其中，鋰離子電池電解液和油漆涂料行業(yè)成為我國(guó)目前DMC主要消費(fèi)市場(chǎng)。目前國(guó)內(nèi)DMC主要下游行業(yè)包括：

    1、鋰離子電池電解液。近年來(lái)，我國(guó)手機(jī)、便攜式計(jì)算機(jī)、攝像機(jī)、照相機(jī)等移動(dòng)電器產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展，特別是電動(dòng)助力車、電動(dòng)轎車市場(chǎng)在國(guó)家新能源戰(zhàn)略的引導(dǎo)下，正成為我國(guó)未來(lái)最具市場(chǎng)前景的行業(yè)之一，相應(yīng)地鋰電池行業(yè)產(chǎn)量及需求量也得到較快增長(zhǎng)。碳酸酯類產(chǎn)品作為電池電解液的原料，在該領(lǐng)域的應(yīng)用受到了普遍關(guān)注?？梢灶A(yù)計(jì)，隨著國(guó)家新能源產(chǎn)業(yè)規(guī)劃的不斷實(shí)施，DMC在鋰電池領(lǐng)域中的需求量將會(huì)得到較快增長(zhǎng)；

    2、油漆、涂料、粘膠劑行業(yè)，約占國(guó)內(nèi)DMC消費(fèi)總量50％以上。DMC由于具有溶解性能優(yōu)良，熔、沸點(diǎn)范圍窄，表面張力大，粘度低，介電常數(shù)小，蒸發(fā)溫度高，蒸發(fā)速度快等特點(diǎn)，因此可以替代有毒性的甲苯、二甲苯產(chǎn)品等廣泛用于油漆、涂料、粘膠劑等行業(yè)。隨著消費(fèi)者環(huán)保意識(shí)和環(huán)保要求的不斷提高，DMC無(wú)毒性、高安全性的特點(diǎn)迎合了市場(chǎng)的需要；

    3、聚碳酸酯。近年來(lái)隨著國(guó)內(nèi)DMC產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，DMC逐漸代替光氣生產(chǎn)市場(chǎng)缺口很大的聚碳酸酯和異氰酸酯。聚碳酸酯是一種日常常見(jiàn)的材料，具有突出的抗沖擊能力，是五大工程塑料中唯一具有良好透明性的產(chǎn)品，也是近年來(lái)增長(zhǎng)速度最快的通用工程塑料。目前廣泛應(yīng)用于汽車、電子電氣、建筑、辦公設(shè)備、包裝、運(yùn)動(dòng)器材、醫(yī)療保健等領(lǐng)域，隨著改性研究的不斷深入，正迅速拓展到航空航天、計(jì)算機(jī)、光盤等高科技領(lǐng)域；

    4、醫(yī)藥行業(yè)是我國(guó)目前DMC較為重要消費(fèi)領(lǐng)域，DMC在醫(yī)藥方面主要作為甲基化劑替代高毒性的硫酸二甲酯使用，用于合成抗感染類藥、解熱鎮(zhèn)痛類藥、維生素類藥和中樞神經(jīng)系統(tǒng)用藥。目前已工業(yè)化應(yīng)用的包括環(huán)丙沙星用量約5000噸，氧氟沙星用量約1000噸，呋喃唑酮用量約1000噸，以及卡巴、卡巴氧、卡巴得、呋喃它酮等。隨著碳酸二甲酯的成本和價(jià)格進(jìn)一步降低以及國(guó)內(nèi)環(huán)保政策進(jìn)一步強(qiáng)化，碳酸二甲酯在醫(yī)藥行業(yè)中用于替代高毒的硫酸二甲酯作甲基化劑的應(yīng)用也將得到較大范圍的推廣，這也是碳酸二甲酯在醫(yī)藥行業(yè)中最有增長(zhǎng)潛力的市場(chǎng)。

    5、盡管目前我國(guó)農(nóng)藥行業(yè)DMC的市場(chǎng)消費(fèi)量相對(duì)較小，目前已工業(yè)化應(yīng)用的包括磺草靈、滅磺隆、西維因、呋喃丹等約8000噸。由于我國(guó)是農(nóng)藥生產(chǎn)大國(guó)，隨著我國(guó)農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐的加快，國(guó)家對(duì)于農(nóng)藥安全性的要求將日趨嚴(yán)格，傳統(tǒng)高毒性農(nóng)藥將逐步被無(wú)毒、低毒的農(nóng)藥產(chǎn)品所取代，因此，作為綠色環(huán)保中間體的DMC產(chǎn)品在農(nóng)藥生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用將具有廣闊的發(fā)展前景。

2017年國(guó)內(nèi)碳酸二甲酯需求量結(jié)構(gòu)

資料來(lái)源：智研咨詢整理

DMC衍生物產(chǎn)品及其下游應(yīng)用

    2017年我國(guó)碳酸二甲酯平均價(jià)格約6540元/噸，同比2016年的5220元/噸上漲了1320元/噸。2017年國(guó)內(nèi)碳酸二甲酯市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到了22.96億元，同比2016年的19.21億元增長(zhǎng)了19.52%，近幾年我國(guó)碳酸二甲酯市場(chǎng)規(guī)模情況如下圖所示：

2011-2017年中國(guó)碳酸二甲酯平均價(jià)格及規(guī)模情況

資料來(lái)源：智研咨詢整理