酯交換合成碳酸二苯酯項(xiàng)目資金申請(qǐng)報(bào)告

1、酯交換合成碳酸二苯酯項(xiàng)目資金申請(qǐng)報(bào)告項(xiàng)目名稱： 苯酚與碳酸二甲酯酯交換合成碳酸二苯酯工藝及催化劑技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目申報(bào)單位：河北粵華化工有限公司宣化分公司項(xiàng)目主持單位：河北粵華化工有限公司宣化分公司2006年3月目 錄一、項(xiàng)目概要4二、研制開發(fā)的目的和意義5（一）研制開發(fā)的目的5（二）研制開發(fā)的意義5三、國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)發(fā)展概況和趨勢(shì)9（一）酯交換反應(yīng)催化劑9（二）酯交換反應(yīng)工藝流程和工藝條件11（三）國(guó)內(nèi)外技術(shù)需求14四、前期研制開發(fā)狀況16（一）催化劑16（二）反應(yīng)工藝17（三）分離工藝19五、主要研發(fā)內(nèi)容和考核指標(biāo)20（一）采用的工藝路線20(1) 反應(yīng)工藝路線20(2) 分離工藝路線20（二）

2、主要研發(fā)內(nèi)容21（三）關(guān)鍵技術(shù)21（四）考核指標(biāo)21六、項(xiàng)目組織實(shí)施方案22六、項(xiàng)目組織實(shí)施方案23七、產(chǎn)業(yè)化依托或工程依托落實(shí)情況24八、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益分析25（一）技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析25（二）社會(huì)效益分析26九、項(xiàng)目資金預(yù)算安排、資金來(lái)源與落實(shí)情況與申請(qǐng)國(guó)家資金的理由27（一）項(xiàng)目資金預(yù)算安排27（二）資金來(lái)源與落實(shí)情況28（三）申請(qǐng)國(guó)家資金的理由28十、項(xiàng)目申報(bào)單位與協(xié)作單位概況29十一、其他需要說(shuō)明的情況31十二、項(xiàng)目申報(bào)單位簽章32十三、項(xiàng)目主持單位審核并蓋章33一、項(xiàng)目概要碳酸二苯酯不僅是合成聚碳酸酯的原料，而且還廣泛用作溶劑，增塑劑，制備其它有機(jī)酸酯和制藥等行業(yè)。生產(chǎn)碳酸二

3、苯酯的傳統(tǒng)方法是光氣法，由于環(huán)保問(wèn)題正面臨淘汰，因此開發(fā)碳酸二苯酯非光氣工藝的需求十分迫切。河北粵華化工有限公司宣化分公司（以下簡(jiǎn)稱“新朝陽(yáng)公司”）在工業(yè)放大和裝置運(yùn)行方面有著豐富的工程經(jīng)驗(yàn)。公司曾引進(jìn)華東理工大學(xué)的碳酸丙烯酯與甲醇酯交換合成碳酸二甲酯小試技術(shù)，大膽改進(jìn)創(chuàng)新，自主開發(fā)和建設(shè)了國(guó)內(nèi)第一套碳酸丙烯酯與甲醇酯交換合成碳酸二甲酯的工業(yè)化裝置，成功實(shí)現(xiàn)了酯交換過(guò)程的產(chǎn)業(yè)化和國(guó)產(chǎn)化。在河北省相關(guān)部門的大力支持下，新朝陽(yáng)公司近幾年繼續(xù)深化產(chǎn)業(yè)鏈，與中國(guó)科學(xué)院成都有機(jī)化學(xué)有限公司合作對(duì)碳酸二甲酯與苯酚酯交換合成碳酸二苯酯進(jìn)行了前期的研究，在催化劑、反應(yīng)工藝和精餾工藝等三方面開發(fā)出了多項(xiàng)核心技術(shù)

4、，為碳酸二苯酯的產(chǎn)業(yè)化實(shí)施打下了良好的基礎(chǔ)，有能力順利完成本項(xiàng)目。本項(xiàng)目以碳酸二甲酯與苯酚酯酯交換法制備碳酸二苯酯，該方法是目前國(guó)內(nèi)外非光氣合成碳酸二苯酯的主流工藝路線，具有產(chǎn)品質(zhì)量高、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點(diǎn)。本項(xiàng)目實(shí)施的內(nèi)容主要是：完善已開發(fā)的有機(jī)錫催化劑的工業(yè)制備過(guò)程；開發(fā)并優(yōu)化適合酯交換反應(yīng)的合成與分離工藝；在500t/a的裝置上進(jìn)行放大研究；完成10kt/a大型酯交換工業(yè)示范裝置的設(shè)計(jì)、工程建設(shè)和試運(yùn)行。本項(xiàng)目的實(shí)施，對(duì)填補(bǔ)我國(guó)目前非光氣法生產(chǎn)碳酸二苯酯的產(chǎn)業(yè)空白，全面提高酯交換技術(shù)或產(chǎn)品參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的能力，促進(jìn)聚碳酸酯清潔生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，帶動(dòng)其它相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步方面都具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社

5、會(huì)效益。本項(xiàng)目總投資4860萬(wàn)元，其中自籌資金2360萬(wàn)元，銀行貸款1900萬(wàn)元，申請(qǐng)國(guó)家資金600萬(wàn)元。二、研制開發(fā)的目的和意義（一）研制開發(fā)的目的本項(xiàng)目實(shí)施的主要目的是，研制開發(fā)苯酚與碳酸二甲酯酯交換合成碳酸二苯酯的催化劑和成套工藝，打破國(guó)外在此領(lǐng)域的技術(shù)壁壘，取得具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專利和成果。建設(shè)大型工業(yè)化生產(chǎn)裝置，填補(bǔ)我國(guó)目前非光氣法生產(chǎn)碳酸二苯酯的產(chǎn)業(yè)空白，達(dá)到提高產(chǎn)品質(zhì)量和保護(hù)自然環(huán)境的目的，并使清潔生產(chǎn)碳酸二苯酯技術(shù)早日實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化、國(guó)產(chǎn)化，全面提高酯交換技術(shù)或產(chǎn)品參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的能力，為高性能聚碳酸酯的生產(chǎn)提供可靠的原料保障，同時(shí)促進(jìn)其它相關(guān)行業(yè)的技術(shù)革新與進(jìn)步。（二）研制開發(fā)

6、的意義聚碳酸酯是六大通用工程塑料中唯一具有良好透明性的品種。它以沖擊強(qiáng)度高，自身具有阻燃性而著稱，主要用作高級(jí)絕緣材料、電子電器制品、機(jī)械零配件、建筑材料、光學(xué)材料等，在工程塑料中其消費(fèi)量?jī)H次于聚酰胺。表1為美國(guó)目前pc消費(fèi)的構(gòu)成情況。表1. 美國(guó)pc的消費(fèi)構(gòu)成行 業(yè)構(gòu) 成玻璃板材20%汽車工業(yè)25%光學(xué)介質(zhì)15%器械8%計(jì)算機(jī)及商用機(jī)器7%醫(yī)療設(shè)備7%文娛用品7%其它11%目前國(guó)際上聚碳酸酯的需求量為40005000kt/a，預(yù)計(jì)需求量仍將保持710%的增長(zhǎng)速度。我國(guó)僅有少量光氣法產(chǎn)品，聚碳酸酯基本依賴進(jìn)口，2003年進(jìn)口量為530kt，2004年進(jìn)口量超過(guò)700kt。碳酸二苯酯是一種重要的

7、羰基化中間體，它無(wú)毒、無(wú)污染，是一種對(duì)環(huán)境友好的化工產(chǎn)品，不僅是合成聚碳酸酯的原料，而且還廣泛用作溶劑，增塑劑，制備其它的有機(jī)酸酯和制藥等行業(yè)。隨著聚碳酸酯清潔生產(chǎn)技術(shù)在國(guó)際上推廣應(yīng)用及我國(guó)引進(jìn)技術(shù)或自行開發(fā)的大型聚碳酸酯裝置在“十五”期間建成投產(chǎn)，碳酸二苯酯的市場(chǎng)需求量將迅速增加，從而使得清潔生產(chǎn)碳酸二苯酯的技術(shù)成為國(guó)際化學(xué)化工界關(guān)注和研究開發(fā)的熱點(diǎn)之一。1提高產(chǎn)品質(zhì)量，減少環(huán)境污染聚碳酸酯的傳統(tǒng)合成方法為光氣法，使用光氣和雙酚a進(jìn)行聚合。該方法使用的原料劇毒、工藝復(fù)雜、腐蝕設(shè)備、污染環(huán)境，而且產(chǎn)品中含氯離子，降低了產(chǎn)品質(zhì)量，限制了應(yīng)用領(lǐng)域。此方法正面臨淘汰。圖1為聚碳酸酯清潔生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈取代

8、傳統(tǒng)光氣法路線的示意圖。從基本化工原料甲醇、一氧化碳、苯酚等出圖1. 聚碳酸酯清潔生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈取代光氣法工藝示意圖發(fā)，采用非光氣工藝路線可依次合成對(duì)環(huán)境友好的產(chǎn)品：碳酸二甲酯、碳酸二苯酯和高質(zhì)量的聚碳酸酯。整個(gè)工藝符合清潔生產(chǎn)的目標(biāo)： (1)副產(chǎn)物甲醇和苯酚可以循環(huán)利用，唯一排放物是對(duì)環(huán)境無(wú)污染的水，具有“原子經(jīng)濟(jì)”性。 (2)不使用劇毒的光氣作原料。 (3)中間體碳酸二甲酯、碳酸二苯酯無(wú)毒無(wú)害，屬于環(huán)境友好化學(xué)品，在許多領(lǐng)域可以替代劇毒的光氣和硫酸二甲酯。美國(guó)、日本等國(guó)已經(jīng)率先研究開發(fā)了在固態(tài)熔融的狀態(tài)下，采用雙酚a和碳酸二苯酯聚合生產(chǎn)聚碳酸酯新技術(shù)，它取代了常規(guī)的以光氣為原料的合成聚碳酸酯的

9、路線，不僅使產(chǎn)品質(zhì)量得到了保證，而且實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)清潔生產(chǎn)目標(biāo)：一是不使用有毒有害的光氣作原料，二是由于反應(yīng)在熔融狀態(tài)下進(jìn)行，不使用可疑致癌物二氯甲烷作溶劑。雖然聚碳酸酯的生產(chǎn)過(guò)程可以用碳酸二苯酯與雙酚a熔融聚合來(lái)避免使用光氣，但碳酸二苯酯的傳統(tǒng)生產(chǎn)方法仍然是光氣工藝路線，光氣的劇毒和強(qiáng)腐蝕性以及相當(dāng)數(shù)量的無(wú)機(jī)鹽的生成，使該法對(duì)生產(chǎn)安全、環(huán)境保護(hù)十分不利，無(wú)法從根本上實(shí)現(xiàn)聚碳酸酯的清潔生產(chǎn)。必須開辟合成碳酸二苯酯的非光氣技術(shù)。本項(xiàng)目應(yīng)用綠色化學(xué)的基本原理，從清潔生產(chǎn)的角度出發(fā)，用對(duì)環(huán)境友好的碳酸二甲酯代替光氣作原料，通過(guò)研究開發(fā)新型催化劑和工藝技術(shù)，可達(dá)到清潔生產(chǎn)碳酸二苯酯的目的，真正從源頭解決聚

10、碳酸酯的清潔生產(chǎn)技術(shù)。2打破技術(shù)壁壘，帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)苯酚與碳酸二甲酯酯交換合成碳酸二苯酯工藝屬于化工清潔生產(chǎn)過(guò)程，該工藝是傳統(tǒng)光氣路線的換代方法，具有技術(shù)經(jīng)濟(jì)性好、環(huán)境友好、產(chǎn)品質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)。尤其是在幾年之后，隨著非光氣聚碳酸酯生產(chǎn)裝置在國(guó)內(nèi)的建成，作為原料之一的碳酸二苯酯也將迎來(lái)新的一輪需求增長(zhǎng)。國(guó)外目前也僅有g(shù)e等少數(shù)幾家公司實(shí)現(xiàn)了此工藝的產(chǎn)業(yè)化，并對(duì)該技術(shù)采取嚴(yán)格的封鎖政策。為打破這種技術(shù)壁壘，有必要進(jìn)行自主開發(fā)。目前，碳酸二苯酯非光氣合成路線在我國(guó)正處在工程研究的初期階段，還未實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化、國(guó)產(chǎn)化，國(guó)家從“八五”期間起就已把非光氣法制備碳酸二甲酯和聚碳酸酯列為重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目。本項(xiàng)目重點(diǎn)是研究

11、開發(fā)苯酚與碳酸二甲酯酯交換法制碳酸二苯酯的催化劑及工藝，取得具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專利和成果，建設(shè)全套的大型酯交換生產(chǎn)裝置，促使我國(guó)清潔生產(chǎn)碳酸二苯酯的技術(shù)早日產(chǎn)業(yè)化，并為高性能聚碳酸酯的生產(chǎn)提供合格的原料。這對(duì)填補(bǔ)我國(guó)目前非光氣法生產(chǎn)碳酸二苯酯的產(chǎn)業(yè)空白，全面提高酯交換技術(shù)或產(chǎn)品參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的能力，帶動(dòng)其它相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步等諸多方面都具有廣泛和深遠(yuǎn)的意義。三、國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)發(fā)展概況和趨勢(shì)生產(chǎn)碳酸二苯酯的傳統(tǒng)方法是在堿的作用下，利用光氣和苯酚為原料來(lái)合成。但是，光氣的劇毒和強(qiáng)腐蝕性以及相當(dāng)數(shù)量的無(wú)機(jī)鹽的生成，使該法對(duì)生產(chǎn)安全，環(huán)境保護(hù)十分不利。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在一些路易斯酸或一些可溶性的al、ti、

12、sn的有機(jī)化合物等催化劑的作用下，用無(wú)毒、無(wú)污染的碳酸二甲酯代替光氣與苯酚發(fā)生酯交換反應(yīng)合成碳酸二苯酯。從80年代開始，國(guó)外又開發(fā)了苯酚的氧化羰化合成碳酸二苯酯的新工藝?，F(xiàn)將三種方法比較如下：表2. 生產(chǎn)碳酸二苯酯的三種方法的優(yōu)缺點(diǎn)比較工 藝優(yōu) 點(diǎn)缺 點(diǎn)光氣法(1)可工業(yè)化生產(chǎn)(2)產(chǎn)率高,可達(dá)90%以上。(1)光氣劇毒，且不易存放和運(yùn)輸。(2) 副產(chǎn)物hcl腐蝕性強(qiáng)，環(huán)境污染嚴(yán)重。酯交換法(1)可工業(yè)化生產(chǎn)。(2)產(chǎn)率較高，均相反應(yīng)可達(dá)40%以上。(3) 清潔生產(chǎn)，對(duì)環(huán)境友好。(1) 均相反應(yīng)催化劑分離比較困難。(2) 多相反應(yīng)的產(chǎn)率較低。氧化羰化法(1) 原料便宜易得。(2) 對(duì)環(huán)境友好。

13、(1) 目前正處在實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)研究階段。(2) 催化劑腐蝕性強(qiáng)，產(chǎn)率較低。(3)在高壓下操作。由表2可以看出酯交換法是最具競(jìng)爭(zhēng)力的主流非光氣生產(chǎn)方法。目前，雖然在美國(guó)、日本已有酯交換制碳酸二苯酯的生產(chǎn)裝置，但是有關(guān)公司仍在投巨資進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，以降低生產(chǎn)成本。其研究開發(fā)的重點(diǎn)是酯交換法催化劑及反應(yīng)工藝。（一）酯交換反應(yīng)催化劑酯交換法合成碳酸二苯酯所用催化劑可分為均相催化劑和多相催化劑兩大類。從總體上看，均相催化劑的研究較多相催化劑更成熟一些，但近幾年來(lái)一些關(guān)于多相催化劑的研究日益增多。1均相催化劑均相催化劑的特點(diǎn)是活性高，選擇性好，但催化劑與產(chǎn)物的分離較困難。利用酯交換合成碳酸二苯酯的第一代均相催

14、化劑為堿或堿金屬化合物，比如li2co3、nahco3、na2wo4等，這類催化劑最明顯的缺點(diǎn)是活性和選擇性比較低，并有相當(dāng)量的co2和苯甲醚生成。第二代均相催化劑為路易斯酸。這種催化劑品種繁多，已被研究的有：sncl4、alcl3、ticl4、zncl2、fecl3 等。另外，也包括一些可轉(zhuǎn)化為路易斯酸的金屬化合物，例如，pbo、fe(acac)3、fe(oac)3、pb(oph)2、kaloc(ch3)3(oph)3 等化合物。但是，這些催化劑對(duì)反應(yīng)器具有腐蝕性，并對(duì)主產(chǎn)物的產(chǎn)率和選擇性也不高，給工業(yè)化帶來(lái)一定困難。目前，使用較多的是第三代催化劑：鈦和錫的金屬有機(jī)化合物。這些化合物主要是t

15、i(oph)4和bu2sno。文獻(xiàn)也報(bào)導(dǎo)了其它一些催化劑，比如，ti(obu)4、clbu2snosnbu2(oh)、r1nsn(or2)4-n(r1,r2=烷基、芳香基等；n=13)等。20世紀(jì)90年代，把鑭系金屬用作催化劑的報(bào)導(dǎo)日益增多，一類是僅用鑭系金屬化合物作為催化劑，比如，ybcl3、la(ochme2)3;另一類是用鑭系金屬和其它金屬的混合氧化物作為催化劑，比如，ndfeo4.5、ndtio3.5等一些化合物。 均相催化劑的反應(yīng)活性和對(duì)反應(yīng)物的選擇性各不一樣，總的來(lái)說(shuō)，有機(jī)鈦和有機(jī)錫的催化活性要強(qiáng)一些。但它們對(duì)各步的催化活性又不一樣，有機(jī)鈦對(duì)第一步反應(yīng)的催化作用較好，有機(jī)錫則對(duì)第二

16、步反應(yīng)有較好的催化作用，將這兩種催化劑復(fù)配后再用于酯交換反應(yīng)，得到碳酸二苯酯的產(chǎn)率會(huì)更高一些?？梢灶A(yù)測(cè)，對(duì)該類反應(yīng)的催化劑的復(fù)配研究將是我們今后探索的一個(gè)途經(jīng)。2. 多相催化劑均相催化劑雖然活性和選擇性要高一些，但是從產(chǎn)物中分離出催化劑比較困難。多相催化劑的活性和選擇性一般不如均相催化劑，但催化劑和產(chǎn)物的分離比較容易，因此，多相催化劑的研究更為重要。當(dāng)前迫切需要開發(fā)高活性的多相催化劑來(lái)更好地滿足工業(yè)化生產(chǎn)的需要。多相催化劑所用載體一般為微孔性的sio2、al2o3等，在研究的多相催化劑中，以sio2為載體的moo3催化劑對(duì)酯交換反應(yīng)有較高的活性，多相催化劑鈦硅膠(titanosilicate)

17、的活性也較高，但比均相催化劑bu4sno、ti(oph)4催化活性要低的多。上述催化劑的制備和活化一般采用浸漬法，將載體放在硝酸鹽、醋酸鹽或銨鹽等一些可溶性而又易熱分解的鹽溶液中進(jìn)行一次或多次浸漬，浸漬后的濕催化劑經(jīng)快干、焙燒、活化后制得。表3. 國(guó)內(nèi)外報(bào)道的一些催化劑類別催化劑種類報(bào)道的實(shí)例均相催化劑(1)堿或堿金屬化合物licl , li2co3 , mgcl2 , na2co3(2) 路易斯酸alx3 , tix4 , znx2 , fex3, vx5 （其中x=f,cl , br）(3) 金屬的烷基、芳香基化合物fe(oph)3, fe(oac)3, p(oph)3 , li(acac

18、) , zr(acac)4,(4)金屬有機(jī)鈦的化合物ti(oph)4 , ti(obu)4 , rti(o)oh (其中r= 烷基)， ti(ochme2)4,(5)金屬有機(jī)錫的化合物n-bu2sno , rrsno , n-bu2sn(ooc11h23)2, busn(oac)22o, r1snr2osnr2r2(其中，r= alkyl,aryl; r1,r2=oh,scn, or3,o2r3,r3=alkyl、aryl)(6) 鑭系金屬化合物ndtio3.5 , ndfe2o4.5 , la(ochme2)3 , la(oac)3, ybcl3多相催化劑以sio2為載體的moo3多相催化劑

19、，鈦硅膠（二）酯交換反應(yīng)工藝流程和工藝條件由于苯酚與碳酸二甲酯酯交換的反應(yīng)過(guò)程在熱力學(xué)上是不利的（k=0.0003, 453k），除了用選擇合適的催化劑來(lái)提高反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物的產(chǎn)率、選擇性以外，在反應(yīng)工藝上也要采取措施促進(jìn)平衡向產(chǎn)物方向移動(dòng)。如果把生成的甲醇和其它產(chǎn)物及時(shí)地從反應(yīng)器中除去以改變平衡，同樣可以提高反應(yīng)指標(biāo)。因此反應(yīng)工藝考慮的主要問(wèn)題是將反應(yīng)副產(chǎn)物甲醇及時(shí)從反應(yīng)體系中移出，促使平衡右移。除去生成的甲醇有多種方法，間歇操作時(shí)，可以在反應(yīng)器的上面安裝一個(gè)蒸餾塔來(lái)蒸除甲醇；在連續(xù)操作時(shí)，通過(guò)把原料連續(xù)加入到一個(gè)多級(jí)蒸餾塔中，同時(shí)連續(xù)蒸除甲醇。由于上述過(guò)程的轉(zhuǎn)化率低，須對(duì)最后的產(chǎn)物作大量

20、的分離工作，并要對(duì)分離出的苯酚，碳酸二甲酯加以循環(huán)利用，使該反應(yīng)不僅需要一個(gè)大的反應(yīng)設(shè)備，而且使產(chǎn)物的成本提高，不利于工業(yè)化。在蒸出甲醇的過(guò)程中，由于甲醇和碳酸二甲酯形成共沸物，所以要對(duì)蒸出的共沸物進(jìn)行有效的分離，并把碳酸二甲酯加以循環(huán)利用。為了降低成本，也需要對(duì)從最后產(chǎn)物中分離出的苯酚和碳酸二甲酯加以循環(huán)利用。為此，inoki等對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行了研究，并提出了向反應(yīng)器中連續(xù)投料，連續(xù)分離出產(chǎn)物、副產(chǎn)物，并把碳酸二甲酯和苯酚循環(huán)利用的連續(xù)工藝流程。根據(jù)碳酸二甲酯和苯酚加料比例的不同，酯交換工藝可分為碳酸二甲酯過(guò)量和苯酚過(guò)量?jī)纱箢?。?dāng)碳酸二甲酯過(guò)量時(shí)，反應(yīng)先生成中間體甲基苯基碳酸酯，甲基苯基碳酸酯

21、再歧化生成碳酸二苯酯和碳酸二甲酯。由于低沸點(diǎn)的碳酸二甲酯過(guò)量，為維持反應(yīng)在180左右的最佳溫度進(jìn)行，通常反應(yīng)在低壓環(huán)境下進(jìn)行。如果是苯酚過(guò)量，則三種酯交換反應(yīng)都能在同一反應(yīng)器中發(fā)生，相當(dāng)一部分甲基苯基碳酸酯可繼續(xù)反應(yīng)生成碳酸二苯酯。由于苯酚沸點(diǎn)較高，所以常壓下體系就可以達(dá)到反應(yīng)的最佳溫度。兩種方案各有利弊。以下幾種工藝不僅實(shí)現(xiàn)了過(guò)程的連續(xù)化，而且各自有一些特色，是酯交換合成碳酸二苯酯的具有代表性的工藝。1. 反應(yīng)精餾合成碳酸二苯酯工藝由于碳酸二甲酯和甲醇共沸分離需要多個(gè)塔來(lái)完成，所以有人采用反應(yīng)精餾的方法，讓酯交換反應(yīng)器的塔頂只采出高純度的甲醇。反應(yīng)釜上安裝具有一定塔板數(shù)的精餾塔，碳酸二甲酯和

22、催化劑從塔釜連續(xù)從塔底進(jìn)入，苯酚分為兩路，一路從反應(yīng)釜底部加入，另一路從精餾塔的塔頂加入。苯酚除了作為反應(yīng)原料以外，還可將甲醇與碳酸二甲酯共沸物中的碳酸二甲酯萃取分離，使塔頂?shù)募状技兌冗_(dá)到99.5%。該工藝塔頂溫度控制在64.5，塔釜溫度181。塔頂采出甲醇純度為99.5%。塔釜采出碳酸二甲酯、甲基苯基碳酸酯、碳酸二苯酯和未反應(yīng)完的苯酚。它們經(jīng)過(guò)另一個(gè)反應(yīng)精餾系統(tǒng)，甲基苯基碳酸酯在塔中轉(zhuǎn)化成碳酸二甲酯和碳酸二苯酯。塔頂采出碳酸二甲酯循環(huán)使用，生成的碳酸二苯酯與苯酚一起從塔釜采出，在另一反應(yīng)分餾系統(tǒng)中繼續(xù)分離。整個(gè)工藝碳酸二甲酯的轉(zhuǎn)化率可達(dá)91.7%。2. 耦合法合成碳酸二苯酯工藝此工藝將酯交換

23、法合成碳酸二甲酯與酯交換法合成碳酸二苯酯兩種工藝耦合起來(lái)，反應(yīng)原料在工藝中充分循環(huán)，合成出高產(chǎn)率的碳酸二苯酯。工藝流程圖如圖2所示：圖2. 碳酸二苯酯合成的第一種耦合法工藝流程圖如上圖，甲醇和碳酸乙烯酯（ec）在催化劑的作用下進(jìn)行酯交換反應(yīng)先得到碳酸二甲酯，采用萃取精餾的方法將碳酸二甲酯與甲醇分開，甲醇循環(huán)使用，返回與碳酸乙烯酯進(jìn)行反應(yīng)。碳酸二甲酯則與苯酚進(jìn)一步酯交換生成碳酸二苯酯。塔頂采出的甲醇和碳酸二甲酯則循環(huán)到萃取精餾塔，分離后分別循環(huán)使用。該工藝可使碳酸二苯酯收率達(dá)到97%。3. 分區(qū)反應(yīng)合成碳酸二苯酯工藝如前所述，在碳酸二甲酯與苯酚酯交換合成碳酸二苯酯的工藝中，還有甲基苯基碳酸酯的生

24、成。由于甲基苯基碳酸酯易脫去一分子二氧化碳生成苯甲醚，所以酯交換反應(yīng)的停留時(shí)間不能過(guò)長(zhǎng)，否則容易引起副反應(yīng)，導(dǎo)致碳酸二苯酯的選擇性變差。為了克服這些問(wèn)題，出現(xiàn)了把甲基苯基碳酸酯的歧化反應(yīng)單獨(dú)分開，放在一個(gè)多級(jí)蒸餾塔中進(jìn)行的分區(qū)反應(yīng)工藝。設(shè)計(jì)的反應(yīng)器包括初級(jí)反應(yīng)區(qū)、反應(yīng)中區(qū)和反應(yīng)末區(qū)。初級(jí)反應(yīng)區(qū)生成的甲基苯基碳酸酯進(jìn)入中區(qū)繼續(xù)反應(yīng)生成碳酸二苯酯，反應(yīng)產(chǎn)物在反應(yīng)末區(qū)排出。例如，采用兩個(gè)反應(yīng)精餾塔連續(xù)合成碳酸二苯酯，在第一個(gè)塔中先合成甲基苯基碳酸酯，控制塔釜甲醇濃度低于2%；甲基苯基碳酸酯進(jìn)入歧化塔進(jìn)行歧化反應(yīng)生成碳酸二苯酯和甲基苯基碳酸酯，控制塔底的碳酸二甲酯含量小于2%。反應(yīng)條件的確定對(duì)反應(yīng)效率

25、和對(duì)副反應(yīng)抑制作用也有較大的影響。inoki等發(fā)現(xiàn)，當(dāng)一個(gè)反應(yīng)的催化劑用量c、反應(yīng)時(shí)間r、反應(yīng)物間的摩爾比d和反應(yīng)溫度t在規(guī)定的取值范圍取值，并且滿足f(c,r,t,d)=0.02、g(r,t)=2時(shí)，可使反應(yīng)效率增大，幾乎沒有副反應(yīng)發(fā)生。值的一提的是，用羧酸苯酯代替苯酚更有利于酯交換反應(yīng)，但是由于羧酸苯酯的價(jià)格比較高，為了降低成本，須對(duì)其再生并且加以循環(huán)利用。因此，選擇一種利于再生和循環(huán)利用的羧酸苯酯，并且再生的成本和條件利于工業(yè)化成為問(wèn)題研究的關(guān)鍵。對(duì)此，mizukami等以苯基羧酸苯酯作為反應(yīng)物，并設(shè)計(jì)了反應(yīng)流程，提出了工藝條件。綜上所述，找到合適的工藝流程和工藝條件是合成碳酸二苯酯的必

26、不可少的條件，不管是以碳酸二甲酯與苯酚反應(yīng)或羧酸苯酯反應(yīng)，移出副產(chǎn)物，提高反應(yīng)效率是技術(shù)關(guān)鍵。從目前催化劑的研究和工藝流程及工藝條件的設(shè)計(jì)兩個(gè)方面來(lái)看，只要選擇了合適的催化劑和相應(yīng)的生產(chǎn)工藝，酯交換法完全可以代替光氣法生產(chǎn)碳酸二苯酯。（三）國(guó)內(nèi)外技術(shù)需求 目前，酯交換法合成碳酸二苯酯在美國(guó)ge公司已經(jīng)工業(yè)化。另外，日本三菱工程塑料公司也開發(fā)了同樣的技術(shù)，并建有中間工廠。國(guó)內(nèi)尚未見類似的報(bào)導(dǎo)，但隨著我國(guó)對(duì)聚碳酸酯的需求量迅猛增長(zhǎng)以及光氣法合成聚碳酸酯的生產(chǎn)工藝正面臨越來(lái)越多的來(lái)自環(huán)保方面的壓力，利用雙酚a和碳酸二苯酯非光氣法合成聚碳酸酯具有廣闊的前景，這將會(huì)使碳酸二苯酯的用量隨之猛增，給碳酸二苯

27、酯的銷售提供了廣闊的市場(chǎng)。如上海聚堿已與bayer簽定了100kt/a聚碳酸酯的協(xié)議，中國(guó)石油、藍(lán)星集團(tuán)、沙隆達(dá)集團(tuán)等也積極進(jìn)行萬(wàn)噸級(jí)裝置的籌備工作，估計(jì)在2008年左右，國(guó)內(nèi)對(duì)碳酸二苯酯的需求量將達(dá)到100150kt/a。我國(guó)的聚碳酸酯需求量大，并且主要依賴進(jìn)口，因此開展碳酸二苯酯的酯交換法研究刻不容緩，這不僅可使得我國(guó)在日趨激烈的研究競(jìng)賽中占有一席之地，也可加快我國(guó)聚碳酸酯工業(yè)的發(fā)展。雖然美國(guó)、日本等國(guó)已有工業(yè)化技術(shù)，但有關(guān)公司繼續(xù)投巨資開發(fā)新型催化劑和工藝，每年都有大量的專利申請(qǐng)以降低成本提高經(jīng)濟(jì)效益。國(guó)內(nèi)外有關(guān)企業(yè)迫切需求新催化劑、新工藝等新技術(shù)投入生產(chǎn)，提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。如果自主開發(fā)

28、成功的話，可以取得完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的成套技術(shù)，并在酯交換工藝和產(chǎn)品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)自己的一份市場(chǎng)份額。四、前期研制開發(fā)狀況“九五”期間，國(guó)家科技部將碳酸二甲酯清潔合成技術(shù)作為重點(diǎn)工程項(xiàng)目列入了攻關(guān)計(jì)劃，在此期間，新朝陽(yáng)公司也成功開發(fā)建設(shè)了國(guó)內(nèi)第一套碳酸丙烯酯與甲醇酯交換合成碳酸二甲酯的工業(yè)裝置，這些裝置的投產(chǎn)為碳酸二甲酯酯交換合成碳酸二苯酯提供了穩(wěn)定可靠的原料來(lái)源。另外，在不久的將來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)大型聚碳酸酯裝置的建成投產(chǎn)，必將促成對(duì)碳酸二苯酯的一輪新需求，這塊廣闊的市場(chǎng)將逐漸穩(wěn)定、壯大。在國(guó)內(nèi)，中國(guó)科學(xué)院成都有機(jī)化學(xué)有限公司、浙江大學(xué)、天津大學(xué)、華中理工大學(xué)、河北工業(yè)大學(xué)等對(duì)非光氣路線合成碳酸二

29、苯酯分別開展了相關(guān)研究工作。在河北省相關(guān)部門的支持下，新朝陽(yáng)公司與中國(guó)科學(xué)院成都有機(jī)化學(xué)有限公司合作在“九五”和“十五”期間進(jìn)行了酯交換路線的前期探索，系統(tǒng)地研究了有機(jī)錫、有機(jī)鈦類等酯交換催化劑，目前已經(jīng)完成了包括反應(yīng)和分離在內(nèi)的實(shí)驗(yàn)室小試工作，并已將反應(yīng)部分進(jìn)行了500t/a規(guī)模的初步工業(yè)試驗(yàn)，取得結(jié)果達(dá)到或超過(guò)了國(guó)內(nèi)外專利報(bào)道的指標(biāo)，使我國(guó)在這一領(lǐng)域的研究實(shí)現(xiàn)了與國(guó)際同步的目標(biāo)。在碳酸二甲酯與苯酚酯交換合成碳酸二苯酯的前期研究中在以下三方面取得了突出的進(jìn)展：（一）催化劑在有機(jī)金屬催化、絡(luò)合催化等領(lǐng)域具備較強(qiáng)的創(chuàng)新能力和豐富的工程放大經(jīng)驗(yàn)，對(duì)酯交換路線進(jìn)行了大量的前期研究，取得了一些創(chuàng)新性進(jìn)

30、展。從國(guó)內(nèi)外的研究進(jìn)展看，有機(jī)錫類催化劑在酯交換反應(yīng)過(guò)程中顯示出了良好的催化活性，國(guó)內(nèi)外對(duì)此類催化劑有大量的專利覆蓋。為進(jìn)一步提高催化劑性能，也為了回避知識(shí)產(chǎn)權(quán)覆蓋，開發(fā)出了一種具有獨(dú)特空間結(jié)構(gòu)的新型有機(jī)錫催化劑。將此催化劑進(jìn)行了模試性能評(píng)價(jià)，并與國(guó)外同類催化劑進(jìn)行了比較，結(jié)果見如表4：表4.酯交換催化劑研究結(jié)果與國(guó)外專利的對(duì)比新開發(fā)日本三菱公司wo 2004/016577美國(guó)ge公司ep780361（1997）美國(guó)ge公司ep780360（1997）美國(guó)ge公司us 6600061(2003)韓國(guó)lg化學(xué)公司wo 03/066569采用的催化劑有機(jī)錫類催化劑二丁基氧化錫二丁基氧化錫鈦酸四苯酯

31、鈦酸四苯酯tio2/sio2多相催化劑反應(yīng)溫度（）200200220206210160180反應(yīng)壓力（kg/cm2）3594.645.5進(jìn)料總流量（g/h）847184.6116215132331.76901198塔底出料流量（g/h）470135465540972苯酚單程轉(zhuǎn)化率(%)298.216.6820.753111.7926.64催化劑生產(chǎn)能力(g/gcat.h)2719.8510.87.2315.830.04430.0589表4可見，國(guó)外對(duì)酯交換反應(yīng)的開發(fā)以ge公司為代表，其專利所用的均相催化劑為鈦酸四苯酯或二丁基氧化錫。ge公司2003年專利中達(dá)到的轉(zhuǎn)化率最高，但催化劑用量較大。l

32、g公司開發(fā)了多相催化劑，最高轉(zhuǎn)化率可達(dá)26%以上，但多相催化劑的生產(chǎn)能力太差。比較催化劑生產(chǎn)能力可見，我們開發(fā)的有機(jī)錫類催化劑的負(fù)荷最高，效果最好。該催化劑技術(shù)正在申請(qǐng)中國(guó)發(fā)明專利。（二）反應(yīng)工藝我們對(duì)酯交換反應(yīng)的各種工藝條件進(jìn)行了前期的小試探索。常壓反應(yīng)時(shí)，由于體系要達(dá)到足夠高的溫度，所以反應(yīng)液中低沸點(diǎn)的碳酸二甲酯濃度較小，無(wú)法滿足催化劑負(fù)荷的要求。如果增大碳酸二甲酯的濃度，反應(yīng)體系低沸點(diǎn)組分增多，將導(dǎo)致反應(yīng)溫度降低，影響反應(yīng)速度。為了兼顧碳酸二甲酯的濃度和溫度，采用加壓反應(yīng)工藝。由于碳酸二甲酯過(guò)量時(shí)，主要生成產(chǎn)物是甲基苯基碳酸酯，所以必須經(jīng)過(guò)歧化步驟才能得到目標(biāo)產(chǎn)品，最終確立了多級(jí)加壓酯交

33、換結(jié)合常壓歧化的最優(yōu)工藝路線。三級(jí)串聯(lián)酯交換反應(yīng)的原料轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化情況見圖3。圖3 三級(jí)串聯(lián)酯交換反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化關(guān)系圖加壓連續(xù)實(shí)驗(yàn)與常壓反應(yīng)相比，提高了反應(yīng)壓力，可使反應(yīng)液中dmc與苯酚摩爾比達(dá)到23，反應(yīng)溫度提高到190210，也提高了催化劑負(fù)荷，催化劑用量由8%降到0.51%。dmc用量減少，降低過(guò)程能量消耗。小試研究顯示，采用三級(jí)串聯(lián)酯交換（各級(jí)反應(yīng)停留時(shí)間均為8小時(shí)）接一級(jí)歧化反應(yīng)，苯酚單程轉(zhuǎn)化率大于40%，目標(biāo)產(chǎn)品選擇性99%。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究工藝細(xì)節(jié)，完善技術(shù)體系?？蓪⑿鲁?yáng)公司在酯交換合成碳酸二甲酯項(xiàng)目中研發(fā)的一種反應(yīng)精餾工藝嫁接到本項(xiàng)目中，可以直接分離反應(yīng)副產(chǎn)

34、物甲醇，而使碳酸二甲酯繼續(xù)在塔釜反應(yīng)，從而開發(fā)出新的工藝流程。在小試研究基礎(chǔ)進(jìn)行了500t/a工業(yè)實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)部分，主體設(shè)備為一反應(yīng)精餾塔，再沸器體積為1m3，塔高18m，有61塊理論板。由于條件限制，反應(yīng)溫度只能維持在170左右，盡管沒有達(dá)到最佳的溫度范圍，但在8小時(shí)停留時(shí)間內(nèi)，第一級(jí)反應(yīng)苯酚轉(zhuǎn)化率仍達(dá)到24%，第二級(jí)反應(yīng)停留時(shí)間也是8小時(shí)，兩級(jí)反應(yīng)之后苯酚轉(zhuǎn)化率為33%。（三）分離工藝碳酸二甲酯與苯酚酯交換反應(yīng)液中主要含有碳酸二甲酯、苯酚、甲基苯基碳酸酯、碳酸二苯酯、催化劑以及少量副產(chǎn)物苯甲醚等。若采用傳統(tǒng)的精餾方法，由于催化劑的存在，過(guò)程中可能造成碳酸二苯酯在高溫下分解，影響技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能。

35、酯交換反應(yīng)結(jié)束后，催化劑與碳酸二苯酯同時(shí)存在于反應(yīng)液中，這種共存容易造成碳酸二苯酯產(chǎn)品分解，降低收率。如何迅速地將催化劑和酯交換反應(yīng)液分離十分關(guān)鍵。最初采用的是溶劑沉淀工藝，引入沉淀劑雖然可以將催化劑和反應(yīng)液分離，但同時(shí)又引入了大量新組分，加大了后續(xù)分離負(fù)荷，所以最后采用減壓精餾的方法分離純化碳酸二苯酯。我們的小試研究顯示，閃蒸分離催化劑結(jié)合減壓精餾提純碳酸二苯酯工藝，具有收率高，產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)良等特點(diǎn)。是分離的最佳工藝路線。小試試驗(yàn)中,減壓閃蒸操作壓力小于0.0015mpa，得到的碳酸二苯酯產(chǎn)品純度在99%以上，最高達(dá)到了99.6%，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到了聚碳級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。 五、主要研發(fā)內(nèi)容和考核指標(biāo)（一）采

36、用的工藝路線(1) 反應(yīng)工藝路線苯酚與碳酸二甲酯的酯交換反應(yīng)過(guò)程如（1）（3）式所示。為了兼顧溫度和物料比例，采用加壓手段進(jìn)行酯交換反應(yīng)。碳酸二甲酯相對(duì)于苯酚過(guò)量時(shí)，主要發(fā)生反應(yīng)（1），有少量的苯氨基甲酸甲酯繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)（2），但反應(yīng)主要產(chǎn)物仍為苯氨基甲酸甲酯，必須經(jīng)過(guò)歧化反應(yīng)（3）才能得到碳酸二苯酯產(chǎn)品。我們的前期工作顯示，最佳的反應(yīng)工藝路線為多級(jí)加壓酯交換結(jié)合單級(jí)常壓歧化，酯交換反應(yīng)的最佳條件為：反應(yīng)溫度180200、反應(yīng)壓力0.5mpa、dmc與苯酚的起始摩爾比為23:1。歧化反應(yīng)的最佳條件為：常壓、反應(yīng)溫度200210(2) 分離工藝路線在分離過(guò)程中，由于催化劑的存在容易造成碳酸二苯酯

37、產(chǎn)品分解，如何迅速地將催化劑和酯交換反應(yīng)液分離十分關(guān)鍵，新朝陽(yáng)公司的前期工作顯示，最佳的分離工藝路線為減壓快速蒸發(fā)結(jié)合減壓精餾。（二）主要研發(fā)內(nèi)容(1) 完善新開發(fā)的有機(jī)錫催化劑的工業(yè)化批量制備技術(shù)。在催化劑保持高活性高選擇性的前提下，催化劑實(shí)現(xiàn)工業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)。 (2) 考察催化劑壽命，優(yōu)化工藝條件。將現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行嫁接、集成，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。(3) 完善分離工藝，降低操作成本。(4) 在500t/a裝置上進(jìn)行全流程的放大研究，為10kt/a工業(yè)示范裝置的設(shè)計(jì)提供可靠數(shù)據(jù)和參數(shù)。(5) 完成10kt/a大型酯交換工業(yè)示范裝置的設(shè)計(jì)和工程建設(shè)，生產(chǎn)出符合聚碳酸酯生產(chǎn)原料標(biāo)準(zhǔn)的碳酸二苯酯工業(yè)產(chǎn)品

38、。（三）關(guān)鍵技術(shù)在反應(yīng)部分，苯酚與碳酸二甲酯酯交換制備碳酸二苯酯是平衡反應(yīng)，在熱力學(xué)上不利于向平衡產(chǎn)物一方移動(dòng)，因此該工藝的關(guān)鍵技術(shù)是采用高效催化劑加快反應(yīng)速度，提高碳酸二苯酯選擇性，同時(shí)在反應(yīng)器和工藝條件上大膽創(chuàng)新，在保證技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能的同時(shí)最大程度分離出反應(yīng)副產(chǎn)物甲醇，以提高各項(xiàng)反應(yīng)指標(biāo)。在分離部分，由于催化劑的存在容易造成碳酸二苯酯產(chǎn)品分解，所以分離的關(guān)鍵技術(shù)在于如何迅速地將催化劑和酯交換反應(yīng)液分離，并且經(jīng)此過(guò)程后，催化劑可直接循環(huán)使用，活性不被破壞。（四）考核指標(biāo)本項(xiàng)目的總目標(biāo)是：完成10kt/a大型酯交換工業(yè)示范裝置的設(shè)計(jì)、工程建設(shè)和開車運(yùn)行，生產(chǎn)出符合聚碳酸酯生產(chǎn)原料標(biāo)準(zhǔn)的碳酸二苯酯

39、工業(yè)產(chǎn)品。 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo): 苯酚單程轉(zhuǎn)化率 45%碳酸二苯酯總選擇性 98%碳酸二苯酯純度 99.5%，達(dá)到聚碳級(jí)質(zhì)量要求技術(shù)水平:達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平成果表現(xiàn)形式:專用know-how技術(shù)co2 (4)六、項(xiàng)目組織實(shí)施方案本項(xiàng)目的實(shí)施以自主研發(fā)與合作建設(shè)為主。新朝陽(yáng)公司承擔(dān)項(xiàng)目的前期開發(fā)完善任務(wù)，包括高活性酯交換催化劑的完善和工業(yè)化制備、酯交換反應(yīng)路線和產(chǎn)品精餾工藝的確定、為工業(yè)裝置的設(shè)計(jì)提供完整的軟件包等工作。新朝陽(yáng)公司在園區(qū)內(nèi)新建10kt/a規(guī)模的苯酚與碳酸二甲酯酯交換合成碳酸二苯酯生產(chǎn)裝置。裝置的設(shè)計(jì)委托河北渤海工程設(shè)計(jì)有限公司完成。裝置所需催化劑由新朝陽(yáng)公司負(fù)責(zé)生產(chǎn)。項(xiàng)目完成以后，將

40、建成一套具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、完全國(guó)產(chǎn)化的酯交換合成碳酸二苯酯的大型成套示范裝置，可根據(jù)市場(chǎng)需求在行業(yè)內(nèi)進(jìn)行有效推廣。七、產(chǎn)業(yè)化依托或工程依托落實(shí)情況 本項(xiàng)目的產(chǎn)業(yè)化工作將以新朝陽(yáng)公司為主進(jìn)行。該公司曾經(jīng)成功地開發(fā)出國(guó)內(nèi)第一套碳酸丙烯酯與甲醇酯交換合成碳酸二甲酯的工業(yè)裝置，在酯交換工藝的放大方面具有豐富的工程經(jīng)驗(yàn)。新朝陽(yáng)公司負(fù)責(zé)高活性催化劑的工業(yè)化制備、工藝路線的定型、為工程設(shè)計(jì)提供軟件包和設(shè)備安裝、調(diào)試、運(yùn)行。整套裝置的工業(yè)設(shè)計(jì)委托河北渤海工程設(shè)計(jì)有限公司完成，該公司與新朝陽(yáng)公司有著長(zhǎng)期密切的合作關(guān)系。示范裝置將建在新朝陽(yáng)公司的產(chǎn)業(yè)園區(qū)內(nèi)，渤海公司將參與裝置的安裝和調(diào)試。八、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和社

41、會(huì)經(jīng)濟(jì)效益分析（一）技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 酯交換法與光氣法的原料成本核算比較見表5和表6。表5. 酯交換法合成dpc的原料成本核算消耗單價(jià)(元/t)價(jià)格苯 酚0.9t8000 7200元dmc0.43t6000 2580元催化劑1kg300元/kg300元副產(chǎn)甲醇0.3t2000600元dpc成本9480元dpc市場(chǎng)價(jià)格1600018000元表6. 光氣法合成dpc的原料成本核算消耗單價(jià)(元/t)價(jià)格苯 酚0.9t8000 7200元光 氣0.5t2000 1000元燒 堿0.6t1500 900元治污等其它成本2000元dpc成本11100元dpc市場(chǎng)價(jià)格1600018000元從表5和表6的比較可見

42、，如果不考慮治污等因素，光氣法的原料成本要比酯交換法低。從兩者的操作費(fèi)用看，光氣法要解決光氣的安全操作和防腐問(wèn)題，酯交換法要完成甲醇的回收，兩者的操作費(fèi)用相當(dāng)，但光氣法面臨的環(huán)保問(wèn)題始終無(wú)法回避，無(wú)論在污染物治理上還是產(chǎn)業(yè)政策上都是不利的。與光氣法相比，酯交換法從反應(yīng)路線上根本解決了環(huán)保問(wèn)題，對(duì)設(shè)備材質(zhì)的要求不高，而且產(chǎn)品質(zhì)量可達(dá)到聚碳級(jí)要求。比較兩種方法的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，酯交換法顯示出了很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，是光氣法理想的換代技術(shù)。（二）社會(huì)效益分析1填補(bǔ)國(guó)內(nèi)的產(chǎn)業(yè)空白目前，國(guó)內(nèi)只有少量的光氣法裝置生產(chǎn)碳酸二苯酯，不僅質(zhì)量達(dá)不到聚碳級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，而且產(chǎn)量偏小，無(wú)法滿足幾年之后大量的市場(chǎng)需求。隨著我國(guó)在未

43、來(lái)幾年內(nèi)完成非光氣法大型聚碳酸酯生產(chǎn)裝置的建設(shè)，作為原料的碳酸二苯酯的供求矛盾將更加突出。本項(xiàng)目應(yīng)用綠色化學(xué)的基本原理，從清潔生產(chǎn)的角度出發(fā)，用對(duì)環(huán)境友好的碳酸二甲酯代替光氣作原料，通過(guò)研究開發(fā)新型催化劑和工藝技術(shù)，達(dá)到碳酸二苯酯清潔生產(chǎn)的目的，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)目前非光氣法生產(chǎn)碳酸二苯酯的產(chǎn)業(yè)空白，全面參與酯交換技術(shù)或產(chǎn)品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，為聚碳酸酯熔融聚合技術(shù)提供環(huán)境友好的原料保障。2減少環(huán)境污染 碳酸二甲酯與苯酚酯交換合成碳酸二苯酯屬于清潔生產(chǎn)工藝，副產(chǎn)的甲醇可以回收用于碳酸二甲酯的合成，整套工藝對(duì)環(huán)境基本沒有排放，從源頭上解決了環(huán)境保護(hù)問(wèn)題。以10kt/a碳酸二苯酯規(guī)模的生產(chǎn)裝置為例，酯交換法和傳統(tǒng)的

44、光氣法相比，每年可避免使用光氣4626t，少產(chǎn)生廢酸3411t（或少生成廢鹽5467t）。不僅節(jié)約了光氣法無(wú)法回避的污染物處理費(fèi)用，而且保護(hù)了環(huán)境。如果該套技術(shù)全部取代傳統(tǒng)的光氣法工藝，并對(duì)其它使用光氣的化工過(guò)程起到良好的示范作用，那此技術(shù)在環(huán)保方面的社會(huì)效益將更加顯著。3帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展 聚碳酸酯清潔生產(chǎn)工藝是以石油、天然氣或煤資源為起點(diǎn)的一條新興產(chǎn)業(yè)鏈，其中碳酸二苯酯的清潔生產(chǎn)技術(shù)是這條產(chǎn)業(yè)鏈的瓶頸之一。本項(xiàng)目的實(shí)施一旦獲得成功，不僅可帶動(dòng)上游產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，為尿素、甲醇、碳酸二甲酯等化工產(chǎn)品打開新的市場(chǎng)需求，提高附加值，而且為清潔化、工業(yè)化、國(guó)產(chǎn)化生產(chǎn)聚碳酸酯打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，進(jìn)而促進(jìn)聚碳

45、酸酯應(yīng)用領(lǐng)域的進(jìn)一步擴(kuò)大，帶動(dòng)下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展。九、項(xiàng)目資金預(yù)算安排、資金來(lái)源與落實(shí)情況與申請(qǐng)國(guó)家資金的理由（一）項(xiàng)目資金預(yù)算安排項(xiàng)目總投資4860萬(wàn)元，其中企業(yè)自籌2360萬(wàn)元，銀行貸款1900萬(wàn)元，申請(qǐng)國(guó)家資金600萬(wàn)元。項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)使用的明細(xì)如表7：表7. 項(xiàng)目總投資預(yù)算表科目預(yù)算金額（萬(wàn)元）備注（一）酯交換技術(shù)的前期研發(fā)費(fèi)用650 1.設(shè)備購(gòu)置費(fèi)320 2.交流費(fèi)20 3.業(yè)務(wù)費(fèi)180 4.房屋占用費(fèi)10 5.現(xiàn)有儀器設(shè)備使用費(fèi)20 6.修繕費(fèi)10 7.其他直接、間接費(fèi)用60 8.人員費(fèi)30（二）工業(yè)預(yù)試驗(yàn)費(fèi)用360 1. 關(guān)鍵設(shè)備采購(gòu)費(fèi)200 2. 原料和催化劑采購(gòu)費(fèi)80 3. 操作消耗費(fèi)用

46、50 4. 人員費(fèi)用30（三）工業(yè)裝置的建設(shè)費(fèi)用2250 1. 土建施工費(fèi)180 2. 公用工程擴(kuò)建費(fèi)120 3. 設(shè)計(jì)費(fèi)200 4. 設(shè)備采購(gòu)費(fèi)1600 5. 設(shè)備安裝100 6. 人員費(fèi)用30（四）工業(yè)裝置的開車運(yùn)行費(fèi)用1600 1. 原料和催化劑的采購(gòu)費(fèi)850 2. 操作消耗費(fèi)用150 3. 后備流動(dòng)資金500 4. 人員費(fèi)用120合計(jì)4860（二）資金來(lái)源與落實(shí)情況本項(xiàng)目總投資4860萬(wàn)元，其中自籌資金（含融資）2260萬(wàn)元，可從碳酸二甲酯和丙二醇多年的累積利潤(rùn)中支付。向銀行貸款2000萬(wàn)元，本金和利息從碳酸二苯酯產(chǎn)品利潤(rùn)中還付。本項(xiàng)目已經(jīng)做了充分的市場(chǎng)調(diào)研，瞄準(zhǔn)了國(guó)內(nèi)國(guó)際兩個(gè)市場(chǎng)。項(xiàng)目完成后，建成10kt/a的碳酸二苯酯生產(chǎn)裝置，年銷售利潤(rùn)3000萬(wàn)元。完全有能力還付貸款。（三）申請(qǐng)國(guó)家資金的理由苯酚與碳酸二甲酯酯交換合成碳酸二苯酯工藝屬于化工清潔生產(chǎn)過(guò)程，該工藝是傳統(tǒng)光氣路線的換代方法，具有技術(shù)經(jīng)濟(jì)性好、環(huán)境友好、產(chǎn)品質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)。尤其是在幾年之后，隨著非光氣聚碳酸酯生產(chǎn)裝置在國(guó)內(nèi)的建成，作為原料之一的碳酸二苯酯也將迎來(lái)新的一輪需求增長(zhǎng)。國(guó)外目前也僅有g(shù)e等少數(shù)幾家公司實(shí)現(xiàn)了此工藝的產(chǎn)業(yè)化，并對(duì)該技術(shù)采取嚴(yán)格的封