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1 概述
碳酸二甲酯(dimethyl carbonate,以下簡稱DMC),是一種重要的有機合成中間體。碳酸二甲酯分子結(jié)構(gòu)中含有羰基、甲基和甲氧基等官能團,因而備具多種反應(yīng)活性。此外由于具有使用安全、方便、污染少、容易運輸?shù)忍攸c,碳酸二甲酯被視為“綠色”化工產(chǎn)品,可替代高毒光氣、硫酸二甲酯等,用于醫(yī)藥、農(nóng)藥及溶劑等眾多化工領(lǐng)域。
我國DMC產(chǎn)品開發(fā)始于上個世紀八十年代初期,早期生產(chǎn)均采用國內(nèi)自行研制開發(fā)的光氣法,選擇在已有光氣生產(chǎn)企業(yè)內(nèi)建設(shè),單套裝置規(guī)模300-500噸/年之間,國內(nèi)總生產(chǎn)能力約1000-1500噸/年。
進入九十年代,國內(nèi)一大批科研院所,如浙江大學、華東理工大學、華中理工大學、西南化工研究院和上?;ぱ芯吭旱瓤蒲袉挝幌嗬^開始了對非光氣法DMC生產(chǎn)工藝的開發(fā)研究。其中酯交換法工藝先后在河北省唐山市朝陽化工總廠、山東淄博寶鼎化工有限公司、江蘇泰興東方新材料廠等企業(yè)進行了中試或工業(yè)化試驗,經(jīng)過多年的摸索,工藝技術(shù)水平逐步提高。華中理工大學開發(fā)的液相法氧化羰基化生產(chǎn)工藝也在湖北興利華化工有限公司進行了的小試和中試。在此期間,我國碳酸二甲酯的生產(chǎn)得到較大的提高,到九十年代末期國內(nèi)碳酸二甲酯生產(chǎn)企業(yè)十幾家,生產(chǎn)能力6000-7000噸。
二十一世紀以來,國內(nèi)酯交換法碳酸二甲酯生產(chǎn)工藝的逐步完善,2002年以后國內(nèi)相繼建成了幾套萬噸級的碳酸二甲酯生產(chǎn)裝置。液相羰基氧化工藝得到工業(yè)化應(yīng)用,在湖北建成了4000噸/年的生產(chǎn)裝置。我國碳酸二甲酯工業(yè)進入高速發(fā)展期,截止2003年底我國碳酸二甲酯生產(chǎn)能力已經(jīng)達到了7.3萬噸/年的水平,由于現(xiàn)實市場容量有限,裝置開工率很低,生產(chǎn)出現(xiàn)相對過剩。盡管如此,國內(nèi)一些企業(yè)和地區(qū)仍然將碳酸二甲酯列入發(fā)展重點。按已有的規(guī)劃,如果全部得以實施,到2008年,國內(nèi)碳酸二甲酯的生產(chǎn)將突破15萬噸/年,而據(jù)預(yù)測同期市場需求僅為5.66萬噸。
為避免投資過熱造成的資源不必的浪費,促進資源合理配置,本文擬在碳酸二甲酯產(chǎn)品市場分析的基礎(chǔ)上,就國內(nèi)碳酸二甲酯工業(yè)的發(fā)展提出幾點建議。
2 國內(nèi)外市場分析
2.1 國外市場
2.1.1 生產(chǎn)情況
目前除中國以外,其它國家和地區(qū)碳酸二甲酯的生產(chǎn)能力約為17萬噸/年,產(chǎn)量和消費量約9萬噸。2002年西歐、日本、美國生產(chǎn)能力分布情況見下表:
2002年世界主要國家和地區(qū)碳酸二甲酯生產(chǎn)能力
序號
國家和地區(qū)
能力(萬t/a)
1
美國
6.0
2
西歐
3.0
3
日本
3.9
目前國外DMC主要的生產(chǎn)企業(yè)十幾家。包括GE(通用電氣公司)、Enichem Synthesis SPA (意大利埃尼公司) Mitsubishi Chemical Corporation(日本三菱化學公司)以及日本宇部等。國外主要DMC主要生產(chǎn)商如下表所示:
2002年國外主要碳酸二甲酯生產(chǎn)商概況,噸/年
序號
生產(chǎn)廠
國別
裝置所在地
技術(shù)
能力
1
Enichem Synthesis SPA (埃尼公司)
意大利
Ravenna, Emilia-Romagna
液相氧化羰基化工藝
12000
2
ミテックス株式會社
日本
液相氧化羰基化工藝
3000
3
ダイセル株式會社
日本
液相氧化羰基化工藝
6000
4
Mitsubishi Chemical Corporation(三菱化學公司)
日本
Kitakyushu, Fukuoka
15000
5
Ube Industries, Ltd. (宇部興產(chǎn)公司)
日本
Ube, Yamaguchi
宇部興產(chǎn)公司氣相氧化羰基化工藝
15000
6
GE公司
60000
2.1.2 國外DMC消費情況
2002年國外DMC的產(chǎn)量和消費量約為9.7萬噸,主要應(yīng)用領(lǐng)域是聚碳酸酯(PC)的合成,消費量約為5.0萬噸,約占總消費量的51.5%;醫(yī)藥方面的消費量約為2.6萬噸,約占26.85%;農(nóng)藥方面的消費量為0.8萬噸,約占8.2%;其它方面的消費量約為1.3萬噸,約占13.4%。
除中國外,2002年國外未有新建DMC裝置的相關(guān)報道。
2002年世界碳酸二甲酯消費結(jié)構(gòu)及2007年預(yù)測情況按行業(yè)簡述如下:
2.1.2.1 聚碳酸酯(PC)
目前世界上共有7個國家/地區(qū)生產(chǎn)聚碳酸酯,包括美國、西歐、日本、韓國、巴西、東歐和中國,有近50家工廠。美國通用電器公司(General Electric,GE)是最大的生產(chǎn)商,2002年GE公司PC生產(chǎn)能力約占全球總生產(chǎn)能力的35%。拜耳公司(Bayer)居世界第二位,約占總生產(chǎn)能力的26%;道化學是世界第三大的PC生產(chǎn)商,其總生產(chǎn)能力占世界總量的11%。
2002年全球共有聚碳酸酯生產(chǎn)能力約240萬噸/年。近年世界PC的生產(chǎn)和消費一直保持著快速增長的勢頭,是眾多國外大型PC生產(chǎn)商的投資熱點之一。亞太地區(qū)將成為新一輪投資的重點地區(qū),PC的生產(chǎn)局面將隨之發(fā)生變化。如德國Bayer公司擬在我國上海建設(shè)20萬噸/年的大型PC項目。
目前PC的生產(chǎn)工藝主要是以光氣為原料的界面聚合法為主。
在PC行業(yè)中,EniChem Synthesis 公司第一個成功開發(fā)以甲醇與一氧化碳進行氧化羰基化反應(yīng)生產(chǎn)DMC的工藝路線,并實現(xiàn)了工業(yè)化。1995年Bayer收購了EniChem Synthesis 公司,據(jù)悉Bayer 公司有可能采用EniChem Synthesis 公司的DMC技術(shù)生產(chǎn)PC。
GE Plastics Japan于九十年代初在Chiba的2.5萬噸/年的PC廠中采用了EniChem Synthesis 公司的非光氣技術(shù),目前其裝置生產(chǎn)能力已擴至4.5萬噸/年。
GE在西班牙Cartagena的PC生產(chǎn)廠采用其自主開發(fā)的非光氣法技術(shù),其PC的生產(chǎn)能力為13.6萬噸/年。
在日本的Asahi Chemical Company開發(fā)了從DMC生產(chǎn)碳酸二苯酯(DPC)進而生產(chǎn)PC的工藝。
Ube Industries (Japan)曾計劃建設(shè)非光氣法實驗廠,但目前尚未建成投產(chǎn)。
目前國外采用DMC路線生產(chǎn)PC的裝置能力約為18萬噸/年,年耗DMC約5萬噸。今后隨著世界PC工業(yè)的發(fā)展、工藝路線的改造,DMC在PC業(yè)中的消費也將有一定的增長,預(yù)計到2007年消費量將達到10萬噸/年左右。
2.1.2.2 農(nóng)藥行業(yè)
在農(nóng)藥領(lǐng)域,DMC主要用于生產(chǎn)甲基異氰酸酯,進而生產(chǎn)某些氨基甲酸酯類農(nóng)藥。可生產(chǎn)的農(nóng)藥品種有:甲萘威、殘殺威、克百威、滅多威等。2001年全球在農(nóng)藥方面DMC的消費量約為7000噸。
近年隨著農(nóng)藥新品種的不斷推出,部分產(chǎn)品將在一定程度上替代氨基甲酸酯類殺蟲劑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用,因在今后幾年內(nèi)氨基甲酸酯類的農(nóng)藥的生產(chǎn)及消費將基本維持現(xiàn)狀,DMC在農(nóng)藥領(lǐng)域中的消費量也將保持在7000噸/年左右的水平上。
2.1.2.3 醫(yī)藥
碳酸二甲酯在醫(yī)藥方面主要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。DMC主要用于合成環(huán)丙沙星、諾氟沙星(氟哌酸)、吡哌酸、乳酸環(huán)丙沙星等原料藥的合成,主要是作為甲基化劑使用。
使用碳酸二甲酯在生產(chǎn)中具有使用安全、方便、污染少、容易運輸?shù)忍攸c。自1984年印度博帕爾的美國聯(lián)碳公司發(fā)生中間體泄露事故以來,世界各國出于安全和環(huán)境的要求,已逐步限制了光氣等有毒化學品的生產(chǎn)與使用。因此作為光氣、硫酸二甲酯等替代品,碳酸二甲酯具有較大的市場。“9.11”事件后,美國連續(xù)發(fā)生了幾起炭疽病毒郵件案件,使得作為預(yù)防炭疽病毒特效藥的環(huán)丙沙星成為暢銷藥,DMC的消費大幅增加。根據(jù)世界抗感染類藥物生產(chǎn)情況,估算DMC的消費量約為2.6萬噸/年左右。2007年預(yù)測為4萬噸/年。
2.1.2.4 其它領(lǐng)域
DMC還可代替硫酸二甲酯(DMS)作甲基化劑領(lǐng)域;與高碳醇(C12-C15)反應(yīng)制備鏈烷基碳酸酯;作溶劑以及汽油添加劑等。
據(jù)了解,目前用于以上所列的其它領(lǐng)域中DMC的消費量約為1.3萬噸/年。在其它領(lǐng)域中DMC的消費有著較好的市場發(fā)展前景,尤其是隨著環(huán)保要求的提高,DMC在替代DMS、涂料溶劑等領(lǐng)域中由于其對環(huán)境友好的特性將會使其消費量有所增加。預(yù)計到2007年將達到3萬噸。
綜上,2002年及2007年(預(yù)測)世界DMC的消費結(jié)構(gòu)見下表:
世界DMC消費結(jié)構(gòu)及預(yù)測(單位:萬噸)
序號
消費領(lǐng)域
2002年
2007年(預(yù)測)
消費量
消費比例,%
消費量
消費比例,%
1
PC
5.0
51.5
10.0
56.5
2
醫(yī)藥
2.6
26.8
4.0
22.6
3
農(nóng)藥
0.8
8.2
0.8
4.0
4
其它領(lǐng)域
1.3
13.4
3.0
16.9
合計
9.7
100
17.8
100
2.2 國內(nèi)市場分析
2.2.1 國內(nèi)生產(chǎn)情況
截止到2003年底,我國有DMC生產(chǎn)企業(yè)二十多家,總生產(chǎn)能力約7.3萬噸/年。除湖北興發(fā)集團4000噸/年的生產(chǎn)裝置采用了液相氧化羰基合成法工藝外,其余裝置均采用國內(nèi)自行開發(fā)的酯交換法工藝。2003年國內(nèi)DMC的總產(chǎn)量約2.3萬噸,裝置開工率僅31.5%。我國碳酸二甲酯的主要生產(chǎn)企業(yè)如下表所示:
2003年我國碳酸二甲酯主要生產(chǎn)企業(yè)概況(單位:噸)
序號
企業(yè)名稱
生產(chǎn)能力
產(chǎn)量
備注
1
銅陵金泰化工實業(yè)有限責任公司
12000
5000
酯交換法,南化公司研究院技術(shù)
2
唐山朝陽化工總廠
10000
4000
酯交換法
3
山東石大勝華化工股份有限公司
10000
3000
酯交換法,2003年6月投產(chǎn)
4
東營市海科新源化工有限責任公司
10000
2000
酯交換法
5
錦西煉油化工總廠華億實業(yè)總公司
10000
1500
酯交換法
6
河北新朝陽化工股份公司
5000
1500
酯交換法,自有技術(shù)改擴
7
湖北興山興利華化工有限公司
4000
2000
華中理工大學液相氧化羰基化技術(shù)
通過二十多年來的發(fā)展,我國碳酸二甲酯的生產(chǎn)工藝有了較大的改進。光氣法的生產(chǎn)裝置全部停產(chǎn);液相氧化羰基化工藝得到初步應(yīng)用,形成4000噸/年的工業(yè)化生產(chǎn)裝置;酯交換法工藝得到大規(guī)模的發(fā)展,已經(jīng)成為我國碳酸二甲酯生產(chǎn)的主流。從總體上講,我國碳酸二甲酯無論是在生產(chǎn)裝置的規(guī)模上,還是在生產(chǎn)水平,產(chǎn)品質(zhì)量上均有一定的提高,在國際市場的競爭力逐步增強,體現(xiàn)在近兩年來我國碳酸二甲酯的出口量得到大幅度增和長,2003年產(chǎn)品的凈出口量已達到近7000噸的水平。
2.2.2 國內(nèi)消費及預(yù)測
2003年國內(nèi)市場碳酸二甲酯的實際消費量約為6300噸,主要應(yīng)用于醫(yī)藥、固體光氣、農(nóng)藥及精細化工中間體等領(lǐng)域中。由于國內(nèi)到目前為止尚無非光法PC(聚碳酸酯)裝置,碳酸二甲酯在PC中的應(yīng)用目前還處于空白。
2.2.2.1 醫(yī)藥
碳酸二甲酯在醫(yī)藥方面主要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。在抗感染類藥中,碳酸二甲酯主要用于合成環(huán)丙沙星、諾氟沙星(氟哌酸)、吡哌酸、甲氟哌酸、乳酸環(huán)丙沙星、洛美沙星、氟羅沙星、蒽氟沙星、依諾沙星和氟嗪酸等原料藥的合成,碳酸二甲酯主要是作為甲基化劑使用。
2003年,我國醫(yī)藥行業(yè)碳酸二甲酯的總消費約為3000噸。其中環(huán)丙沙星是碳酸二甲酯用量較大的品種,碳酸二甲酯的消費量約1800噸。此外,在氟哌酸原藥的生產(chǎn)中,碳酸二甲酯用于替代硫酸二甲酯近年來得到較大的發(fā)展,其碳酸二甲酯的消費量達到了約1200噸的水平。
在醫(yī)藥行業(yè)中,喹諾酮類藥物療效好,價格低,而且使用也比較安全方便,未來國內(nèi)的消費量將會保持良好的增長勢頭,新的品種將不斷出現(xiàn),在喹諾酮類藥物生產(chǎn)中碳酸二甲酯的需求量將會有較大幅度的增長;另外,隨著碳酸二甲酯的成本和價格進一步降低以及國內(nèi)環(huán)保政策進一步強化,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)中最有增長潛力的市場。
預(yù)計到2005年、2008年國內(nèi)醫(yī)藥生產(chǎn)中碳酸二甲酯的消費量將分別達到4500噸及8000噸的水平。
2.2.2.2 固體光氣
固體光氣又稱三光氣,其反應(yīng)活性與光氣類似,可以代替光氣,實現(xiàn)光氣化反應(yīng),但安全性遠遠高于光氣。近年來隨著國內(nèi)碳酸二甲酯工業(yè)的快速發(fā)展,為進一步拓展碳酸二甲酯下游產(chǎn)品消費市場,固體光氣的生產(chǎn)及應(yīng)用得到國內(nèi)眾多碳酸二甲酯生產(chǎn)企業(yè)及科研院所的重視,產(chǎn)量逐年上升。
2003年我國固體光氣的總生產(chǎn)能力約10000噸/年,產(chǎn)量約4600噸,全部采用碳酸二甲酯路線,消耗碳酸二甲酯約1400噸。近年來為提高化工生產(chǎn)安全水平,政府對光氣生產(chǎn)廠點的限制更加嚴格。從長遠來看,作為光氣替代產(chǎn)品的固體光氣將會有一定的發(fā)展空間。預(yù)計2005年、2008年國內(nèi)固體光氣的產(chǎn)量將分別達到6300噸、10000噸,屆時將分別消費碳酸二甲酯1900噸和3000噸。
2.2.2.3 農(nóng)藥
八十年代后,我國氨基甲酸酯類農(nóng)藥發(fā)展很快,其中消費甲基異氰酸酯的農(nóng)藥品種如甲萘威、殘殺威、克百威、滅多威均有生產(chǎn)。
目前我國上述品種的農(nóng)藥生產(chǎn)除江蘇太倉鮑利葛化工有限公司用碳酸二甲酯生產(chǎn)甲基異氰酸酯外,其它生產(chǎn)廠均用光氣法生產(chǎn)甲基異氰酸酯??傮w上講,我國農(nóng)藥行業(yè)碳酸二甲酯的消費量比較小,總量不會超過600噸。近年,光氣的生產(chǎn)及供應(yīng)渠道均有了較大改進,加上成本上的原因,碳酸二甲酯替代光氣生產(chǎn)氨基甲酸酯類農(nóng)藥方面的應(yīng)用增長受到限制,在農(nóng)藥行業(yè)中碳酸二甲酯的需求量將基本維持現(xiàn)狀。
2.2.2.4 聚碳酸酯(PC)
目前PC生產(chǎn)一般采用兩種方法:即酯交換法和光氣化界面縮聚法。酯交換法是將雙酚A與過量的碳酸二苯酯(DPC)在熔融狀態(tài)下進行酯交換和縮聚反應(yīng),逐步形成高分子產(chǎn)物-聚碳酸酯。光氣化界面縮聚法是將雙酚A水溶液進行光氣化界面縮聚反應(yīng),合成聚碳酸酯。DPC的合成一般采用光氣和苯酚反應(yīng)路線,也可使用碳酸二甲酯與苯酚反應(yīng)合成DPC,即所謂的非光氣化路線。目前我國PC生產(chǎn)廠均采用光氣為原料用界面聚合方法生產(chǎn)PC。因此,目前我國在PC生產(chǎn)中沒有碳酸二甲酯的消耗。從近年國內(nèi)聚碳酸酯項目的發(fā)展動態(tài)看,國內(nèi)一大批科研院所正在大力研究非光法碳酸二苯酯、聚碳酸酯的生產(chǎn)工藝技術(shù),國內(nèi)有計劃建設(shè)非光法聚碳酸酯的設(shè)想,如果得以實施,在2008年以前將實現(xiàn)零的突破,一躍成為我國碳酸二甲酯的第一大消費領(lǐng)域,預(yù)計屆時碳酸二甲酯的消費量將達到20000噸。2010年以后,在國內(nèi)非光法PC工藝取得突破并實現(xiàn)工業(yè)化的基礎(chǔ)上,預(yù)計我國非光法聚碳酸酯工業(yè)將得到快速的發(fā)展,從而帶動碳酸二甲酯市場的快速增長。
2.2.2.5 其它領(lǐng)域
作為安全環(huán)保的電解液應(yīng)用于鋰離子電池生產(chǎn),是近年來碳酸酯類產(chǎn)品的最重要的用途之一,受到業(yè)內(nèi)的普遍關(guān)注。近年來,我國手機、便攜式計算機、攝像機、照相機等移動電器等產(chǎn)業(yè)得到高速發(fā)展,相應(yīng)地鋰電池的產(chǎn)量及用量也得到大幅度增長。目前國內(nèi)手機容量已達2億部,便攜式計算機已達130萬臺。據(jù)業(yè)內(nèi)人士統(tǒng)計,2003年僅手機用鋰電池的產(chǎn)量就達到8億個,年消費碳酸二甲酯-碳酸二乙酯-碳酸甲乙酯三元溶劑約3000噸,按其中30%為碳酸二甲酯估算,實際消費碳酸二甲酯約1000噸。
另外,碳酸二甲酯還可以用于生產(chǎn)異氰酸酯、涂料和油墨溶劑以及替代碳酸二甲酯合成一系列有機中間體等會領(lǐng)域。目前碳酸二甲酯在這些領(lǐng)域中的消費尚處于起步的階段,實際消費量較小,2003年僅為300噸左右,但從長遠發(fā)展的觀點上看,由于碳酸二甲酯低毒、安全的特性,將來在大幅度降底成本的基礎(chǔ)上,在這些領(lǐng)域中將會出現(xiàn)一定幅度的增長。預(yù)計,2005年、2008年碳酸二甲酯在鋰電池及其它領(lǐng)域中的需求量將分別達到2000噸和5000噸。
我國碳酸二甲酯消費現(xiàn)狀及預(yù)測如下表所示。
碳酸二甲酯消費現(xiàn)狀及預(yù)測情況表(單位:噸)
序號
消費領(lǐng)域
2003年
2005年
2008年
1
醫(yī)藥
3000
4500
8000
2
固體光氣
1400
1900
3000
3
農(nóng)藥
600
600
600
4
PC
0
0
20000
5
其它領(lǐng)域*
1300
2000
5000
合計
6300
9000
36600
6
凈出口
7000
>10000
>20000
表觀消費量
13300
>19000
>56600
近年來我國碳酸二甲酯產(chǎn)品的出口得到較快的發(fā)展。2003年國內(nèi)有5家企業(yè)實現(xiàn)了產(chǎn)品出口,出口量達到7000噸,超過了國內(nèi)實際消費量,從而使產(chǎn)品出口成為國內(nèi)碳酸二甲酯產(chǎn)品主要流向。
由于受到目前國內(nèi)碳酸二甲酯下游產(chǎn)品市場開發(fā)增長的限制,以及國內(nèi)裝置生產(chǎn)能力快速增長的壓力,尋求產(chǎn)品出口已經(jīng)成為國內(nèi)碳酸二甲酯企業(yè)市場爭奪的熱點。目前河北新朝陽及唐山朝陽兩家企業(yè)在國內(nèi)碳酸二甲酯出口市場上占據(jù)主導(dǎo)地位,其產(chǎn)品已經(jīng)得到國外用戶的廣泛認同。隨著其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的相關(guān)多元化方向的發(fā)展,其在海外的市場份額將繼續(xù)保持增長。目前國內(nèi)其它碳酸二甲酯生產(chǎn)企業(yè)也逐步加大了產(chǎn)品出口的力度,如銅陵金泰等,該企業(yè)產(chǎn)品出口主要流向東南亞及日本等國家和地區(qū)。預(yù)計,今后幾年內(nèi)我國碳酸二甲酯產(chǎn)品的出口仍將保持一定的增長速度。
2.3 產(chǎn)品價格分析
1997年至2004上半年,我國碳酸二甲酯市場價格變動情況如下表所示:
1997-2004年我國碳酸二甲酯市場價格
年份
價格(元/噸)
1997年
15000-18000
1998年
10000-13000
1999年
9500-11000
2000年
9500-11500
2001年
9500-11500
2002年
9800-11500
2003年
8500-10000
2004上半年
7500-9000
1997年上半年,由于意大利埃尼公司和日本宇部公司DMC裝置同時發(fā)生故障,造成國際市場上DMC供不應(yīng)求,產(chǎn)品價格大幅度上漲,國內(nèi)產(chǎn)品價格也達到了15000-18000元/噸。此后隨著DMC生產(chǎn)供應(yīng)逐步正常,價格在1997下半年開始逐漸回落,至1998年6月,穩(wěn)定在10000-13000元/噸。1998年以后的近五年來,我國DMC的生產(chǎn)呈現(xiàn)了快速發(fā)展的局面,生產(chǎn)裝置能力和產(chǎn)量不斷增長,國內(nèi)DMC市場逐步擺脫了對國外市場依賴的局面,這在很大程度對國內(nèi)DMC的市場價格起到了穩(wěn)定的作用。1999-2002年上半年期間,我國DMC的市場價格基本保持在10000元/噸的水平上,隨著市場的供求略有波動。2003年以后,由于國內(nèi)碳酸二甲酯裝置生產(chǎn)能力出現(xiàn)大幅度的提高,生產(chǎn)能力相對過剩,市場競爭日趨激烈,價格出現(xiàn)明顯下降,從2003年平均9500元/噸的水平下降到8250元/噸。
從當前發(fā)展形勢上看,國內(nèi)DMC生產(chǎn)能力的發(fā)展速度仍高于其市場需求的增長速度,國內(nèi)市場的競爭還將進一步激化,預(yù)計在今后幾年內(nèi)我國碳酸二甲酯的市場價格將相對保持平衡的態(tài)勢,略有下降,價格將在7000-8000元/噸之間波動。
3 我國碳酸二甲酯工業(yè)特點及風險
3.1 產(chǎn)業(yè)特征
3.1.1 裝置規(guī)模大型化
經(jīng)過二十多年的發(fā)展,我國碳酸二甲酯生產(chǎn)裝置規(guī)模水平有所提高,各企業(yè)的生產(chǎn)能力由最初的幾百噸增長到目前萬噸級的水平,并有進一步擴大的趨勢,逐步與國外碳酸二甲酯的平均水平接近。裝置規(guī)模大型化促進了產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)集約化程度,也為降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本奠定了基礎(chǔ)。
3.1.2 產(chǎn)業(yè)從數(shù)量型向質(zhì)量型的增長模式轉(zhuǎn)變
隨著各企業(yè)裝置規(guī)模達到較高的水平后,簡單靠擴大生產(chǎn)能力已經(jīng)不能滿足日益激烈的市場競爭的要求,促進了企業(yè)從數(shù)量型逐步向質(zhì)量型的增長模式的轉(zhuǎn)變。生產(chǎn)企業(yè)更加重視,以保證其生產(chǎn)裝置具有較高的技術(shù)含量。表現(xiàn)在:(1)工藝水平也有較大幅度的提高,生產(chǎn)更加穩(wěn)定,自動化控制水平有所提高,產(chǎn)品原材料消耗及能耗有所下降;(2)產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次提高。目前國內(nèi)生產(chǎn)的碳酸二甲酯產(chǎn)品純度可以達到99.9%以上,而含水量則低于10ppm,完全可以滿足鋰電池電解液等領(lǐng)域?qū)Ω哔|(zhì)量產(chǎn)品的需求,為國內(nèi)產(chǎn)品的出口創(chuàng)造了條件。
3.1.3 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)得到調(diào)整。
近年來國內(nèi)有關(guān)的科研院所與企業(yè)合作,加大了對碳酸二甲酯下游產(chǎn)品的開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化力度,在碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二苯酯、固體光氣等產(chǎn)品和領(lǐng)域中取得一定的成果,在部分企業(yè)中實現(xiàn)了工業(yè)化的生產(chǎn),推動碳酸二甲酯企業(yè)產(chǎn)品向橫向及縱向多元化發(fā)展,促進了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整與升級,對擴展碳酸二甲酯市場范圍和容量,降低市場風險起到了積極作用。
3.1.4 傳統(tǒng)消費領(lǐng)域仍然是碳酸二甲酯的主要市場
通過上文對碳酸二甲酯產(chǎn)品市場的分析,目前我國碳酸二甲酯消費主要集中在醫(yī)藥、農(nóng)藥及鋰電池電解液等工業(yè)領(lǐng)域,占總消費量的85%以上。預(yù)計在2003-2008年間,醫(yī)藥、農(nóng)藥及鋰電池電解液三大領(lǐng)域內(nèi)碳酸二甲酯消費的年均增長將超過20%,仍將是國內(nèi)碳酸二甲酯消費的主流。
3.1.5 我國正在成為碳酸二甲酯的主要出口國
隨著國內(nèi)碳酸二甲酯規(guī)模的擴大,產(chǎn)品質(zhì)量的提高,加上國內(nèi)產(chǎn)品市場壓力的增大,我國碳酸二甲酯的出口量逐年加大,已經(jīng)超過了國內(nèi)的實際消費量,我國已經(jīng)成為重要的碳酸二甲酯產(chǎn)品出口國。2003-2008年間,這一趨勢仍將增強,我國在成為面向世界市場的最大的碳酸二甲酯生產(chǎn)基地。
3.2 風險及問題
3.2.1 生產(chǎn)相對過剩
目前,我國碳酸二甲酯生產(chǎn)相對過剩的局面已經(jīng)形成,根據(jù)各地區(qū)和相關(guān)企業(yè)的發(fā)展規(guī)劃,國內(nèi)在黑龍江、遼寧、內(nèi)蒙、山西、山東、河北、安徽、新疆等地仍將計劃建設(shè)萬噸級以上的碳酸二甲酯裝置,如果這些規(guī)劃得以實施,國內(nèi)碳酸二甲酯的裝置規(guī)模仍將出現(xiàn)高速度的膨脹。
而市場上碳酸二甲酯的消費仍集中在一些傳統(tǒng)的領(lǐng)域內(nèi),在一些被普遍認為前景看好的溶劑、聚碳酸酯、汽油添加劑等領(lǐng)域,碳酸二甲酯的消費還基本處于起步的階段,并將在相當長的時間內(nèi)維持這樣的現(xiàn)狀,, 現(xiàn)實市場容量有限,不足以支撐國內(nèi)即將形成的10萬噸以上產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求。
3.2.2 工藝雷同,重復(fù)開發(fā),新技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用不足
目前,國內(nèi)業(yè)已建成的碳酸二甲酯生產(chǎn)裝置絕大部分都采用酯交換法生產(chǎn)工藝,生產(chǎn)裝置工藝雷同,差異化程度低,技術(shù)水平相當。而國外普遍采用的氧化羰基合成工藝僅有湖北興發(fā)集團建有一套4000噸/年的生產(chǎn)裝置。這種技術(shù)結(jié)構(gòu)為我國碳酸二甲酯工業(yè)帶來一系列的問題:(1)技術(shù)的局限性使得各個企業(yè)之間的成本趨同,很難再大幅度下降,相互之間的競爭加劇;(2)加大了原料環(huán)氧丙烷(環(huán)氧乙烷)供應(yīng)的壓力,資源之爭矛盾突出;(3)副產(chǎn)品丙二醇(或乙二醇)市場壓力加大,進而影響碳酸二甲酯工業(yè)的正常發(fā)展。
然而盡管如此,國內(nèi)一些科研單位仍在另起爐灶新開課題研究酯交換法碳酸二甲酯工藝,勢必造成新的盲目建設(shè)和資源浪費。另一方面氧化羰基合成工藝、CO2直接合成法、尿素醇解法等新工藝的開發(fā)還不足,有待推進。
3.2.3 產(chǎn)業(yè)進入微利時代
激烈的市場競爭使得碳酸二甲酯產(chǎn)品的市場價格一降再降,從長遠來看將維持在7000-8000元/噸這樣的水平上。
以1萬噸/年酯交換法碳酸二甲酯生產(chǎn)裝置為測算基礎(chǔ)。本文對其產(chǎn)品的生產(chǎn)成本進行粗估。其中建設(shè)投資估算5800萬元,產(chǎn)品及原材料按市場價格取價,公用工程價格按照國內(nèi)中等水平取價,其靜態(tài)投資生產(chǎn)成本測算結(jié)果如下表所示:
酯交換法碳酸二甲酯成本構(gòu)成
序號
項目
單位
指標
一
主要原材料
元/噸
10300
二
公用工程
元/噸
1060
三
副產(chǎn)扣除
元/噸
-6630
四
工資及附加
元/噸
80
五
折舊費
元/噸
450
六
修理費
元/噸
230
七
其它費用
元/噸
120
八
財務(wù)費用
元/噸
400
九
管理費用
元/噸
230
十
銷售費用
元/噸
170
合計
6410
由上表可以看到,在目前及工藝技術(shù)和原材料價格水平下,國內(nèi)碳酸二甲酯生產(chǎn)成本約6400元/噸,產(chǎn)品的利潤空間已經(jīng)很小,產(chǎn)業(yè)已經(jīng)逐步進入微利時代。今后各家企業(yè)之間的競爭將更加依靠提高技術(shù)水平、節(jié)能降耗、完善產(chǎn)品配套等手段,通過提高企業(yè)綜合配套和裝置水平,提高參與國內(nèi)國際市場競爭的能力。
4 產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議
4.1 謹慎投資
在目前國內(nèi)碳酸二甲酯生產(chǎn)能力已經(jīng)相對過剩,而國內(nèi)一些地區(qū)碳酸二甲酯的投資仍在升溫,產(chǎn)品市場壓力將進一步加大的形勢下,建議企業(yè)采取更加謹慎的態(tài)度對面對碳酸二甲酯產(chǎn)品的投資決策問題。盡量避免缺乏特點、缺乏競爭力的重復(fù)建設(shè)。
對于一些擁有豐富的煤資源,規(guī)劃發(fā)展碳一化工的地區(qū),應(yīng)該在確保技術(shù)來源先進可靠的基礎(chǔ),在認真分析各自的產(chǎn)品競爭力的基礎(chǔ)上,綜合考慮碳酸二甲酯的建設(shè)問題。
4.2 加大下游應(yīng)用領(lǐng)域的市場開發(fā)力度
碳酸二甲酯被視為“綠色”化工品,具有安全環(huán)保的特性。然而由于其較高的產(chǎn)品價格,它在替代硫酸二甲酯作酯化劑作為化工反應(yīng)原料,用于涂料生產(chǎn)中作為有機溶劑,替代MTBE用作汽油添加劑等領(lǐng)域中的應(yīng)用還有待于進一步推廣和開發(fā)。
通過加大碳酸二甲酯在這些應(yīng)用領(lǐng)域中的市場開發(fā)力度,可以有效地擴大市場內(nèi)需,緩解國內(nèi)碳酸二甲酯市場的壓力,為碳酸二甲酯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展營造更好的市場環(huán)境。
4.3 推動下游產(chǎn)品研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進程,促進產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整
企業(yè)要促進產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整,實現(xiàn)產(chǎn)品的多元化發(fā)展,爭取在企業(yè)內(nèi)部實現(xiàn)產(chǎn)品轉(zhuǎn)化,提高自我配套利用的比率。在工作中可積極與國內(nèi)有關(guān)科研單位合作,大力開發(fā)碳酸二甲酯—碳酸二苯酯—聚碳酸酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、固體光氣以及異氰酸酯等系列產(chǎn)品,力爭實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn),在降低產(chǎn)品的市場風險的同時,提高產(chǎn)品的附加值。
4.4 加大新技術(shù)的開發(fā)
為進一步提高我國碳酸二甲酯的工藝技術(shù)水平,降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本,從根本上解決產(chǎn)品缺乏競爭力的問題,應(yīng)該重視碳酸二甲酯新技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用。重點開發(fā)的技術(shù)有氧化羰基合成法、C02與甲醇直接合成DMC工藝以及尿素醇解法等。