以尿素和甲醇為原料合成碳酸二甲酯（DMC），不但大幅度降低了生產(chǎn)成本，整個生產(chǎn)過程基本無“三廢”產(chǎn)生，而且為尿素行業(yè)的產(chǎn)品多元化和經(jīng)濟(jì)性提升提供了新思路。由中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所成功開發(fā)的尿素醇解法合成碳酸二甲酯綠色工藝一舉實(shí)現(xiàn)了多方共贏。目前，該所已經(jīng)與內(nèi)蒙古某企業(yè)完成技術(shù)轉(zhuǎn)讓，2萬噸級尿素醇解法碳酸二甲酯生產(chǎn)線正在建設(shè)中。
據(jù)悉，中科院山西煤化所早在2000年就提出了由尿素和甲醇直接合成DMC的新方法。之后，在國家科技支撐計(jì)劃“清潔生產(chǎn)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵技術(shù)與示范研究”、中國科學(xué)院知識創(chuàng)新工程重要方向項(xiàng)目“非光氣路線合成MDI的產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)”以及各大企業(yè)的支持下，課題組經(jīng)過多年努力，解決了催化劑穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)、物料分離、設(shè)備堵塞等關(guān)鍵性問題，目前已經(jīng)完成了千噸級工業(yè)化中試試驗(yàn)，催化劑實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，尿素轉(zhuǎn)化率達(dá)100％，碳酸二甲酯的單程收率在60％以上，工藝達(dá)到國際領(lǐng)先水平。而且，反應(yīng)后的副產(chǎn)品氨氣還可再用于尿素生產(chǎn)，整個過程基本無“三廢”產(chǎn)生。
因?yàn)槎拘缘�、使用安全方便以及易運(yùn)輸?shù)忍攸c(diǎn)，碳酸二甲酯在1992年就被歐洲列為無毒產(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。碳酸二甲酯分子中含有羰基、甲基和甲氧基等官能團(tuán)，具備多種反應(yīng)活性，可取代劇毒的光氣作為羰基化劑、代替硫酸二甲酯作甲基化劑等，用于醫(yī)藥、農(nóng)藥及溶劑等領(lǐng)域。碳酸二甲酯因具有較高的含氧量（含氧量53％，是MTBE的3倍）和適當(dāng)?shù)恼羝麎�、抗水性和混合分配系�?shù)，是理想的油品添加劑。此外，碳酸二甲酯還可用作清潔油品添加劑以及鋰離子電池電解液，市場潛在需求巨大。
該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人告訴記者，碳酸二甲酯的大規(guī)模生產(chǎn)是伴隨著聚碳酸酯的非光氣合成工藝而發(fā)展起來的。我國碳酸二甲酯產(chǎn)品開發(fā)始于上個世紀(jì)80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)生產(chǎn)線，單套裝置規(guī)模在300~500噸/年，國內(nèi)總生產(chǎn)能力在1000~1500噸/年。他說：“光氣法逐步被淘汰后，工業(yè)合成方法主要有酯交換法、二氧化碳直接合成法、甲醇氧化羰基化法，但生產(chǎn)成本普遍較高，都在6000元/噸以上，限制了碳酸二甲酯的大規(guī)模應(yīng)用�！蹦壳埃妓岫柞ナ袌鱿M(fèi)的51%用于合成聚碳酸酯，少數(shù)用于醫(yī)藥、農(nóng)藥和溶劑行業(yè)。受生產(chǎn)成本影響，碳酸二甲酯作為油品添加劑還未能得到廣泛使用。
該負(fù)責(zé)人強(qiáng)調(diào)：“建同等規(guī)模的碳酸二甲酯生產(chǎn)裝置，采用尿素醇解法的投資是目前氧化羰基化技術(shù)的1/3，是酯交換技術(shù)的1/2，碳酸二甲酯的生產(chǎn)成本也有望降低到4000元/噸以內(nèi)，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。如果生產(chǎn)成本降低，碳酸二甲酯的潛在市場需求將大幅增加。碳酸二甲酯在汽油中添加質(zhì)量比5%、柴油中添加質(zhì)量比10%時熱效率最好，按此計(jì)算，僅碳酸二甲酯作為油品添加劑的潛在年需求量就在千萬噸以上�！�
此外，當(dāng)前我國尿素、甲醇和合成氨行業(yè)均出現(xiàn)產(chǎn)能過剩，尤其我國尿素的主要消費(fèi)領(lǐng)域是農(nóng)業(yè)，受季節(jié)影響較大，需求不穩(wěn)定。尿素醇解法合成碳酸二甲酯技術(shù)的開發(fā)成功，還將有助于推動我國尿素行業(yè)產(chǎn)品多元化，提升行業(yè)經(jīng)濟(jì)性，緩解產(chǎn)能過剩壓力。
目前，中國科學(xué)院山西煤化所在該領(lǐng)域已成功申請了7項(xiàng)國家發(fā)明專利和3項(xiàng)國際發(fā)明專利。未來，該所在推進(jìn)尿素醇解法合成碳酸二甲酯技術(shù)工業(yè)化的同時，將著重加強(qiáng)新一代高效催化劑的開發(fā)研究，完善工藝過程的高效節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)。