摘要：碳酸二甲酯作为一种重要的化工原料，在聚酯、锂电池电解液溶剂等领域应用广泛。文章首先简单介绍了碳酸二甲酯的生产工艺，对主要工艺路线成本进行了分析，得到环氧丙烷酯交换法成本相对较低；其次，分析了碳酸二甲酯的产能、产量和市场状况，总结出碳酸二甲酯产能增加迅速但产能利用率较低的现状；最后，结合市场行情对其发展趋势进行了展望，并提出了发展建议。

　　关键词：碳酸二甲酯；酯交换；甲醇；成本分析

　　0引言

　　碳酸二甲酯(dimethyl carbonate，DMC)是一种重要的有机化工原料和中间体，分为工业级和电池级。因其分子结构中含有甲基、甲氧基和羰基，加之其低毒性和优良的溶解性，工业级DMC可用于羰基化、甲基化等有机合成反应，生产聚碳酸酯类精细化工产品，还可作为低毒性溶剂以及甲基化剂或羟基化剂；DMC作为汽油添加剂可提高其辛烷值和抗爆性；电池级DMC是锂离子电池电解液的主要溶剂，要求纯度在99.99%甚至99.999%以上。由于用途非常广泛，DMC是一种具有发展前景的绿色化工产品，被誉为当今有机合成的新基石。随着聚碳酸酯产业和新能源产业的快速发展，DMC的产能快速增加，具有巨大的市场潜力和发展前景[1-4]。

　　1碳酸二甲酯生产工艺

　　DMC的生产工艺主要包括：光气法、酯交换法、甲醇氧化羰基化法、尿素水解法、二氧化碳直接氧化法[5-7]。光气法利用光气(COCl2)作为原料，虽然此法成熟、产品收率高，但光气剧毒，严重污染环境，三废无法处理，国家已禁止使用该法生产，加之二氧化碳直接氧化法还处于研发阶段，2022年后新增产能主要来自酯交换法、甲醇氧化羰基化法、尿素水解法。

　　酯交换法分为环氧丙烷(PO)酯交换法和环氧乙烷(EO)酯交换法。PO酯交换法以CO2和环氧丙烷为原料生产碳酸丙烯酯，再与甲醇反应制得DMC，副产丙二醇。EO酯交换法通过环氧乙烷(EO)、CO2和甲醇联产DMC和乙二醇(EG)。

　　甲醇氧化羰基化法分为液相法和气相法。气相法是以甲醇、O2及CO作为原料，通过直接氧化羰基化法制得DMC，具有原料易得、流程简单、生产成本低廉及产品质量稳定等众多优点。液相法是甲醇、O2和CuCl先反应生成Cu(OCH3)Cl后，再与CO反应生成DMC。此法相较光气法，避免了使用剧毒原料光气，也避免了污染环境的盐酸生成，具备环境友好性。但此法具有甲醇作为反应物和溶剂的转化率低(DMC产率仅32%，甲醇存在一个大循环)、设备腐蚀性强等缺点[8]，且在反应过程中副反应生成甲缩醛和聚甲氧基甲缩醛，造成产品杂质含量较高，产品合格率低，需要将甲缩醛和聚甲氧基甲缩醛脱除，提高产品纯度。

　　尿素醇解法是将尿素和甲醇一起加入反应釜中，在催化剂的作用下反应生成DMC和氨。该反应需要一定的温度和压力，反应时间在几小时至十几小时不等；反应釜中需通入一定量的惰性气体如氮气等，以减少反应物之间的氧化反应；反应完成后，通过蒸馏和精制等方法得到高纯度的DMC。尿素醇解法生产工艺的主要优点是原料易得、反应条件相对温和、产物纯度高、反应物转化率高、反应速率较快，其主要缺点是需要高压反应釜、废气处理难度大，同时该工艺中产生的氨气对环境和人体有一定的危害，需做好安全防护工作。

　　另外，华鲁恒升采用合成气制乙二醇联产DMC工艺技术，以低温甲醇洗装置的净化气为原料，采用DMC分离、硝酸还原、精馏采用热耦合等前沿技术，对降低能耗物耗、节约生产成本等具有诸多优势[9]。

　　2碳酸二甲酯国内外市场和产能情况

　　DMC的主要应用领域包括聚碳酸酯(PC)、聚酯(PET)等树脂材料的生产，电解液溶剂以及医药、染料、涂料等领域。目前电解液溶剂是DMC的主力下游，占比达到40%，其次是聚碳酸酯，占比为27%，涂料、胶黏剂和显影液分别占8%和4%，其他行业占5.9%[1]。国外DMC生产厂家主要有美国GE公司、韩国乐天化学、SABIC公司、日本宇部兴产、俄罗斯喀山石化、西班牙Sabic Spain、德国拜耳等。国外DMC厂家大多配套有下游聚碳酸酯或电解液装置，产品基本是自产自销。

　　从地区来看，中国DMC的产量占据了全球一半以上的市场，已经成为全球DMC最大生产和消费国，但价格低于国际平均价格。目前，全球DMC的产能正在不断增长，2019年全球产能127万t，2020年全球产能168万t。2021年全球碳酸二甲酯市场规模大约为86亿元(人民币)，预计2030年将达到364亿元，2023—2030年期间年复合增长率(CAGR)为22.0%。

　　DMC产能、产量及需求量如表1所示。从2018年开始，我国碳酸二甲酯产能逐渐增加，主要以PO法为主。2020年后，随着甲醇氧化羰基化法和尿素间接醇解法的投产以及各种生产工艺技术不断成熟，2021年产能达到127.8万t，2022年新增产能72万t，达到199.8万t[1]。2023年，新增产能包括华鲁恒升煤制乙二醇联产30万t、德普化工二期尿素法6万t、卫星石化EO酯交换法10万t，共计46万t，产能达到245.8万t；从工艺上来讲，PO法约59万t，EO法约52.8万t，甲醇气相羰基化法40万t，甲醇液相羰基化法17万t，尿素法17万t，煤制乙二醇联产60万t，PO法、EO法、煤制乙二醇法及其他法(甲醇羰基化法和尿素醇解法)约各占四分之一。

　　2022年国内DMC产能集中投产，市场整体供应量增加，但下游需求端传导转化却较缓慢。2023年国内仍有部分DMC装置全新投产，进入2024年DMC的整体产能产量仍处于提升状态。产能产量的提升虽能优化产业链的传导，但工厂的供应压力将有所增加。

　　3碳酸二甲酯生产成本分析

　　DMC生产成本主要构成是原料投入成本和公辅工程。酯交换EO法和酯交换PO法分别副产乙二醇和丙二醇，对DMC成本来讲，副产物的价格对其成本有显著影响[10]。表2所示为DMC酯交换EO法和酯交换PO法及甲醇液相羟基化法的成本概算，从表2中可以看出，2023年3月酯交换EO法和酯交换PO法及甲醇液相羟基化法的成本分别约为4 727.8、1 193.8、4 232.5元/t，2023年9月分别增长为4 942.8、3 271.8、4 332.5元/t。酯交换EO法和PO法虽然原料成本降低，但是由于其副产物乙二醇和副产物丙二醇价格下降，造成了整体成本增加。而甲醇液相羟基化法成本变化不大，因其原料甲醇成本变化幅度较小，但其成本仍然较高。三种工艺方法中，酯交换EO法成本最高，甲醇液相羟基化法次之，酯交换PO法最低。

　　4碳酸二甲酯价格走势分析

　　近五年来，我国DMC市场价格一直处于频繁波动的状态，价格驱动在成本和供需之间不断转换。2018—2022年，国内DMC价格低点出现在2022年4月末，为4 400元/t；价格高点出现在2021年11月份，为13 500元/t。2022年国内DMC行情呈现近些年来的较低迷态势，整体在五年均价以下。2023年，DMC市场整体产能提升明显，2023年DMC产能约在250万t，但产量仅占产能的一半，约113万t，DMC供需格局的失衡已开始显现。碳酸二甲酯2022—2023年价格对比图如图1所示。2023年上半年，国内DMC市场整体表现尚可，呈现震荡上涨运行；2023年下半年，DMC一路下行，下游需求持续拖累市场，DMC重心不断下移，进入第四季度，DMC市场价格已在底部徘徊，场内低端价格也已跌破4 000元/t。进入2024年，DMC市场整体仍存在供求失衡情况，2024年1—3月，国内DMC市场行情整体表现出了先跌后回涨的“V”字型走势。市场价格从1月初开始一路下跌至2月末，但3月开始，DMC市场部分利好，市场行情开始止跌回弹运行，价格在4 000元/t徘徊，但供需方面的传导协调仍占主导。

　　5碳酸二甲酯产业发展趋势分析

　　从工艺比例上看，PO法、EO法、煤制乙二醇法及其他法(甲醇羰基化法和尿素法)约各占四分之一，未来几年也将基本维持此比例不变。

　　从下游聚碳酸酯需求上看，非光气法使用DMC通过酯交换法生产碳酸二苯酯后通过缩聚反应生产出聚碳酸酯，生产过程中不使用光气，安全无污染。随着我国对环保要求的提高，未来利用DMC非光气法生产聚碳酸酯或将逐步成为主流生产工艺，需求也将逐年增加。因此，从长线来看，市场对DMC的需求仍有加持动力。

　　从下游电解液溶剂行业来看，在新能源行业的政策扶持下，产能产量仍有提升趋势，从长线来看，电解液需求的增加传导至碳酸二乙酯也有一定增量，尽管目前整体市场呈现供求不平衡的格局，但就DMC的未来需求来看，电解液方向仍是主力发展方向。

　　从产能和需求关系上看，从2022年开始至今，产能增长明显，2022年增加72万t，2023年增加46万t，进入2024年DMC的整体产能产量仍处于提升中。但需求整体增长缓慢，DMC的供需不平衡趋势明显并将处于常态，开工率维持低位(低于50％)。

　　从价格和成本上看，从2023年开始价格进一步降低，2023年第四季度DMC均价一度降至3 900元/t，2024年价格仍会在低位震荡，利润率进一步下降。另外，随着煤制乙二醇工艺的产能增加，进一步加剧了竞争，整体行业处于微利状态，部分高成本工艺企业将出现亏损。

　　从产业链条上看，大部分DMC企业未配套下游PC产业。DMC全国百万吨产能中，工业级产能占比超70%，工业级DMC需求占总需求的主导地位；电池级DMC对纯度要求高，通常要求纯度在99.99%甚至99.999%以上，与之对应的工艺要求较高，其高门槛也导致行业内主要企业以生产工业级DMC为主，仅有极少数企业生产电池级DMC[11]。

　　从绿色和碳中和上看，DMC是绿色可降解、低毒性的溶剂，随着其价格的降低，其在农药、油墨、涂料等领域的应用规模将进一步增大。DMC的酯交换法工艺采用二氧化碳为原料聚合成聚碳酸酯，过程中消耗了二氧化碳，是煤化工企业实现碳中和的一种可行方案。

　　6碳酸二甲酯产业发展建议

　　深刻领会产业政策导向，提高竞争力。碳酸二甲酯不属于《产业结构调整指导目录(2024年本)》规定的鼓励类、限制类、淘汰类，但近几年碳酸二甲酯的产业形势也发生了很大变化。企业应深刻把握产业政策、分析产业形势，并进行综合核算，分析成本、区域、产业链供销、技术等优势条件，同时关注“双碳”及碳排放和碳交易的相关政策。

　　进一步加强技术研发和节能降耗。酯交换法应加强连续精馏生产研究，以提高生产效率；甲醇羟基化法应进一步加强对催化剂的研究，以提高其转化率。DMC再提纯的过程中需要大量蒸汽，属于高耗能产业，节能降耗有利于节约成本，增加竞争力[12-13]。

　　进一步延伸产业链条和产业配套。DMC厂家应配套下游PC产业，加强产销结合，延伸产业链条。我国工业级DMC产能占主导地位，电池级DMC生产技术壁垒较高，具备量产能力的企业数量还比较少。近年来在国内新能源汽车行业快速发展的带动下，锂电池市场迎来需求大爆发阶段，进而带动电池级DMC市场需求快速增长，因此DMC厂家应加强电池级DMC市场布局，同时电池级DMC也要向下游碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯等延伸。

　　加强产品质量控制，进一步提高产品质量。减少DMC中甲醇和水分的含量，并进一步提高副产物的纯度和产品质量，努力使乙二醇达到聚酯级、丙二醇达到医药级。

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