总投资约107亿元中沙天津PC项目6月投产！聚碳酸酯合成方法总结

为确保吹扫事情顺利进行，泰港运营公司和中沙石化、华电国际等干系单位提前支配，共同精心策划吹扫方案，提前对可能涌现风险进行预判并制订相应方法。

中沙新材料园项目总投资约107亿元，紧张培植26万吨/年PC项目。
为中石化集团与沙特根本工业公司（SABIC）依托天津百万吨乙烯项目培植的二期工程，是天津市重点项目之一。
目前紧张装置已基本完成，估量2021年6月试投产。

中沙（天津）石化有限公司的26万吨/年聚碳酸酯项目为合伙公司的二期工程，采取Sabic IP的熔融法聚碳酸酯（PC）工艺技能，该工艺不该用光气。
采取CO、O2、甲醇和苯酚为质料生产碳酸二甲酯（DMC）和碳酸二苯酯（DPC），以苯酚、丙酮生产双酚A（BPA），再以熔融状态的DPC 和BPA聚合（缩合）生产高纯度、高质量的PC。

该项目共包括两条完备相同的PC生产线，每条线的生产能力均为13万吨/年，每条线均包括有与13万吨/年PC规模相匹配的CO、DMC/DPC、BPA和PC 4个生产装置。
从生产流程上每条生产线均组成为一套联合装置，同开同停。
另一方面，为精简系统编制、便于管理，将两条生产线中相同装置划归为一套装置，由同一班职员进行操作管理。

那么聚碳酸酯你知道是什么吗？聚碳酸酯合成方法有哪些？流程君带你理解一下。

聚碳酸酯PC

聚碳酸酯PC是一种分子链中含有碳酸酯基的高分子化合物，受到加工环境的限定，广泛投入工业生产的聚碳酸酯仅有双酚A型聚碳酸酯，该材料性能优秀，具有耐老化、抗冲击、耐化学药品堕落等特性。
聚碳酸酯PC的三大运用领域是玻璃装置业、汽车工业和电子、电器工业，其次还有工业机器零件、光盘、包装、打算机等办公室设备、医疗及保健、薄膜、休闲和防护器材等。
PC可用作门窗玻璃，PC层压板广泛用于银行、使馆、拘留所和公共场所的防护窗，用于飞机舱罩，照明设备、工业安全档板和防弹玻璃。

资料来源：亚化咨询，华安证券研究所

近年来，电子行业和照明行业发展迅猛，对付聚碳酸酯的需求越来越大，聚碳酸酯的高透光性和耐老化性十分适用于照明行业，与传统的照明玻璃比较，聚碳酸酯的透明度更高，而且还具备易加工、质量轻、不易破碎、包装性强、可回收的特点。

聚碳酸酯PC家当链

数据显示，截至2020年底，环球共有30余套聚碳酸酯生产装置，合计总产能约580万吨/年，亚洲占64%，欧洲占22%，北美占14%。

截至2020年底，中国已建成投产聚碳酸酯项目中，外商独资及中外合伙的有4个，合计产能69万吨/年，占中国聚碳酸酯总产能的44%。
海内企业有8家建成投产了聚碳酸酯项目，合计产能89.5万吨/年，占中国聚碳酸酯总产能的56%。

近日，三菱化学宣告将退出中石化三菱化学聚碳酸酯（北京）有限公司6万吨/年的合伙企业。
随着新项目陆续投产，中国乃至环球的PC市场格局将发生明显变革。
未来几年，中国聚碳酸酯消费量仍将保持快速增长，是环球拉动需求增长最为主要的引擎。
接下来流程君为大家先容聚碳酸酯目前已工业化，且大规模生产两种合成方法。

聚碳酸酯合成方法

聚碳酸酯合成方法有很多，如低温溶液缩聚法、高温溶液缩聚法、吡啶法、溶液光气法、界面缩聚法、熔融酯交流法等。
目前已工业化，且大规模生产的方法紧张有两种。
按化学反应事理分为界面缩聚法和熔融酯交流法。
按质料来源中是否有光气又可分为光气法和非光气法。

界面缩聚法

界面缩聚法是目前工业上运用最为广泛的工艺，其工艺生产过程如下图所示。
质料双酚A 先与氢氧化钠溶液反应天生双酚 A 钠盐溶液，然后加入二氯甲烷，恒速通入光气；在室温条件下，在碱性水溶液和二氯甲烷溶液界面上物料发生聚合，天生低分子量 PC；低分子量 PC 再经缩聚反应得到高分子量聚合物。

天生的聚合物溶解在有机相中， 水相中含有氢氧化钠、双酚 A 钠盐和氯化钠。
加入中和剂中和过量的碱液，再将有机相分离出来。
通过对聚碳酸酯胶液进行洗涤、沉淀、过滤、干燥、造粒得到终产品。
光气化反应是一个不可逆、不平衡的反应，可得到很高摩尔质量的聚碳酸酯产品。

界面缩聚法又分为两步界面缩聚法和一步界面缩聚法。
两步界面缩聚法的反应过程分为 2 步，一步是光气化阶段，另一步是缩聚阶段，两步工艺先后进行。

一步缩聚法是：通过加入催化剂（常日为三乙胺），以显著加快氯甲酸酯基团和双酚 A 钠盐的反应速率，使得双酚 A 钠盐光气化反应与后续的缩聚反应险些同时进行。
一步界面缩聚法生产聚碳酸酯的工艺流程，反应速率快，有效减少了质料的损耗。

界面缩聚法工艺过程示意

界面缩聚法工艺技能路线成熟，反应能在常温下进行，聚合设备大略，可大规模连续生产。
同时该路线可到摩尔质量很高的产品，且产品纯净、光学性能好、易加工、能知足各种用场性能哀求， 以是曾经工业上约90%的聚碳酸酯产品都由该法合成。

但是随着各国对光气利用的限定，及界面缩聚法本身的工艺毛病，限定了该技能的持续推广和利用，由此也催生了新技能路线的开拓。

界面缩聚法的毛病有：

1) 在安全、环保方面存在天生毛病：质料光气属于极度危害的气态物质，聚合溶剂二氯甲烷是高度危害的物质，一旦泄露会污染环境，并对职员康健造成侵害。

2) 该工艺的洗濯和纯化过程须要花费大量水，废水产生量大。

3) 光气、二氯甲烷以及工艺过程中的酸碱溶液具有堕落性，会堕落设备并缩短设备寿命，生产掩护繁芜。

4) 反应过程中存在的氯离子也会影响产品质量。

5) 反应过程中溶剂需回收再利用，造成工艺繁芜和能耗高。

熔融酯交流法

熔融酯交流法最早是由拜尔公司开拓并投入工业化运用的，该工艺采取熔融态的双酚A和碳酸二苯酯( Diphenyl Carbonate，简称 DPC) ，在高温、高真空、催化剂存在状态下进行酯交流、预缩聚、缩聚反应阶段，其工艺流程示意如图 2 所示。

反应过程质料 DPC 略过量，反应温度为150 ～ 320 ℃ ，由于酯交流反应、缩聚反应过程均为可逆平衡反应，为得到相对高分子量的聚碳酸酯，必须及时从反应物系中移出副产物苯酚。

常日反应温度、真空度随着反应进程逐渐提高。
但是温度过高，会导致得到的聚碳酸酯的色度降落；同时随着反应的进行，聚合物分子量逐渐增加，粘度也越来越大。
要合理设计反应器的形式，担保有充分的搅拌，提高反应物比表面积，以使苯酚得以顺利从反应器等分离出来。

熔融酯交流法工艺流程示意

熔融酯交流法，工艺流程大略、质料环境友好、无须利用溶剂、没有繁杂的后处理工序、废水和废气数量少，是聚碳酸酯工业化生产技能的发展方向。

由于质料 DPC 只是一种中间产品，以是目前采取熔融酯交流法生产 PC 的工艺路线都要配建DPC 装置。
根据 DPC 工艺的利用质料，又可将熔融酯交流工艺分为传统熔融酯交流工艺（又称间接光气法工艺路线）和非光气熔融酯交流工艺路线。

（1）传统熔融酯交流工艺

该工艺路线分为 2 步：1) 光气 + 苯酚→DPC；2) DPC + BPA→PC，是一种间接光气法工艺。
苯酚经光气法反应天生碳酸二苯酯（DPC），然后在高温、高真空和微量卤化锂或氢氧化锂等催化剂和添加剂存不才与双酚 A 进行酯交流反应天生低聚物，再进一步缩聚制得 PC 产品。

该工艺流程短、无溶剂，生产本钱略低于界面缩聚光气法，但因 DPC 生产过程中还是会利用光气，且 DPC 产品中含有微量的氯代甲酸酯基，会影响 PC 终极的产品质量，这在一定程度上限定了该工艺的推广。

（2）非光气熔融酯交流工艺

该工艺路线也分为2步: 1 ) DMC + 苯酚→ DPC；2) DPC + BPA→PC。
该方法以碳酸二甲酯 DMC 为质料与苯酚合成得到非光法 DPC 后，在熔融状态下与双酚A进行酯交流、缩聚制得 PC 产品。
酯交流、缩聚得到的副产物苯酚可以循环利用到合成 DPC工艺上，从而实现物料重复利用，即经济性好；由于质料纯度高，产品也无需干燥和洗涤，产品质量好。
该工艺过程不该用光气、环境友好，属绿色环保工艺路线。

DMC 合成工艺路线也有很多种，有液相甲醇氧化羟基化法（GE 公司）、气相甲醇氧化羟基化法(拜尔公司) 、尿素 － 甲醇法(三菱瓦斯化学公司) 、二氧化碳 － 甲醇 － 环氧丙烷（环氧乙烷）法（壳牌、旭化成等）。

个中利用二氧化碳为起始质料的方法，减少了二氧化碳排放，也间接削弱了温室效应（紧张由 CO2 引发而产生）对环境的影响，如果能大力推广，相称于开拓了一种可再生的、丰富的碳源。

聚碳酸酯合身分歧工艺路线比拟

从反应事理、反应条件、反应特点及安全环保哀求等方面，比拟剖析了工业上两种生产聚碳酸酯工业路线的特点。
随着国家对石油化工企业三废排放的安全环保方面哀求的提高，及对光气利用的限定，未来对人类与环境造成危害的化工生产工艺与质料将逐步受到限定并终极被淘汰。
非光气的熔融酯交流技能必将逐渐取代界面缩聚法，成为天下上 PC 生产技能发展的方向。

聚碳酸酯工业生产路线特点比拟