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摘要：文章介绍了聚碳酸酯的生产工艺技术及进展情况。详细描述了各大公司的聚碳酸酯生产工艺，分析了近几年国内聚碳酸酯产能现状，并对中国聚碳酸酯市场发展做出预测。
关键词：聚碳酸酯；工艺；市场发展
聚碳酸酯（PC）是一种综合性能优良的热塑性工程塑料，被广泛应用于电子电器、家电、建筑建材、汽车制造等领域。近三年，国内PC将近130万吨产能集中释放，在大幅提高自给率的同时，市场同质化竞争加剧，如何在激烈的市场竞争中占得先机，各PC生产企业需要未雨绸缪。
1.PC生产工艺[1]
PC生产技术主要有溶液光气法、界面缩聚光气法、熔融酯交换法和非光气熔融酯交换法。1898年，Alfred Einhorn采用对苯二酚和间苯二酚在吡啶溶液中进行光气化反应，首次合成PC。20世纪50年代末，分别由美国GE和德国拜耳实现工业化，装置最初采用的就是溶液光气法工艺，但并没有持续太长时间被界面缩聚光气法和熔融酯交换法所取代。60年代，由于当时的熔融酯交换法工艺在生产过程中的一些关键技术无法解决，而界面缩聚光气法PC产品分子量可调，比较容易制得高分子量PC，装置规模容易放大，技术相对成熟，因此世界各大公司纷纷采用界面缩聚光气法生产PC。70至90年代，世界各地兴建的PC装置几乎都采用界面缩聚光气法。目前在中国，帝人、三菱瓦斯、鲁西化工和万华化学均采用该技术。进入90年代后期，熔融酯交换法在一些关键技术上取得了突破，最早由美国GE于1993年开发成功，并首次实现了工业化生产，产品质量大幅改善，之后很多公司开始转向采用该技术路线生产PC。目前在中国，科思创、中石化三菱、浙铁大风公司都使用该技术。
（1）溶液光气法
典型的溶液光气法工艺路线为：将光气引入含有双酚A和酸性接受剂的二氯甲烷均相溶液聚合，得到的聚碳酸酯胶液经洗涤、沉淀、干燥、挤出造粒等工序得到聚碳酸酯产品。溶液光气法因为使用剧毒光气，废水中含有可能致癌的二氯甲烷，工艺经济性差，环境污染严重，缺乏竞争力等诸多缺点而被完全淘汰。
（2）界面缩聚光气法
界面缩聚光气法工艺中，先将双酚A先转变成钠盐，以双酚A钠盐的NaOH水溶液为一相，以通入光气的二氯甲烷为另一相，在常温常压下进行界面缩聚，生成低相对分子质量PC，然后经缩聚分离得到高相对分子质量PC。
光气法是传统的PC生产技术，优点是：工藝成熟，产品质量较高，易于规模化和连续化生产。缺点是：投资大，工程步骤多，使用剧毒的光气。同时，难以完全除去PC产品中的电解质杂质，从聚合物溶液中回收聚碳酸酯为固体产品的难度大。
（3）熔融酯交换法
在熔融酯交换法工艺中，PC是由双酚A（BPA）与碳酸二苯酯（DPC）在碱性催化剂、高温、高真空的条件下，进行酯交换，脱出苯酚，缩聚生成低分子量的PC，端基可为酯基或者羟端基。低聚物在更高温度、更高真空度下进行缩聚反应，得到高分子量PC。
各大公司的酯交换法基本上都采用类似的途径，依赖于 DPC与BPA的反酯化，主要的区别在于采用不同方法制取DPC和DPC前身物。
熔融酯交换法工艺虽然具有相对于界面缩聚光气法光气使用量少，避免了CH2Cl2的使用等优点，但也存在透明性差，催化剂易受原料中的杂质污染，副产品苯酚的存在导致产品分子量不能达到很高的水平，产品应用范围受限，在反应条件下聚合物倾向于重排，并生成支链的芳基酮类，这致使产品延度降低，流变性变差等问题，因此限制了它的商业价值。同时由于间接使用了光气，在一定程度上对环境和人类产生了不良影响，目前该工艺在国外已基本被淘汰。
（4）非光气熔融酯交换法
非光气熔融酯交换法在合成过程中没有光气的参与和产生，该过程主要包括非光气法合成DMC、DMC与苯酚反应合成DPC，DPC与双酚A通过熔融酯交换法合成聚碳酸酯等步骤，副产物可以循环利用于DPC的合成，是一种清洁绿色的合成工艺。DMC的制备方法有甲醇氧化羰基化法、酯交换法、尿素醇解法、甲醇与二氧化碳直接合成法等。[2，3]
非光气熔融酯交换法的优点是：不需要洗涤和干燥工序，相对投资小；操作比界面缩聚光气法工艺简单，不使用光气和二氯甲烷等有毒原料，有利于环保。
2.PC产能及未来预测[4，5]
全球PC市场呈寡头竞争格局，国内市场被合资企业占领。全球PC 产能517万吨/年，主要分布在亚洲（307万吨/年，占59.38%）、欧洲（130万吨/年，占25.15%）和北美（78万吨/年，占15.09%）。全球PC生产能力前三甲企业分别为科思创（150万吨/年）、SABIC（108.5万吨/年）、帝人（27.5万吨/年），其中前两大巨头占比约50%，呈现寡头竞争格局。目前，国内PC产能为94.5 万吨，大部分是外资或者合资工厂，主要的生产厂家有上海科思创聚合物有限公司，产能40万吨；浙江嘉兴帝人聚碳酸酯有限公司，产能 15万吨；中石化三菱化学（北京）有限公司，产能6万吨；三菱瓦斯工程塑料有限公司，产能10万吨；浙铁大风化工有限公司，产能10万吨；鲁西化工集团股份有限公司，产能 6.5 万吨；万华化学，产能7万吨等。
未来三年，我国PC产能将快速增长，国外企业与内资企业同时大规模扩产。
帝人以及SABIC等跨国公司正加紧中国市场的拓展步伐，加大力度投资新建PC项目：中沙石化计划在天津南港工业区新建产能26万吨生产装置。内资企业也纷纷上马PC项目，除鲁西化工的PC扩建项目和万华化学的二期项目之外，2018-2019年，浙江石化、甘宁石化、泸天化、山东利华益维远化工、盛通聚源新材料等均已新建生产装置。预计到2020年，我国PC将增加产能约200万吨，总产能达到300万吨以上，基本实现自给自足。
随着国内PC产能的不断提高，未来PC产品进口量大、对外依存度高的问题将得到缓解，但同时也会出现产能结构性过剩局面。市场竞争将会导致PC的价格下行，促使其进一步扩大应用领域，通用料过剩、高端料紧缺的问题，不久的将来在PC领域也会上演。
3.结语
我国PC工业生产、消费及应用进入一个快速发展新阶段，针对我国现状除了加快PC应用研究外，还要加快国产化技术产业化进程，降低装置消耗和生产成本，提升产品质量。产品差异性发展，提高产品附加值。开发PC新用途，扩大使用领域替代其他下游产品。重视PC改性及合金产品研发，针对用户需求开发定制性个性化改性商品。
参考文献：
[1]金祖铨、吴念等.聚碳酸酯树脂及应用[M].化学工业出版社
[2]王公应等.非光气法碳酸二苯酯生产技术进展[J].化工中间体，2004，1（4）：51-60
[3]王庶等.氧化羰化法直接合成双酚A型聚碳酸酯[J].合成化学，2004，1 2（1）：73-76
[4]王德诚.世界聚碳酸酯状况[J].聚酯工业，2007，3
[5] 钱伯章.聚碳酸酯的市场分析与技术进展[J].流程工业，2004，（8）：54-56
关键词：聚碳酸酯；工艺；市场发展
聚碳酸酯（PC）是一种综合性能优良的热塑性工程塑料，被广泛应用于电子电器、家电、建筑建材、汽车制造等领域。近三年，国内PC将近130万吨产能集中释放，在大幅提高自给率的同时，市场同质化竞争加剧，如何在激烈的市场竞争中占得先机，各PC生产企业需要未雨绸缪。
1.PC生产工艺[1]
PC生产技术主要有溶液光气法、界面缩聚光气法、熔融酯交换法和非光气熔融酯交换法。1898年，Alfred Einhorn采用对苯二酚和间苯二酚在吡啶溶液中进行光气化反应，首次合成PC。20世纪50年代末，分别由美国GE和德国拜耳实现工业化，装置最初采用的就是溶液光气法工艺，但并没有持续太长时间被界面缩聚光气法和熔融酯交换法所取代。60年代，由于当时的熔融酯交换法工艺在生产过程中的一些关键技术无法解决，而界面缩聚光气法PC产品分子量可调，比较容易制得高分子量PC，装置规模容易放大，技术相对成熟，因此世界各大公司纷纷采用界面缩聚光气法生产PC。70至90年代，世界各地兴建的PC装置几乎都采用界面缩聚光气法。目前在中国，帝人、三菱瓦斯、鲁西化工和万华化学均采用该技术。进入90年代后期，熔融酯交换法在一些关键技术上取得了突破，最早由美国GE于1993年开发成功，并首次实现了工业化生产，产品质量大幅改善，之后很多公司开始转向采用该技术路线生产PC。目前在中国，科思创、中石化三菱、浙铁大风公司都使用该技术。
（1）溶液光气法
典型的溶液光气法工艺路线为：将光气引入含有双酚A和酸性接受剂的二氯甲烷均相溶液聚合，得到的聚碳酸酯胶液经洗涤、沉淀、干燥、挤出造粒等工序得到聚碳酸酯产品。溶液光气法因为使用剧毒光气，废水中含有可能致癌的二氯甲烷，工艺经济性差，环境污染严重，缺乏竞争力等诸多缺点而被完全淘汰。
（2）界面缩聚光气法
界面缩聚光气法工艺中，先将双酚A先转变成钠盐，以双酚A钠盐的NaOH水溶液为一相，以通入光气的二氯甲烷为另一相，在常温常压下进行界面缩聚，生成低相对分子质量PC，然后经缩聚分离得到高相对分子质量PC。
光气法是传统的PC生产技术，优点是：工藝成熟，产品质量较高，易于规模化和连续化生产。缺点是：投资大，工程步骤多，使用剧毒的光气。同时，难以完全除去PC产品中的电解质杂质，从聚合物溶液中回收聚碳酸酯为固体产品的难度大。
（3）熔融酯交换法
在熔融酯交换法工艺中，PC是由双酚A（BPA）与碳酸二苯酯（DPC）在碱性催化剂、高温、高真空的条件下，进行酯交换，脱出苯酚，缩聚生成低分子量的PC，端基可为酯基或者羟端基。低聚物在更高温度、更高真空度下进行缩聚反应，得到高分子量PC。
各大公司的酯交换法基本上都采用类似的途径，依赖于 DPC与BPA的反酯化，主要的区别在于采用不同方法制取DPC和DPC前身物。
熔融酯交换法工艺虽然具有相对于界面缩聚光气法光气使用量少，避免了CH2Cl2的使用等优点，但也存在透明性差，催化剂易受原料中的杂质污染，副产品苯酚的存在导致产品分子量不能达到很高的水平，产品应用范围受限，在反应条件下聚合物倾向于重排，并生成支链的芳基酮类，这致使产品延度降低，流变性变差等问题，因此限制了它的商业价值。同时由于间接使用了光气，在一定程度上对环境和人类产生了不良影响，目前该工艺在国外已基本被淘汰。
（4）非光气熔融酯交换法
非光气熔融酯交换法在合成过程中没有光气的参与和产生，该过程主要包括非光气法合成DMC、DMC与苯酚反应合成DPC，DPC与双酚A通过熔融酯交换法合成聚碳酸酯等步骤，副产物可以循环利用于DPC的合成，是一种清洁绿色的合成工艺。DMC的制备方法有甲醇氧化羰基化法、酯交换法、尿素醇解法、甲醇与二氧化碳直接合成法等。[2，3]
非光气熔融酯交换法的优点是：不需要洗涤和干燥工序，相对投资小；操作比界面缩聚光气法工艺简单，不使用光气和二氯甲烷等有毒原料，有利于环保。
2.PC产能及未来预测[4，5]
全球PC市场呈寡头竞争格局，国内市场被合资企业占领。全球PC 产能517万吨/年，主要分布在亚洲（307万吨/年，占59.38%）、欧洲（130万吨/年，占25.15%）和北美（78万吨/年，占15.09%）。全球PC生产能力前三甲企业分别为科思创（150万吨/年）、SABIC（108.5万吨/年）、帝人（27.5万吨/年），其中前两大巨头占比约50%，呈现寡头竞争格局。目前，国内PC产能为94.5 万吨，大部分是外资或者合资工厂，主要的生产厂家有上海科思创聚合物有限公司，产能40万吨；浙江嘉兴帝人聚碳酸酯有限公司，产能 15万吨；中石化三菱化学（北京）有限公司，产能6万吨；三菱瓦斯工程塑料有限公司，产能10万吨；浙铁大风化工有限公司，产能10万吨；鲁西化工集团股份有限公司，产能 6.5 万吨；万华化学，产能7万吨等。
未来三年，我国PC产能将快速增长，国外企业与内资企业同时大规模扩产。
帝人以及SABIC等跨国公司正加紧中国市场的拓展步伐，加大力度投资新建PC项目：中沙石化计划在天津南港工业区新建产能26万吨生产装置。内资企业也纷纷上马PC项目，除鲁西化工的PC扩建项目和万华化学的二期项目之外，2018-2019年，浙江石化、甘宁石化、泸天化、山东利华益维远化工、盛通聚源新材料等均已新建生产装置。预计到2020年，我国PC将增加产能约200万吨，总产能达到300万吨以上，基本实现自给自足。
随着国内PC产能的不断提高，未来PC产品进口量大、对外依存度高的问题将得到缓解，但同时也会出现产能结构性过剩局面。市场竞争将会导致PC的价格下行，促使其进一步扩大应用领域，通用料过剩、高端料紧缺的问题，不久的将来在PC领域也会上演。
3.结语
我国PC工业生产、消费及应用进入一个快速发展新阶段，针对我国现状除了加快PC应用研究外，还要加快国产化技术产业化进程，降低装置消耗和生产成本，提升产品质量。产品差异性发展，提高产品附加值。开发PC新用途，扩大使用领域替代其他下游产品。重视PC改性及合金产品研发，针对用户需求开发定制性个性化改性商品。
参考文献：
[1]金祖铨、吴念等.聚碳酸酯树脂及应用[M].化学工业出版社
[2]王公应等.非光气法碳酸二苯酯生产技术进展[J].化工中间体，2004，1（4）：51-60
[3]王庶等.氧化羰化法直接合成双酚A型聚碳酸酯[J].合成化学，2004，1 2（1）：73-76
[4]王德诚.世界聚碳酸酯状况[J].聚酯工业，2007，3
[5] 钱伯章.聚碳酸酯的市场分析与技术进展[J].流程工业，2004，（8）：54-56