1生產(chǎn)工藝技術(shù)進展
聚碳酸酯(PC)樹脂生產(chǎn)工藝分為界面縮聚光氣法、酯交換法和非光氣法。現(xiàn)簡單介紹如下：
1.1界面縮聚光氣法
界面縮聚工藝是目前世界上聚碳酸酯的主要生產(chǎn)工藝，迄今世界上接近90%左右生產(chǎn)能力的裝置仍使用界面光氣法。此法以雙酚A、光氣、氫氧化鈉等為原料和反應助劑，使用二氯甲烷為溶劑，有關(guān)的化學反應如下：
①雙酚A與氫氧化鈉反應制備雙酚A鈉鹽。
②雙酚A鈉鹽與光氣進行縮聚，為控制縮聚物的相對分子質(zhì)量，加入單官能團物質(zhì)苯酚做官能團封鎖劑。
界面縮聚光氣法工藝成熟，和其他工藝相比，該工藝適于規(guī)模化和連續(xù)化生產(chǎn)，生產(chǎn)出的產(chǎn)品純凈、易加工、產(chǎn)品分子量高，能滿足各種用途，長期占據(jù)著聚碳酸酯生產(chǎn)的主導地位。但由于生產(chǎn)中使用劇毒光氣，因而開發(fā)不用光氣來生產(chǎn)聚碳酸酯的新工藝成為近年來的研究熱點。
1.2酯交換法(熔融聚合法)
酯交換法其實也是一種間接光氣法工藝。在該工藝中，酚經(jīng)過光氣法反應生成碳酸二苯酯，然后在鹵化鋰或氫氧化鋰等催化劑和添加劑存在下和雙酚A進行酯交換反應，生成低聚物，再進一步縮聚得到聚碳酸酯產(chǎn)品。酯交換法生產(chǎn)PC的主要化學反應為：
酯交換法是最早工業(yè)化的聚碳酸酯生產(chǎn)工藝，雖然其成本被認為低于界面縮聚工藝，但由于其產(chǎn)品光學性能較差，催化劑易污染，存在副產(chǎn)品酚而導致產(chǎn)品相對分子質(zhì)量較低，因此限制了它的商業(yè)應用。而近期新建項目多采用熔融聚合法，熔融聚合法一般在聚合時不使用溶劑，只將粉末中間體在高于熔點下呈熔融狀態(tài)反應制成球狀體，方法簡單，可靠性強。GE集團在日本千葉和西班牙的工廠、三菱集團的黑崎廠、拜耳公司在中國和歐洲的工廠以及臺灣旭美化成等公司的工廠都采用了這種工藝。
1.3非光氣法
1993年非光氣法工藝研究成功，并由GE塑料日本公司實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。非光氣法是先以O(shè)2和CO2使甲醇氧化羰基化生產(chǎn)碳酸二甲酯(DMC)，再與醋酸苯酯交換制得碳酸二苯酯(DPC)；然后在熔融狀態(tài)下與雙酚A進行酯交換，縮聚制得PC。
該工藝無副產(chǎn)物，基本無污染，特別是不使用劇毒光氣，因此深受世界各大公司的重視，紛紛致力開發(fā)。GE公司首先在日本將此法實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，生產(chǎn)能力2.5萬t/a，后又擴大到4.5萬t/a，大量生產(chǎn)光盤級PC樹脂。1997年GE公司又在西班牙建成了1.3萬t/a非光氣法PC生產(chǎn)裝置。2002年日本旭化成在中國臺灣建成了6.5萬t/a非光氣法PC生產(chǎn)裝置。目前世界上非光氣法PC生產(chǎn)能力已經(jīng)接近300000 t/a。非光氣熔融工藝生產(chǎn)聚碳酸酯是一種全封閉、無副產(chǎn)物、污染很少、符合環(huán)境要求的綠色工藝，已成為今后聚碳酸酯合成工藝的研究方向，預計未來在聚碳酸酯生產(chǎn)中將逐漸占據(jù)主導地位。
2國內(nèi)外生產(chǎn)能力分析
2.1全球聚碳酸酯產(chǎn)能分析
PC生產(chǎn)主要集中在美國、西歐和日本，其中德國拜耳公司、美國GE化學公司、道化學公司以及日本帝人公司的生產(chǎn)能力占世界總生產(chǎn)能力的80%左右，這幾大公司控制著世界聚碳酸酯的生產(chǎn)與市場，主宰著世界聚碳酸酯的命運。聚碳酸酯生產(chǎn)源于1956年，首先在德國，其次在日本、西歐和美國實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。從20世紀80年代起，世界聚碳酸酯的生產(chǎn)能力增長較快，1988年生產(chǎn)能力僅為48.7萬t/a，而到2001年時世界聚碳酸酯的生產(chǎn)能力已超過了220萬t/a，是近年來增長最快的工程塑料之一。2002年全球生產(chǎn)能力近240萬t/a，產(chǎn)量突破200萬噸。
全球PC產(chǎn)業(yè)的擴建潮始于2005年。這一年，以美國通用電氣公司(GE)(在西班牙擴建了14萬t/a裝置)和日本帝人化成公司(在中國開始興建其1期5萬t/a工程)為代表的各大公司陸續(xù)興建PC裝置，使當年的世界PC生產(chǎn)能力突破了300萬t/a大關(guān)，達到了325萬t/a，較上一年增長了6%。2006年P(guān)C消費增長20多萬噸，產(chǎn)能擴建依然如火如荼，拜耳公司在德國擴建了2萬t/a產(chǎn)能，全球PC生產(chǎn)能力比上年增加3%，達到334、萬t/a，其中亞洲136萬t/a，占41%；美洲87萬t/a，占26%；歐洲111萬t/a，占33%，亞洲已成為世界PC的生產(chǎn)中心。2007年以后美國和歐盟沒有新的建設(shè)計劃公布，只有俄羅斯的喀山Orgsintex(KOS)擬在2008年引進日本旭化成公司技術(shù)專利，計劃在韃靼自治共和國首次興建7萬t/a生產(chǎn)裝置。
2.2我國聚碳酸酯產(chǎn)能分析
我國聚碳酸酯工業(yè)發(fā)展始于1958年，由遼寧沈陽化工研究院開發(fā)的酯交換法工藝于1965年在大連塑料四廠建成100噸/年生產(chǎn)裝置。到二十世紀70年代末期，采用國內(nèi)技術(shù)生產(chǎn)聚碳酸酯的企業(yè)先后多達20余家，總生產(chǎn)能力已超過3000t/a。但是由于工藝技術(shù)落后，設(shè)備簡陋，缺乏必要的分析監(jiān)控手段，以及原料來源等問題，致使產(chǎn)品質(zhì)量差，消耗高，迫使多數(shù)企業(yè)停產(chǎn)。目前能維持生產(chǎn)的僅有3家，且大部分處于中試階段，生產(chǎn)企業(yè)主要為江蘇常州合成化工總廠、重慶長風化工廠和上海申聚化工廠，總生產(chǎn)能力約6000t/a。
與國外公司相比，國內(nèi)聚碳酸酯企業(yè)不僅規(guī)模極小，而且技術(shù)落后，遠遠不能滿足國內(nèi)需求。但是，我國很快形成投資熱潮。目前在華投資及計劃投資的聚碳酸酯產(chǎn)業(yè)的國際跨國公司主要有拜爾公司、帝人化學公司和三菱瓦斯化學公司。
拜耳材料科學公司：拜爾公司與上海華誼集團氯堿化工公司合作，其在上海漕涇的第一階段10萬t/a Makrolon PC裝置已于2006年9月投產(chǎn)，成為亞洲市場上的一匹“黑馬”。拜耳追加投資，在當?shù)貙嵤┢銹C裝置的第二階段擴能，在2008年前達到20萬t/a的生產(chǎn)能力。裝置生產(chǎn)主要是光學級產(chǎn)品，用于生產(chǎn)CD、DVD光盤、汽車照明系統(tǒng)等。
日本帝人集團：日本帝人的子公司帝人化成2005年在浙江嘉興的第一套5萬t/a PC樹脂裝置投產(chǎn)，產(chǎn)品為通用級產(chǎn)品，主要供應電氣組件、汽車零部件的生產(chǎn)。2006年底增至年產(chǎn)10萬噸聚碳酸酯的生產(chǎn)規(guī)模。目前在中國浙江建設(shè)第3套裝置，生產(chǎn)能力為6萬噸/年，預計2009年3月投入生產(chǎn)。
此外，三菱瓦斯化學公司計劃在上海漕涇建設(shè)8萬噸/年P(guān)C裝置，新裝置將于2010或2011年投產(chǎn)，投資約為1.8億美元，該裝置將主要服務于入駐中國的日本客戶；另外，GE公司將繼續(xù)與中國石油天然氣集團公司探討建立聚碳酸酯合資企業(yè)事宜。臺灣旭美化成公司于2002年5萬t/a裝置開工生產(chǎn)，計劃在2008年達到15萬t/a產(chǎn)能。臺塑出光公司于2001年5萬t/a裝置投產(chǎn)，2003年又增加了5萬t/a，2007年以后仍計劃再增添生產(chǎn)設(shè)備。表1列出了近年部分公司PC產(chǎn)能變化統(tǒng)計。
