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成本，整個生產過程基本無“三廢”產生，而且為尿素行業的產品多元化和經濟性提升提供了新思路。由中國科學院山西煤炭化學研究所成功開發的尿素醇解法合成碳酸二甲酯綠色工藝一舉實現了多方共贏。目前，該所已經與內蒙古某企業完成技術轉讓，2萬噸級尿素醇解法碳酸二甲酯生產線正在建設中。
據悉，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，在國家科技支撐計劃“清潔生產與循環經濟的關鍵技術與示范研究”、中國科學院知識創新工程重要方向項目“非光氣路線合成MDI的產業化關鍵技術”以及各大企業的支持下，課題組經過多年努力，解決了催化劑穩定運轉、物料分離、設備堵塞等關鍵性問題，目前已經完成了千噸級工業化中試試驗，催化劑實現了穩定運轉，尿素轉化率達100％，碳酸二甲酯的單程收率在60％以上，工藝達到國際領先水平。而且，反應后的副產品氨氣還可再用于尿素生產，整個過程基本無“三廢”產生。
因為毒性低、使用安全方便以及易運輸等特點，碳酸二甲酯在1992年就被歐洲列為無毒產品，是一種符合現代清潔工藝要求的環保型化工原料。碳酸二甲酯分子中含有羰基、甲基和甲氧基等官能團，具備多種反應活性，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，用于醫藥、農藥及溶劑等領域。碳酸二甲酯因具有較高的含氧量（含氧量53％，是MTBE的3倍）和適當的蒸汽壓、抗水性和混合分配系數，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。
該項目負責人告訴記者，碳酸二甲酯的大規模生產是伴隨著聚碳酸酯的非光氣合成工藝而發展起來的。我國碳酸二甲酯產品開發始于上個世紀80年代初期，早期生產均采用國內自行研制開發的光氣法，選擇在已有光氣生產企業內建設生產線，單套裝置規模在300~500噸/年，國內總生產能力在1000~1500噸/年。他說：“光氣法逐步被淘汰后，工業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，但生產成本普遍較高，都在6000元/噸以上，限制了碳酸二甲酯的大規模應用。”目前，碳酸二甲酯市場消費的51%用于合成聚碳酸酯，少數用于醫藥、農藥和溶劑行業。受生產成本影響，碳酸二甲酯作為油品添加劑還未能得到廣泛使用。
該負責人強調：“建同等規模的碳酸二甲酯生產裝置，采用尿素醇解法的投資是目前氧化羰基化技術的1/3，是酯交換技術的1/2，碳酸二甲酯的生產成本也有望降低到4000元/噸以內，具有較好的經濟效益。如果生產成本降低，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量比5%、柴油中添加質量比10%時熱效率最好，按此計算，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，當前我國尿素、甲醇和合成氨行業均出現產能過剩，尤其我國尿素的主要消費領域是農業，受季節影響較大，需求不穩定。尿素醇解法合成碳酸二甲酯技術的開發成功，還將有助于推動我國尿素行業產品多元化，提升行業經濟性，緩解產能過剩壓力。
目前，中國科學院山西煤化所在該領域已成功申請了7項國家發明專利和3項國際發明專利。未來，該所在推進尿素醇解法合成碳酸二甲酯技術工業化的同時，將著重加強新一代高效催化劑的開發研究，完善工藝過程的高效節能優化設計。