Диметил карбонат

Диметил карбонатПреглед

Диметил карбонат, съкратено като DMC, CAS №: 616-38-6, молекулна формула: (\\boldsymbol{C_3H_6O_3}), е типична зелена, нискотоксична органична химическа суровина. Молекулата му съдържа метилови, метокси и карбонилни функционални групи, което му позволява да замени силно токсични реагенти като фосген и диметилсулфат като метилиращ или карбонилиращ агент. Може да служи и като екологичен разтворител и като разтворител в електролитите на литиево-йонните батерии. При стайна температура изглежда като безцветна, прозрачна течност със слаб ароматен мирис; проявява силна солватираща способност и е благоприятен за VOC, въпреки че ниската му точка на възпламеняване го класифицира като запалима течност. Понастоящем основното приложение надолу по веригата е в електролити за литиево-йонни батерии с нова енергия, като същевременно се използва широко и в синтеза на поликарбонат, покрития и мастила, фармацевтични и агрохимични междинни продукти, лепила и други области, което го прави основна суровина както за новия енергиен сектор, така и за фините химикали.

Основни параметри

проект	показател
химическо наименование	Диметил карбонат (DMC)
CAS номер	616-38-6
EINECS №	210-478-4
молекулна формула	\\(\\boldsymbol{C_3H_6O_3}\\),структура\\((CH_3O)_2CO\\)
формула тегло	90.08
Външен вид	Безцветна, прозрачна, бистра течност със слаб мирис
Плътност (20 градуса)	1,069-1,075 g/cm³
точка на топене	2-4 степен
точка на кипене	90,2 градуса
Пламна точка (затворен съд)	Приблизително 17 градуса (запалим; подлежи на ключов контрол)
Индекс на пречупване\\(n_D^{20}\\)	1.3697
разтворимост	Слабо разтворим във вода; смесва се с органични разтворители като метанол, етанол, кетони и естери; образува азеотропи с метанол.
Парно налягане (20 градуса)	Приблизително 3,3 kPa
класификация на рисковете	Запалими течности, UN 1161

Производствени процеси

Основният път на индустриализация в Китай е процесът на обмен на естери, с малък дял, използващ окислително карбонилиране на метанол; традиционният процес с фосген (силно токсичен) е премахнат.

Трансестерификация (основният метод в Китай): Пропиленовият оксид (PO) и етиленовият оксид (EO) първо реагират с CO₂, за да образуват пропиленов карбонат (PC) или етиленов карбонат (EC), които след това се подлагат на трансестерификация с метанол. Полученият диметил карбонат (DMC) се получава чрез фракционна дестилация с пропилей гликол като страничен продукт. Етилен гликол. Предимства: лесно достъпни суровини, зряла технология на процеса, превъзходна безопасност в сравнение с окислителното карбонилиране и подходяща за широкомащабно производство; Недостатъци: DMC образува азеотроп с метанола, което води до висока консумация на енергия за разделяне и значителни капиталови инвестиции в дестилационно оборудване.

Окислително карбонилиране на метанола: Метанолът, CO и кислородът се превръщат директно в DMC в присъствието на каталитична система. Предимства: отлична атомна икономия и липса на страничен продукт от диоли; Недостатъци: строги разпоредби за CO, високи изисквания за защита от експлозия и дезактивиране на катализатора; Делът на Китай в производствения капацитет остава относително нисък.

Допълнение: DMC с клас литиева батерия, базиран на суровия продукт, претърпява допълнителни процеси, включително прецизна фракционна дестилация, отстраняване на водата на базата на адсорбция, елиминиране на метални йони и филтриране на частици, със строг контрол върху влагата, киселинността и металните примеси.

Класове на продукта

клас	Ключови индикатори	Типични приложения
Индустриален клас (с общо предназначение)	Чистота По-голяма или равна на 99,5%, влага По-малка или равна на 0,1%	Покрития, мастила, лепила, общ органичен синтез, поликарбонатни суровини
Премиум индустриален клас	Чистота По-голяма или равна на 99,9%, ниско съдържание на влага и контролируема киселинност	Фини химикали, пестицидни междинни продукти, неелектронни синтетични реакции
Клас на батерията (литиево-йонен електролит)	Чистота по-голяма или равна на 99,99%; съдържание на влага По-малко или равно на 10–30 ppm; ниско съдържание на метални йони, ниска киселинност и нисък интензитет на цвета	Основен разтворител за електролити на литиево-йонни батерии (за захранващи батерии, съхранение на енергия и потребителски батерии), използван в комбинация с EMC, DEC и EC
Клас реагент/фармацевтичен клас	Свръхвисока чистота, ниско съдържание на примеси и ниско съдържание на тежки метали	Фармацевтичен синтез на API, лабораторни реактиви и фини междинни продукти от висок клас

Забележка: DMC от промишлен клас съдържа повишени нива на примеси, влага и метални йони; не трябва да се използва директно в електролити на литиево-йонни батерии. За батериен клас DMC, затворена система, контрол без влага трябва да се прилага през целия процес на съхранение, транспортиране и опаковане.

Индустрии нагоре и надолу по веригата

Суровини нагоре по веригата

Естерен обменен път: пропилей оксид / етилен оксид, въглероден диоксид, метанол; поддържащи катализатори и помощни средства за дестилация; път на окислително карбонилиране: метанол, въглероден оксид, кислород; Поддържащо оборудване за литиеви батерии: прецизна дестилация, адсорбционно изсушаване и системи за филтриране без прах. Китай разполага с достатъчен производствен капацитет за метанол и PO, като клъстерът от индустриалната верига DMC е концентриран в Шандонг и Източен Китай.

Приложения надолу по веригата

Електролит за литиева батерия (основно приложение надолу по веригата): служи като разтворител в електролити, разтваря литиеви соли и е подходящ за захранващи батерии, батерии за съхранение на енергия и цифрови батерии;

Синтез на поликарбонат (PC): не-фосген-базиран PC мономер на ядрото;

Покрития, мастила и лепила: зелени разтворители, които заместват толуен, ксилен и ацетон, като по този начин намаляват емисиите на VOC;

Фармацевтични и пестицидни междинни продукти: реагенти за зелено метилиране като заместител на диметилсулфат;

Други: горивни добавки, синтез на полиуретан и синтез на специални смоли.

Индустриална верига: метанол / пропилей оксид → DMC единица → суров DMC → дестилационно пречистване (допълнително ултра-чисто третиране за приложения с батериен клас) → електролитни инсталации, PC инсталации, инсталации за покрития и фармацевтични химически инсталации.

Безопасност, съхранение и транспорт

Диметил карбонатът е запалима течност (UN1161); той е силно летлив и неговите пари могат да образуват експлозивни смеси.

Опаковка: 200 кг галванизирани стоманени варели / неръждаеми IBC тонни варели; акумулаторна херметична опаковка от неръждаема стомана с азотна защита;

Съхранение: Съхранявайте в хладен, добре вентилиран, взривозащитен склад, далеч от източници на топлина, открит пламък и окислители; складът трябва да бъде оборудван с аларма за горими газове и изолиран от влага; акумулаторните материали трябва да се съхраняват в отделна изолирана зона, за да се предотврати абсорбирането на влага;

Транспортиране: За транспортиране на опасни химикали, камионите с цистерни ще дават приоритет на конструкцията от неръждаема стомана; превозните средства трябва да бъдат оборудвани със слънцезащитни и антистатични мерки, като смесването с окислители или силни киселини е строго забранено;

Защита на работното място: носете ръкавици, устойчиви на разтворители, предпазни очила и газов щит за лице; осигурете вентилация на работилницата и електростатично заземяване;

Спешна реакция: В случай на изтичане, изключете източника на запалване и попийте веществото с пясък или пръст; директното изхвърляне е забранено. В случай на пожар използвайте пожарогасители със сух прах, пяна или въглероден диоксид; забранено е изхвърлянето на вода с директен поток. В случай на контакт с кожата, изплакнете обилно с чиста вода.

ЧЗВ

Въпрос: Каква роля играе DMC в електролита?

A: DMC има нисък вискозитет и добра разтворимост; обикновено се смесва с EC, EMC и DEC за разтваряне на литиеви соли и подобряване на йонната проводимост; когато се комбинира с етилен карбонат, който има висока диелектрична константа, той едновременно постига висока проводимост и добри характеристики при ниски температури.

Въпрос: Какви са индустриалните предимства на китайската диметилкарбонатна индустрия?

A: Китай е най-големият производител на DMC в света, със зрял процес на трансестерификация, добре установени поддържащи суровини за метанол и пропилей оксид, голям производствен капацитет и стабилни спот доставки; неговата технология за пречистване на батерии е зряла, което позволява стабилни доставки на водещи компании за литиеви батерии; предлага кратки цикли на доставка и поддържа както дългосрочни договори, така и доставки на място; 7DCHEM използва новата верига за енергийна химическа промишленост на Китай, допълнена от задгранични складове, за да осигури стабилни доставки на задгранични клиенти, доставящи електролит и покрития.

Въпрос: Как правите разлика между DMC, EMC и DEC?

A: DMC е диметил карбонат (две метилови групи), който има най-ниската точка на кипене и най-нисък вискозитет; EMC е метил етил карбонат, а DEC е диетил карбонат, като и двата имат по-високи точки на кипене. Тези три обикновено се комбинират в смесени електролити.

Източници и авторитетни препратки

PubChem, ChemicalBook, Международна карта за химическа безопасност на ICSC (CAS 616-38-6)
GB 12268: Кодекс за транспортиране на опасни химикали; DMC индустриални стандарти; MSDS от водещи производители; технически спецификации от производителите на електролити
Доклад за процеса на карбонатната промишленост; Техническо ръководство за електролитни суровини за литиева батерия
Стандарт за карбонатна група за батерия
Бележка за обхвата на данните: Спецификациите на процеса на пречистване може да варират при различните производители; за съдържанието на влага и метал в батериите, COA и SDS на доставчика имат предимство.