Dimetilkarbonāts

DimetilkarbonātsPārskats

Dimetilkarbonāts, saīsināts kā DMC, CAS Nr.: 616-38-6, molekulārā formula: (\\boldsymbol{C_3H_6O_3}), ir tipiska zaļa, zemas toksicitātes organisko ķīmisko vielu izejviela. Tās molekula satur metil-, metoksi- un karbonilgrupas, kas ļauj aizstāt ļoti toksiskus reaģentus, piemēram, fosgēnu un dimetilsulfātu kā metilēšanas vai karbonilēšanas līdzekli. Tas var kalpot arī kā videi draudzīgs šķīdinātājs un kā šķīdinātājs litija jonu akumulatoru elektrolītos. Istabas temperatūrā tas izskatās kā bezkrāsains, caurspīdīgs šķidrums ar vāju aromātisku smaržu; tam piemīt spēcīga šķīdināšanas spēja un tas ir draudzīgs pret GOS, lai gan zemā uzliesmošanas temperatūra to klasificē kā uzliesmojošu šķidrumu. Pašlaik primārais pakārtotais pielietojums ir jaunas enerģijas litija jonu akumulatoru elektrolītos, savukārt to plaši izmanto arī polikarbonāta sintēzē, pārklājumos un tintēs, farmācijas un agroķīmiskos starpproduktos, līmēs un citās jomās, padarot to par galveno izejvielu gan jaunās enerģijas sektorā, gan smalkajās ķīmiskajās vielām.

Pamatparametri

projektu	metriska
ķīmiskais nosaukums	Dimetilkarbonāts (DMC)
CAS numurs	616-38-6
EINECS Nr.	210-478-4
molekulārā formula	\\(\\boldsymbol{C_3H_6O_3}\\),struktūra\\((CH_3O)_2CO\\)
formulas svars	90.08
Ārējais izskats	Bezkrāsains, caurspīdīgs, dzidrs šķidrums ar vieglu smaržu
Blīvums (20 grādi)	1,069-1,075 g/cm³
kušanas temperatūra	2-4 grādi
viršanas temperatūra	90,2 grādi
Uzliesmošanas temperatūra (slēgtā traukā)	Aptuveni 17 grādi (uzliesmojošs; pakļauts atslēgas kontrolei)
Refrakcijas indekss\\(n_D^{20}\\)	1.3697
šķīdība	Nedaudz šķīst ūdenī; sajaucas ar organiskiem šķīdinātājiem, piemēram, metanolu, etanolu, ketoniem un esteriem; ar metanolu veido azeotropus.
Tvaika spiediens (20 grādi)	Apmēram 3,3 kPa
risku klasifikācija	Uzliesmojoši šķidrumi, ANO 1161

Ražošanas procesi

Ķīnas galvenais industrializācijas ceļš ir esteru apmaiņas process, kurā nelielā daļā tiek izmantota metanola oksidatīvā karbonilēšana; tradicionālais fosgēna process (ļoti toksisks) ir pakāpeniski pārtraukts.

Pāresterifikācija (galvenā metode Ķīnā): propilēna oksīds (PO) un etilēnoksīds (EO) vispirms tiek reaģēts ar CO₂, veidojot propilēnkarbonātu (PC) vai etilēnkarbonātu (EC), kas pēc tam tiek pakļauti pāresterifikācijai ar metanolu. Iegūto dimetilkarbonātu (DMC) iegūst ar frakcionētu destilāciju, kā blakusproduktu izmantojot propilēnglikolu. Etilēnglikols. Priekšrocības: viegli pieejamas izejvielas, nobriedusi procesa tehnoloģija, augstāka drošība salīdzinājumā ar oksidatīvo karbonilēšanu un piemērota liela mēroga ražošanai; Trūkumi: DMC veido azeotropu ar metanolu, kā rezultātā rodas liels enerģijas patēriņš separācijā un ievērojami kapitālieguldījumi destilācijas iekārtās.

Metanola oksidatīvā karbonilēšana: metanols, CO un skābeklis tiek tieši pārveidoti par DMC katalītiskās sistēmas klātbūtnē. Priekšrocības: lieliska atomu ekonomija un nav diolu blakusproduktu; Trūkumi: stingri CO noteikumi, augstas sprādziendrošas prasības un katalizatora deaktivizēšana; Ķīnas ražošanas jaudas daļa joprojām ir salīdzinoši zema.

Papildinājums: litija bateriju kvalitātes DMC, pamatojoties uz neapstrādātu produktu, tiek pakļauts papildu procesiem, tostarp precīzai frakcionētai destilācijai, uz adsorbciju balstītai ūdens noņemšanai, metāla jonu likvidēšanai un daļiņu filtrēšanai, stingri kontrolējot mitrumu, skābumu un metāliskus piemaisījumus.

Produktu pakāpes

pakāpe	Galvenie rādītāji	Tipiski pielietojumi
Rūpnieciska līmeņa (vispārēja pielietojuma)	Tīrība ir lielāka vai vienāda ar 99,5%, mitrums mazāks vai vienāds ar 0,1%	Pārklājumi, tintes, līmvielas, vispārējā organiskā sintēze, polikarbonāta izejvielas
Premium industriālā klase	Tīrība Lielāka vai vienāda ar 99,9%, zems mitruma saturs un kontrolējams skābums	Smalkās ķīmiskās vielas, pesticīdu starpprodukti, neelektroniskas sintētiskas reakcijas
Akumulatora pakāpe (litija jonu elektrolīts)	tīrība ir lielāka vai vienāda ar 99,99%; mitruma saturs mazāks vai vienāds ar 10–30 ppm; zems metāla jonu saturs, zems skābums un zema krāsas intensitāte	Primārais šķīdinātājs litija jonu akumulatoru elektrolītiem (barošanas akumulatoriem, enerģijas uzglabāšanai un patēriņa akumulatoriem), ko izmanto kopā ar EMC, DEC un EC
Reaģenta pakāpe / Farmaceitiskā kategorija	Īpaši augsta tīrība, zems piemaisījumu saturs un zems smago metālu saturs	Farmaceitiskā API sintēze, laboratorijas reaģenti un augstākās klases smalkie starpprodukti

Piezīme. Rūpnieciskās kvalitātes DMC satur paaugstinātu piemaisījumu, mitruma un metāla jonu līmeni; to nedrīkst tieši izmantot litija jonu akumulatoru elektrolītos. Akumulatoru kvalitātes DMC, slēgta sistēma, bez mitruma ir jāievieš visā uzglabāšanas, transportēšanas un iepakošanas procesā.

Augšupējās un pakārtotās nozares

Iepriekšējās izejvielas

Estera apmaiņas ceļš: propilēna oksīds / etilēnoksīds, oglekļa dioksīds, metanols; atbalsta katalizatori un destilācijas palīglīdzekļi; oksidatīvās karbonilēšanas ceļš: metanols, oglekļa monoksīds, skābeklis; litija bateriju klases atbalsta aprīkojums: precīza destilācija, adsorbcijas sausināšana un filtrēšanas sistēmas bez putekļiem. Ķīnai ir pietiekama metanola un PO ražošanas jauda, un DMC nozares ķēdes kopa ir koncentrēta Šaņdongā un Austrumķīnā.

Pakārtotās lietojumprogrammas

Litija akumulatora elektrolīts (primārais pakārtotais lietojums): kalpo kā šķīdinātājs elektrolītos, šķīdina litija sāļus un ir piemērots strāvas akumulatoriem, enerģijas uzglabāšanas baterijām un digitālajām baterijām;

Polikarbonāta (PC) sintēze: PC kodola monomērs bez fosgēna bāzes;

Pārklājumi, tintes un līmvielas: zaļie šķīdinātāji, kas aizstāj toluolu, ksilolu un acetonu, tādējādi samazinot GOS emisijas;

Farmaceitiskie un pesticīdu starpprodukti: zaļie metilēšanas reaģenti kā dimetilsulfāta aizstājējs;

Citi: degvielas piedevas, poliuretāna sintēze un speciālo sveķu sintēze.

Rūpnieciskā ķēde: metanols / propilēna oksīds → DMC bloks → neapstrādāts DMC → destilācijas attīrīšana (papildu īpaši tīra apstrāde akumulatora līmeņa lietojumiem) → elektrolītu rūpnīcas, PC rūpnīcas, pārklāšanas rūpnīcas un farmaceitiskās ķīmiskās rūpnīcas.

Drošība, uzglabāšana un transportēšana

Dimetilkarbonāts ir uzliesmojošs šķidrums (UN1161); tas ir ļoti gaistošs, un tā tvaiki var veidot sprādzienbīstamus maisījumus.

Iepakojums: 200 kg cinkota tērauda mucas / nerūsējošā tērauda IBC tonnu mucas; akumulatoru klases nerūsējošā tērauda hermētisks iepakojums ar slāpekļa aizsardzību;

Uzglabāšana: Uzglabāt vēsā, labi vēdināmā, sprādziendrošā noliktavā, prom no siltuma avotiem, atklātas liesmas un oksidētājiem; noliktavai jābūt aprīkotai ar degošās gāzes signalizāciju un izolētu no mitruma; akumulatoru kvalitātes materiāli jāuzglabā atsevišķā, izolētā vietā, lai novērstu mitruma uzsūkšanos;

Transportēšana: Bīstamo ķīmisko vielu pārvadāšanai autocisternām priekšroka jādod nerūsējošā tērauda konstrukcijām; transportlīdzekļiem jābūt aprīkotiem ar saules aizsarglīdzekļiem un antistatiskiem līdzekļiem, un sajaukšana ar oksidētājiem vai stiprām skābēm ir stingri aizliegta;

Darba vietas aizsardzība: valkāt šķīdinātāju izturīgus cimdus, aizsargbrilles un gāzes pusi sejas aizsargu; nodrošināt darbnīcas ventilāciju un elektrostatisko zemējumu;

Rīcība ārkārtas situācijās: noplūdes gadījumā nogrieziet aizdegšanās avotu un absorbējiet vielu ar smiltīm vai augsni; tieša izlāde ir aizliegta. Ugunsgrēka gadījumā izmantojiet sauso pulvera, putu vai oglekļa dioksīda ugunsdzēšamos aparātus; tiešās plūsmas ūdens novadīšana ir aizliegta. Ja nokļūst uz ādas, rūpīgi noskalojiet ar lielu daudzumu tīra ūdens.

FAQ

J: Kādu lomu DMC spēlē elektrolītā?

A: DMC ir zema viskozitāte un laba šķīdība; to parasti sajauc ar EC, EMC un DEC, lai izšķīdinātu litija sāļus un uzlabotu jonu vadītspēju; kombinācijā ar etilēna karbonātu, kam ir augsta dielektriskā konstante, vienlaikus tiek sasniegta augsta vadītspēja un laba veiktspēja zemā temperatūrā.

J: Kādas ir Ķīnas dimetilkarbonāta rūpniecības nozares priekšrocības?

A: Ķīna ir pasaulē lielākais DMC ražotājs ar nobriedušu pāresterifikācijas procesu, labi izveidotām atbalsta izejvielām metanolam un propilēna oksīdam, lielu ražošanas jaudu un stabilu tūlītēju piegādi; tā akumulatora līmeņa attīrīšanas tehnoloģija ir nobriedusi, nodrošinot stabilu piegādi vadošajiem litija akumulatoru uzņēmumiem; tas piedāvā īsus piegādes ciklus un atbalsta gan ilgtermiņa līgumus, gan tūlītējas piegādes; 7DCHEM izmanto Ķīnas jauno enerģētikas ķīmiskās rūpniecības ķēdi, ko papildina aizjūras noliktavas, lai nodrošinātu stabilas piegādes ārzemju elektrolītu un pārklājumu iepirkumu klientiem.

J: Kā jūs atšķirat DMC, EMC un DEC?

A: DMC ir dimetilkarbonāts (divas metilgrupas), kam ir viszemākā viršanas temperatūra un viszemākā viskozitāte; EMC ir metiletilkarbonāts, un DEC ir dietilkarbonāts, kuriem abiem ir augstāki viršanas punkti. Šie trīs parasti tiek apvienoti jauktos elektrolītos.

Avoti un autoritatīvās atsauces

PubChem, ChemicalBook, ICSC Starptautiskā ķīmiskās drošības karte (CAS 616-38-6)
GB 12268: Bīstamo ķīmisko vielu pārvadāšanas kodekss; DMC nozares standarti; MSDS no vadošajiem ražotājiem; elektrolītu ražotāju tehniskās specifikācijas
Karbonāta rūpniecības procesa ziņojums; Litija akumulatora elektrolīta izejmateriālu tehniskā rokasgrāmata
Akumulatora līmeņa karbonātu grupas standarts
Piezīme par datu apjomu: attīrīšanas procesa specifikācijas dažādiem ražotājiem var atšķirties; akumulatora kvalitātes mitrumam un metāla saturam noteicošais ir piegādātāja COA un SDS.