Dimetyylikarbonaatti (DMC)

DMC:n yleiskatsaus

 

Dimetyylikarbonaatti (lyhennettynäDMC), jolla on molekyylikaava CHO, on vähän myrkyllinen, biohajoava vihreä karbonaattiesterien hienokemiallinen välituote. Se on väritön läpinäkyvä neste ympäristön lämpötilassa, jolla on heikko esterimäinen aromaattinen tuoksu. Sen molekyylirakenne sisältää aktiivisia funktionaalisia ryhmiä, mukaan lukien metyyli-, metoksi- ja karbonyyliryhmät, mikä antaa sille sekä metylaatio- että karbonylaatioreaktiivisuuden. Se voi korvata erittäin myrkyllisiä raaka-aineita, kuten fosgeenia ja dimetyylisulfaattia.

Erinomaisen liukenemiskyvyn omaava DMC ei toimi vain ympäristöystävällisenä liuottimena, vaan myös litiumioniakkuelektrolyyttien perusraaka-aineena. Kaupallisesti saatavilla olevat valtavirtatuotteet jakautuvat kahteen luokkaan: teollisuuslaatuun ja akkulaatuun. Nämä kaksi laatua eroavat toisistaan ​​merkittävästi epäpuhtauksien, mukaan lukien vesipitoisuuden, metanolin, metalli-ionien ja kloridi-ionien hallinnassa, eikä niitä saa käyttää keskenään mielivaltaisesti.

 

Kiinassa yleisimmät teolliset reitit ovat alkyleenioksidin transesteröinti, jota seuraa metanolin oksidatiivinen karbonylointi. Perinteinen fosgeenipohjainen prosessi on suurelta osin poistettu käytöstä korkean myrkyllisyyden vuoksi.

Alkyleenioksidin transesteröintiprosessi

Propyleenikarbonaatti (PC) tai eteenikarbonaatti (EC) syntetisoidaan ensin propyleenioksidista (PO) / etyleenioksidista (EO) ja CO., ja sitten läpiesteröidään metanolilla, jolloin saadaan DMC, propyleeniglykolin tai etyleeniglykolin sivutuotteina. Reaktiivinen tislauskytkentäprosessi on otettu käyttöön metanoli-DMC-atseotroopin hajottamiseksi tehokkaan tuotteen erottamisen varmistamiseksi. Tämä reitti helpottaa erittäin puhtaan tuotteen valmistusta. Se on akkuluokan DMC:n tärkein valmistusprosessi, siinä on riittävästi raaka-aineita ja se soveltuu laajamittaiseen jatkuvaan tuotantoon.

Metanolin hapettava karbonylointiprosessi

DMC syntetisoidaan suoraan metanolista, hiilimonoksidista ja hapesta erikoistuneiden katalyyttijärjestelmien avulla. Se tarjoaa suotuisan atomitalouden veden ollessa ainoa sivutuotteena. Haasteita on kuitenkin laitteiden korroosion ja katalyytin vakauden hallinnassa. Kiinassa tätä prosessia käytetään enimmäkseen teollisuustason DMC-tuotannossa.

Lajikkeet eroavat pääasiassa epäpuhtauksien hallintatarkkuudesta. Akkuluokan DMC asettaa erittäin tiukat vaatimukset metalli-ioneille ja polaarisille jäännösepäpuhtauksille. Teollisuuslaatua tai jalostettua teollisuusluokan DMC:tä ei saa koskaan alentaa eikä korvata litiumioniakkuelektrolyyttivalmistusta.

Ylävirran raaka-aineet

DMC:n tärkeimpiä alkupään syöttöaineita ovat metanoli, propyleenioksidi/etyleenioksidi ja hiilidioksidi sekä erilaisia ​​katalyyttisiä apuaineita. Metanolin ja alkyleenioksidien markkinahinnat ovat DMC:n tuotantokustannusten määrääviä tekijöitä.

Loppupään sovellukset

Litium-ioni-akkuelektrolyyttiteollisuus: Alhaisen viskositeetin ja erinomaisen suorituskyvyn alhaisissa lämpötiloissa ansiosta DMC toimii kriittisenä liuottimena kuluttajaakkujen, tehoakkujen ja energiaakkujen elektrolyyteille. Yhdessä EC:n, EMC:n ja DEC:n kanssa formuloituna se liuottaa litiumsuoloja ja varmistaa litiumionijohtavuuden tehden siitä olennaisen perusmateriaalin uuden energian teollisuusketjussa.

Vihreä synteettinen välituote: Käytetään metylointi- ja karbonylointireagenssina korvaamaan erittäin myrkyllinen fosgeeni ja dimetyylisulfaatti lääkkeiden, torjunta-aineiden ja polykarbonaattipolymeerien synteesissä.

Ympäristöystävällinen teollisuusliuotin: Käytetään korkean kiintoainepitoisuuden omaavissa pinnoitteissa ja liimoissa korvaamaan osittain asetonin, MEK:n, tolueenin ja alentamaan järjestelmän myrkyllisyyttä ja VOC-päästöjä.

Muut kentät: Uuttoaineet, puhdistusaineet, polttoaineen hapetetut lisäaineet (vain tutkimusvaiheessa), erityiset orgaanisen synteesin reaktioväliaineet.

DMC:llä on alhainen leimahduspiste ja se on erittäin syttyvää. Sen höyry on ilmaa raskaampaa ja voi levitä maata pitkin syttyäkseen kaukaisista syttymislähteistä. Se on luokiteltu luokan 3 syttyväksi nestemäiseksi vaaralliseksi kemikaaliksi, ja sitä tulee käsitellä, varastoida ja kuljettaa tiukasti vaarallisia kemikaaleja koskevien määräysten mukaisesti.

Varastointivaatimukset: Varastoi räjähdyssuojatussa vaarallisten kemikaalien varastossa viileässä ja hyvin ilmastoidussa tilassa; Pidä varastolämpötila alle 30 astetta. Pidä säiliöt täysin suljettuina antistaattisella maadoituksella. Varastoi erillisillä vyöhykkeillä. Älä koskaan säilytä yhdessä vahvojen hapettimien tai vahvojen happojen kanssa.

Tulipalojen ja räjähdysten ehkäisy: Höyryt voivat muodostaa räjähtäviä seoksia ilman kanssa. Poista kaikki avoimet liekit ja staattis-sähköiset kipinät varastoalueelta. Käytä räjähdyssuojattuja sähkölaitteita. Varustettava palavien kaasujen ilmaisimilla ja kuivajauheen/alkoholinkestävällä vaahtopalonsammutuslaitteella.

Käyttöturvallisuus: Höyry ärsyttää silmiä ja hengitysteiden limakalvoja; nesteen joutuminen iholle aiheuttaa rasvaa poistavaa ärsytystä. Käytä orgaanisten höyryjen hengityssuojaimia, suojalaseja ja liuottimia kestäviä käsineitä käytön aikana; pakotettu ilmanvaihto työskentelyalueilla.

Liikenteen hallinta: Kuljetetaan UN 1161 luokan 3 syttyvä vaarallinen neste. Lähetys suljetuissa galvanoiduissa terästynnyreissä, IBC-välikonteissa tai ISO TANK -säiliöissä. Suojaa suoralta auringonvalolta, korkeilta lämpötiloilta ja vuotoilta. Älä kuljeta yhdessä hapettimien tai ruokaan liittyvien tavaroiden kanssa.

K: Kuinka valita ja erottaa DMC ja propyleenikarbonaatti (PC)?

V: Molemmat kuuluvat karbonaattiestereihin. Niiden suurimmat erot ovat viskositeetissa, dielektrisyysvakiossa, suorituskyvyssä alhaisissa lämpötiloissa ja sähkökemiallisessa yhteensopivuudessa. DMC:llä on alhainen viskositeetti ja hyvä juoksevuus matalassa lämpötilassa, mikä tekee siitä sopivan elektrolyyttien laimentimena; kuitenkin sen dielektrisyysvakio on suhteellisen alhainen, eikä se pysty liuottamaan litiumsuoloja täysin yksin käytettynä. PC:llä on korkea dielektrisyysvakio ja vahva liukenemiskyky, mutta se on altis liuottimen interkaloitumiselle grafiittianodeiksi. Sitä ei yleensä käytetä pääasiallisena liuottimena kaupallisissa nestemäisissä litiumioniakuissa (pieniä annoksia voidaan lisätä erityisiin korkeapitoisuuksiin). PC:tä käytetään enimmäkseen suurjännitekondensaattoreihin ja pinnoitusliuottimiin. Litium-ioni-akkuelektrolyyttijärjestelmät ovat yleensä useiden karbonaattien seoksia; suora yksi yhteen vaihtaminen ei ole sallittua.

K: Kuinka valita teollisuusluokan, jalostetun teollisuustason ja akkutason DMC: n välillä?

V: Kolmella laatuluokalla on identtiset molekyylikemialliset rakenteet. Niiden keskeinen ero on epäpuhtauksien, kuten veden, metanolin, kloridi-ionien ja metalli-ionien, hallinnan tarkkuus, eivätkä ne voi korvata toisiaan eri käyttöskenaarioissa. Teollisuusluokan DMC tarjoaa kustannustehokkaan suorituskyvyn laadukkailla perusepäpuhtauksilla, jotka sopivat pinnoitteisiin, liimoihin ja yleiseen orgaaniseen synteesiin. Jalostetun teollisuusluokan DMC:ssä on tiukka hallinta veden ja kevyiden komponenttien epäpuhtauksien suhteen huippuluokan pinnoitteita ja yleisiä hienokemiallisia reaktioita varten. Akkuluokan DMC käy läpi syväpuhdistuksen rektifikaation ja adsorption avulla, jolloin vettä, kloridi-ioneja ja metalli-ioneja säädetään ppm- tai jopa ppb-tasoihin asti, ja se on tarkoitettu yksinomaan litiumioniakkujen elektrolyyttituotantoon. Alhaisemman luokan korvaaminen teollisuuslaatuisella tai jalostetulla teollisuusluokan DMC:llä on ehdottomasti kielletty litiumakkujen valmistuksessa.

K: Mitkä ovat Kiinan DMC-teollisuuden teolliset edut?

V: Kiina on maailman suurin DMC:n tuottaja ja kuluttaja, jolla on huomattavia teollisia vahvuuksia. Riittävän kotimaisen metanolin ja propeenioksidin tarjonnan tukemana Kiinalla on kypsät transesteröinti- ja oksidatiiviset karbonylointiprosessit, ja se on tuotantokapasiteetissa maailmanlaajuisesti johtava. Kotimaiset syväpuhdistus- ja metalli-ionien poistotekniikat akkutason DMC:lle ovat saavuttaneet kansainvälisesti edistyneen tason. Täysi sarjan tuotteita, mukaan lukien teollisuus-, jalostettu- ja akkulaatuiset DMC:t, voidaan valmistaa massatuotantona vastaamaan markkinoiden vaatimuksia uuden energian litiumakku-, hienokemian- ja pinnoiteteollisuudesta. Saatavilla on täydellinen viennin toimitusketju vaatimustenmukaisilla asiakirjoilla, kuten REACH ja GHS.

Tämän asiakirjan parametrit, prosessit ja teollisuustiedot on koottu julkisesti saatavilla olevista arvovaltaisista lähteistä vain viitteeksi:

ICSC International Chemical Safety Cards, ChemicalBookin fyysisten ominaisuuksien tietokanta (CAS 616-38-6) - fysikaalis-kemialliset perusindikaattorit ja vaaraluokitus

Merck / Sigma-Aldrich DMC -tuotteiden tekniset tiedot - fyysisten ominaisuuksien parametrit, mukaan lukien tiheys, leimahduspiste ja höyrynpaine

2025–2026 China DMC Industry Analysis Report - tuotantokapasiteetti, prosessireitit ja loppupään rakenne

• Tutustu Shanghai Dingwujin Chemical Co., Ltd. orgaanisten liuottimien tuotteisiin,DMC