Dimetilcarbonato

DimetilcarbonatoPanoramica

Dimetilcarbonato, abbreviato come DMC, n. CAS: 616-38-6, formula molecolare: (\\boldsymbol{C_3H_6O_3}), è una tipica materia prima chimica organica verde e a bassa tossicità. La sua molecola contiene gruppi funzionali metile, metossi e carbonile, che gli consentono di sostituire reagenti altamente tossici come il fosgene e il dimetil solfato come agente metilante o carbonilante. Può anche servire come solvente ecologico e come solvente negli elettroliti delle batterie agli ioni di litio. A temperatura ambiente si presenta come un liquido incolore, trasparente, con tenue odore aromatico; mostra un forte potere solvente ed è favorevole ai COV, sebbene il suo basso punto di infiammabilità lo classifichi come un liquido infiammabile. Attualmente, l’applicazione primaria a valle è negli elettroliti delle batterie agli ioni di litio di nuova energia, mentre è anche ampiamente utilizzato nella sintesi del policarbonato, nei rivestimenti e inchiostri, negli intermedi farmaceutici e agrochimici, negli adesivi e in altri campi, rendendolo una materia prima fondamentale sia per il settore delle nuove energie che per la chimica fine.

Parametri di base

progetto	metrico
nome chimico	Dimetilcarbonato (DMC)
Numero CAS	616-38-6
EINECS n.	210-478-4
formula molecolare	\\(\\boldsymbol{C_3H_6O_3}\\),struttura\\((CH_3O)_2CO\\)
peso della formula	90.08
Aspetto esterno	Liquido incolore, trasparente, limpido con un leggero odore
Densità (20 gradi)	1.069-1.075 g/cm³
punto di fusione	2-4 gradi
punto di ebollizione	90,2 gradi
Punto di infiammabilità (vaso chiuso)	Circa 17 gradi (infiammabile; soggetto a controllo chiave)
Indice di rifrazione\\(n_D^{20}\\)	1.3697
solubilità	Leggermente solubile in acqua; miscibile con solventi organici come metanolo, etanolo, chetoni ed esteri; forma azeotropi con metanolo.
Pressione di vapore (20 gradi)	Circa 3,3 kPa
classificazione dei rischi	Liquidi infiammabili, ONU 1161

Processi di produzione

Il principale percorso di industrializzazione della Cina è il processo di scambio degli esteri, con una piccola quota che utilizza la carbonilazione ossidativa del metanolo; il tradizionale processo del fosgene (altamente tossico) è stato gradualmente abbandonato.

Transesterificazione (il metodo tradizionale in Cina): l'ossido di propilene (PO) e l'ossido di etilene (EO) vengono prima fatti reagire con CO₂ per formare carbonato di propilene (PC) o carbonato di etilene (EC), che vengono poi sottoposti a transesterificazione con metanolo. Il dimetil carbonato (DMC) risultante è ottenuto mediante distillazione frazionata, con glicole propilenico come sottoprodotto. Glicole etilenico. Vantaggi: materie prime facilmente disponibili, tecnologia di processo matura, sicurezza superiore rispetto alla carbonilazione ossidativa e idoneità alla produzione su larga scala; Svantaggi: il DMC forma un azeotropo con il metanolo, comportando un elevato consumo di energia di separazione e un sostanziale investimento di capitale nelle apparecchiature di distillazione.

Carbonilazione ossidativa del metanolo: metanolo, CO e ossigeno vengono convertiti direttamente in DMC in presenza di un sistema catalitico. Vantaggi: eccellente economia atomica e nessun sottoprodotto dei dioli; Svantaggi: severe normative sulla CO, elevati requisiti antideflagranti e disattivazione del catalizzatore; La quota della capacità produttiva della Cina rimane relativamente bassa.

Supplemento: il DMC per batterie al litio, basato sul prodotto grezzo, viene sottoposto a processi aggiuntivi tra cui la distillazione frazionata di precisione, la rimozione dell'acqua basata sull'adsorbimento, l'eliminazione degli ioni metallici e la filtrazione delle particelle, con un controllo rigoroso su umidità, acidità e impurità metalliche.

Gradi del prodotto

grado	Indicatori chiave	Applicazioni tipiche
Di livello industriale (uso generale)	Purezza Maggiore o uguale al 99,5%, umidità Inferiore o uguale allo 0,1%	Rivestimenti, inchiostri, adesivi, sintesi organica generale, materie prime in policarbonato
Grado industriale premium	Purezza Maggiore o uguale al 99,9%, basso contenuto di umidità e acidità controllabile	Chimica fine, intermedi dei pesticidi, reazioni sintetiche non elettroniche
Grado di batteria (elettrolita agli ioni di litio)	Purezza maggiore o uguale al 99,99%; contenuto di umidità Inferiore o uguale a 10–30 ppm; basso contenuto di ioni metallici, bassa acidità e bassa intensità di colore	Solvente primario per elettroliti di batterie agli ioni di litio (per batterie di alimentazione, accumulatori di energia e batterie di consumo), utilizzato in combinazione con EMC, DEC ed EC
Grado del reagente/grado farmaceutico	Purezza ultraelevata, basso contenuto di impurità e basso contenuto di metalli pesanti	Sintesi API farmaceutiche, reagenti di laboratorio e intermedi fini di fascia alta

Nota: il DMC di livello industriale contiene livelli elevati di impurità, umidità e ioni metallici; non deve essere utilizzato direttamente negli elettroliti della batteria agli ioni di litio. Per il DMC a batteria, è necessario implementare controlli a sistema chiuso e privi di umidità durante l'intero processo di stoccaggio, trasporto e imballaggio.

Industrie a monte e a valle

Materie prime a monte

Via di scambio degli esteri: ossido di propilene/ossido di etilene, anidride carbonica, metanolo; catalizzatori di supporto e coadiuvanti della distillazione; via della carbonilazione ossidativa: metanolo, monossido di carbonio, ossigeno; apparecchiature di supporto per batterie al litio: distillazione di precisione, deumidificazione per adsorbimento e sistemi di filtrazione senza polvere. La Cina ha una capacità produttiva sufficiente per metanolo e PO, con il cluster della catena industriale DMC concentrata nello Shandong e nella Cina orientale.

Applicazioni a valle

Elettrolita della batteria al litio (applicazione primaria a valle): funge da solvente negli elettroliti, dissolve i sali di litio ed è adatto per batterie di alimentazione, batterie di accumulo di energia e batterie digitali;

Sintesi del policarbonato (PC): monomero del nucleo PC non a base di fosgene;

Rivestimenti, inchiostri e adesivi: solventi ecologici che sostituiscono toluene, xilene e acetone, riducendo così le emissioni di COV;

Intermedi farmaceutici e pesticidi: reagenti di metilazione verde come sostituto del dimetilsolfato;

Altro: additivi per carburanti, sintesi di poliuretano e sintesi di resine speciali.

Catena industriale: metanolo/ossido di propilene → unità DMC → DMC grezzo → distillazione purificazione (trattamento ultrapuro aggiuntivo per applicazioni per batterie) → impianti elettrolitici, impianti PC, impianti di rivestimento e impianti chimici farmaceutici.

Sicurezza, stoccaggio e trasporto

Il dimetilcarbonato è un liquido infiammabile (UN1161); è altamente volatile e i suoi vapori possono formare miscele esplosive.

Confezione: fusti in acciaio zincato da 200 kg / fusti IBC in acciaio inossidabile da tonnellata; confezione ermetica in acciaio inossidabile per batterie con protezione dall'azoto;

Stoccaggio: conservare in un magazzino fresco, ben ventilato e a prova di esplosione, lontano da fonti di calore, fiamme libere e agenti ossidanti; il magazzino deve essere dotato di un allarme per gas combustibile e isolato dall'umidità; i materiali adatti alle batterie devono essere conservati in un'area separata e isolata per prevenire l'assorbimento di umidità;

Trasporti: per il trasporto di sostanze chimiche pericolose, le autocisterne devono dare priorità alla costruzione in acciaio inossidabile; i veicoli devono essere dotati di protezioni solari e misure antistatiche ed è severamente vietata la miscelazione con agenti ossidanti o acidi forti;

Protezione sul posto di lavoro: indossare guanti resistenti ai solventi, occhiali di sicurezza e una mezza visiera antigas; garantire la ventilazione dell'officina e la messa a terra elettrostatica;

Intervento di emergenza: In caso di perdita, interrompere la fonte di accensione e assorbire la sostanza con sabbia o terra; è vietato lo scarico diretto. In caso di incendio utilizzare estintori a polvere secca, schiuma o anidride carbonica; è vietato lo scarico diretto dell'acqua. In caso di contatto con la pelle, sciacquare abbondantemente con abbondante acqua pulita.

Domande frequenti

D: Che ruolo gioca il DMC nell'elettrolita?

A: DMC ha una bassa viscosità e una buona solubilità; è comunemente miscelato con EC, EMC e DEC per dissolvere i sali di litio e migliorare la conduttività ionica; se combinato con il carbonato di etilene, che ha un'elevata costante dielettrica, raggiunge contemporaneamente un'elevata conduttività e buone prestazioni a bassa temperatura.

D: Quali sono i vantaggi industriali dell'industria cinese del dimetilcarbonato?

R: La Cina è il più grande produttore mondiale di DMC, con un processo di transesterificazione maturo, materie prime di supporto consolidate per metanolo e ossido di propilene, grande capacità produttiva e fornitura spot stabile; la sua tecnologia di purificazione per batterie è matura e consente una fornitura stabile alle principali aziende produttrici di batterie al litio; offre cicli di consegna brevi e supporta sia contratti a lungo termine che consegne spot; 7DCHEM sfrutta la nuova catena industriale chimica energetica della Cina, integrata da magazzini all'estero, per fornire forniture stabili ai clienti esteri di approvvigionamento di elettroliti e rivestimenti.

D: Come si distingue tra DMC, EMC e DEC?

R: DMC è dimetil carbonato (due gruppi metilici), che ha il punto di ebollizione più basso e la viscosità più bassa; EMC è metil etil carbonato e DEC è dietil carbonato, entrambi con punti di ebollizione più elevati. Questi tre sono comunemente combinati in elettroliti misti.

Fonti e riferimenti autorevoli

PubChem, ChemicalBook, Scheda internazionale di sicurezza chimica ICSC (CAS 616-38-6)
GB 12268: Codice per il trasporto di prodotti chimici pericolosi; standard di settore DMC; Schede di sicurezza dei principali produttori; specifiche tecniche dei produttori di elettroliti
Rapporto sul processo industriale del carbonato; Manuale tecnico sulla materia prima dell'elettrolita della batteria al litio
Standard del gruppo carbonato per batteria
Nota sull'ambito dei dati: le specifiche del processo di purificazione possono variare a seconda dei diversi produttori; per l'umidità e il contenuto di metalli adatti alla batteria, prevarranno il COA e la SDS del fornitore.