Solventi organici-Carbonato di propilene

Panoramica del prodotto

Solventi organici Carbonato di propilene(abbreviato come PC), noto anche come 1,2-propandiolo carbonato, è un importante solvente organico carbonato ciclico a cinque membri con la formula molecolare C₄H₆O₃. A temperatura ambiente è un liquido trasparente incolore, inodore. Caratterizzato da un punto di ebollizione elevato, un punto di fusione basso, un punto di infiammabilità elevato, una forte capacità di dissoluzione, un'elevata costante dielettrica e una bassa volatilità con bassa tossicità, è salutato come un "solvente verde".

Solventi organici Il carbonato di propilene è solubile in acqua e miscibile con la maggior parte dei solventi organici come etanolo, etere, acetone, benzene e cloroformio. Può sciogliere numerosi materiali polimerici e sali metallici. Beneficiando delle sue eccellenti proprietà fisico-chimiche, è ampiamente applicato nei solventi elettrolitici delle batterie agli ioni di litio, nell'estrazione e separazione industriale, nella purificazione del gas, nei rivestimenti e inchiostri, nei prodotti chimici di uso quotidiano e negli intermedi di sintesi organica. Serve come materia prima di base fondamentale all’interno delle moderne catene industriali della chimica verde e delle nuove energie.

Parametri di base

Processi di produzione

Cicloaddizione di ossido di propilene (PO) e CO₂

Principio.Il PO reagisce con la CO₂ su un catalizzatore per formare carbonato di propilene, con un'economia atomica ideale del 100%. Il catalizzatore apre l'anello a tre membri del PO, seguito dall'inserimento di CO₂ e dalla chiusura dell'anello in un carbonato ciclico a cinque membri. Principali reazioni collaterali: autopolimerizzazione del PO in polieteri e copolimerizzazione con CO₂ in poli(propilene carbonato) (PPC), che consuma materia prima e riduce la resa del PC.

Materie prime e catalizzatore.PO, CO₂ di tipo industriale; catalizzatori compositi ioduro-metallo, liquidi ionici supportati, sali di zinco/alluminio, alogenuri e liquidi ionici di imidazolio.

Condizioni. 120–160 °C, 2.0–5.0 MPa, 3–5 h. PO conversion 95–99%, PC selectivity >98%.

Fluire.

Pretrattamento: disidratare PO e CO₂ secca per prevenire l'idrolisi del catalizzatore.

Reazione agitata ad alta pressione; fortemente esotermico, con raffreddamento circolante.

Raffreddare, depressurizzare e flash; ricomprimere e riciclare la CO₂ non reagita.

Separare il catalizzatore, quindi distillare sotto vuoto per rimuovere gli oligomeri residui di PO e polietere.

Processo del fosgene

Principio.Percorso in due fasi: l'1,2-propandiolo reagisce prima con il fosgene (COCl₂) per formare 2-idrossipropil cloroformiato, quindi ciclizza per via intramolecolare con eliminazione dell'HCl in PC. Complessivamente: CH₃CH(OH)CH₂OH + COCl₂ → C₄H₆O₃ + 2HCl↑. I sottoprodotti includono oligomeri di policarbonato e impurità organoclorurate.

Materie prime e condizioni.1,2-propandiolo, fosgene; 75–80 gradi a pressione atmosferica; gas di coda HCl di grandi dimensioni che richiede la neutralizzazione degli alcali.

Fluire.Alimentare il glicole propilenico, aggiungere lentamente il fosgene per l'acilazione; assorbire il gas di coda HCl come acido cloridrico; calore per ciclizzare; prodotto grezzo sottoposto a lavaggio alcalino per rimuovere il fosgene/HCl residuo; fase separata e distillazione sotto vuoto nel PC finito.

Processo di transesterificazione

Principio.La transesterificazione reversibile catalizzata da acido/base del dimetil carbonato (DMC) e dell'1,2-propandiolo produce PC e metanolo. La rimozione continua del metanolo sposta l’equilibrio verso il PC. Reazione collaterale: oligomeri di policarbonato ad alto peso molecolare.

Materie prime e catalizzatore.DMC, 1,2-propandiolo; metossido di sodio, organostagno (dibutilstagno dilaurato), basi solide.

Condizioni.90–130 gradi a pressione atmosferica/ridotta; metanolo distillato durante la reazione. Conversione del glicole propilenico a passaggio singolo 70–80%; materia prima non reagita riciclata.

Fluire.Distillazione reattiva: distillare metanolo in testa per rompere l'equilibrio; neutralizzare il catalizzatore omogeneo dopo la reazione; recuperare in sequenza metanolo, DMC e glicole propilenico; PC grezzo di fondo distillato sotto vuoto per ottenere il prodotto.

Confronto dei processi in breve

Gradi del prodotto

Catena industriale a monte e a valle

A monte.Le materie prime principali sono PO e CO₂. Costo dell'ordine di acquisto e fornitura fissati direttamente sui prezzi dei PC; La capacità di PO deriva principalmente dai processi di cloridrina, coossidazione e HPPO (perossido di idrogeno in PO). La CO₂ viene recuperata principalmente da unità industriali, in linea con le tendenze del riciclaggio delle risorse.

A valle.

Solvente elettrolitico agli ioni di litio– un solvente carbonato chiave per veicoli elettrici e batterie di accumulo di energia; il principale motore della crescita.

Solvente industriale verde– separazione per estrazione, desolforazione/decarbonizzazione del gas, rivestimenti, inchiostri e sverniciatura, in sostituzione di solventi COV altamente tossici.

Prodotti chimici fini e quotidiani– cosmetici, cura della persona, intermedi farmaceutici, trasportatori di sintesi organica.

Altri– plastificazione plastica, adesivi, ausiliari di stampa-tintura.

Sicurezza, stoccaggio e trasporto

Il PC ha una bassa tossicità, una bassa volatilità e un punto di infiammabilità elevato; generalmente non è classificato come prodotto chimico pericoloso, sebbene sia combustibile.

Magazzinaggio:magazzino dedicato fresco, asciutto e ventilato; tenere lontano da fonti di accensione/calore, forti ossidanti, acidi e basi; sigillare i contenitori contro l'umidità.

Protezione antincendio:assenza di fiamme libere nelle zone di stoccaggio; fornire idonee attrezzature antincendio.

Operazione:indossare guanti e occhiali protettivi, garantire la ventilazione; i vapori ad alta concentrazione possono irritare in caso di esposizione prolungata.

Trasporto:contenitori dedicati puliti e sigillati; spedire come prodotti chimici ordinari; evitare il ribaltamento, la luce solare diretta e l'umidità.

Domande frequenti (FAQ)

D: Quali sono le differenze principali tra carbonato di propilene di livello industriale, per batterie/elettronica e di livello farmaceutico e come selezionare il grado appropriato?

R: Tutti e tre i gradi condividono la stessa struttura molecolare. Le differenze principali risiedono nella purezza, nel contenuto di acqua e nella precisione del controllo delle tracce di impurità e degli ioni metallici. Non sono intercambiabili per scenari diversi.

PC di livello industriale: Conveniente grazie al rispetto delle impurità di base. Adatto per solventi generici, estrazione-separazione, purificazione di gas, rivestimenti e inchiostri e altri scenari industriali convenzionali.

PC a batteria/elettronica: Prodotto tramite purificazione ultraprofonda; purezza Maggiore o uguale al 99,9% con contenuto di acqua e ioni metallici a livelli da ppm a ppb. Esclusivamente per elettroliti di batterie agli ioni di litio e applicazioni elettroniche-chimiche di alta precisione.

PC di grado farmaceutico/cosmetico: Indicatori igienici e impurità rigorosamente controllati, bassa irritazione e prestazioni di sicurezza elevate. Adatto per formulazioni cosmetiche, prodotti per la cura personale e scenari farmaceutici intermedi.

La selezione del grado si concentrerà sulla purezza, sul contenuto di acqua e sugli indici degli ioni metallici. Un'eccessiva quantità di acqua o ioni metallici nelle applicazioni elettrolitiche degraderà le prestazioni della batteria e potrebbe causare rischi per la sicurezza. La sostituzione declassata è vietata per gli scenari di produzione ad alta precisione.

D: Come distinguere e selezionare tra carbonato di propilene (PC), dimetil carbonato (DMC), etil metil carbonato (EMC) e dietil carbonato (DEC)?

R: Tutti e quattro sono comuni solventi a base di carbonato per gli elettroliti delle batterie agli ioni di litio. La selezione si basa sulla struttura molecolare, sulla costante dielettrica, sul punto di ebollizione e sulle prestazioni a bassa temperatura.

Carbonato di propilene (PC): Carbonato ciclico con elevata costante dielettrica, forte capacità di dissoluzione dei sali di litio, alto punto di ebollizione e basso punto di congelamento per buone prestazioni a bassa temperatura; un componente chiave dell’elettrolita.

Dimetilcarbonato (DMC), etilmetilcarbonato (EMC), dietilcarbonato (DEC): Carbonati lineari con bassa viscosità e moderata volatilità, che migliorano la bagnabilità e la sicurezza dell'elettrolita. Formulato frequentemente insieme al PC.

La selezione segue gli obiettivi di formulazione dell'elettrolita: preferire il PC quando sono richieste elevate prestazioni dielettriche, ampio intervallo di temperature operative e forte potere dissolvente. Introdurre carbonati lineari in rapporti adeguati per una bassa viscosità e una rapida bagnatura. In pratica, le formulazioni miste sono ampiamente adottate.

D: Quali sono i vantaggi competitivi dell'industria cinese del carbonato di propilene?

R: Supportata da una tecnologia di cicloaddizione matura e stabile di ossido di propilene e biossido di carbonio, l'industria cinese del carbonato di propilene presenta catene industriali di supporto complete e una capacità di produzione leader a livello mondiale. La sua comprovata tecnologia di purificazione profonda per batterie consente la fornitura di massa di una gamma completa di prodotti che coprono i gradi di livello industriale, di livello batteria/elettronico e di livello farmaceutico. I prodotti soddisfano gli standard internazionali offrendo allo stesso tempo notevoli vantaggi in termini di costi, soddisfacendo la domanda critica del mercato da parte delle industrie cinesi di nuova energia e chimica fine che producono batterie al litio.

Shanghai Dingwujin Chemical Co., Ltd. sfrutta il grande mercato interno del carbonato di propilene in Cina per sviluppare attività di prodotti chimici destinati all'Europa centro-orientale eUcraina. Attingendo alle risorse globali dell'industria chimica cinese, abbiamo costruito un sistema di servizi a valore aggiunto a sette dimensioni che copre approvvigionamento, produzione personalizzata, marchio privato, lavorazione degli imballaggi, conformità ecologica, test autorevoli e gestione del rischio ESG a lungo termine. Siamo specializzati nella pianificazione della catena di fornitura chimica, nel controllo del rischio di conformità e nella consegna localizzata, fornendo soluzioni professionali per l'industria chimica per clienti nell'Europa centro-orientale e in Ucraina.

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