Pregled izdelka
Organska topila Propilen karbonat(skrajšano kot PC), znan tudi kot 1,2-propandiol karbonat, je pomembno petčlensko ciklično karbonatno organsko topilo z molekulsko formulo C₄H₆O₃. Pri sobni temperaturi je brezbarvna prozorna tekočina brez vonja. Z visokim vreliščem, nizkim tališčem, visokim plameniščem, močno sposobnostjo raztapljanja, visoko dielektrično konstanto in nizko hlapnostjo z nizko toksičnostjo, ga pozdravljajo kot "zeleno topilo".
Organska topila Propilen karbonat je topen v vodi in se meša z večino organskih topil, kot so etanol, eter, aceton, benzen in kloroform. Lahko raztopi številne polimerne materiale in kovinske soli. Zaradi svojih odličnih fizikalno-kemijskih lastnosti se pogosto uporablja v elektrolitskih topilih za litij-ionske baterije, industrijski ekstrakciji in ločevanju, čiščenju plinov, premazih in črnilih, kemikalijah za vsakodnevno uporabo in vmesnih proizvodih organske sinteze. Služi kot ključna osnovna surovina v sodobnih zelenih kemičnih in novih energetskih industrijskih verigah.
Osnovni parametri
|
Postavka |
Specifikacija |
|
Kemijsko ime |
Propilen karbonat (1,2-propandiol karbonat) |
|
št. CAS |
108-32-7 |
|
št. EINECS |
203-572-1 |
|
Molekularna formula |
C₄H₆O₃ |
|
Molekulska teža |
102.09 |
|
Videz |
Brezbarvna prozorna tekočina brez vonja |
|
Tališče |
Pribl. −48,8 stopinje |
|
Vrelišče |
240-243 stopinj (pri atmosferskem tlaku) |
|
Relativna gostota |
1.204-1.210 (20 stopinj) |
|
Plamenišče |
Približno . 132 stopinj (zaprta posoda) |
|
Indeks loma |
1.421-1.422 (20 stopinj) |
|
Nasičeni parni tlak |
Približno . 0.13 mmHg (20 stopinj) |
|
Topnost |
Topen v vodi; mešati z organskimi topili, vključno z etanolom, etrom, acetonom, benzenom in kloroformom |
|
Dielektrična konstanta |
Približno . 64 (25 stopinj); visoka polarnost in močna moč raztapljanja |
Proizvodni procesi
Cikloadicija propilen oksida (PO) in CO₂
Načelo.PO reagira s CO₂ preko katalizatorja in tvori propilen karbonat z idealno 100-odstotno ekonomičnostjo atomov. Katalizator odpre tričlenski obroč PO, čemur sledi vstavitev CO₂ in zaprtje obroča v petčlenski ciklični karbonat. Glavne stranske reakcije: samopolimerizacija PO v polietre in kopolimerizacija s CO₂ v poli(propilen karbonat) (PPC), ki porabi surovine in zmanjša izkoristek PC.
Surovine in katalizator.PO, industrijski CO₂; kompozitni katalizatorji jodid-kovina, ionske tekočine na nosilcu, cinkove/aluminijeve soli, halogenidi in imidazolijeve ionske tekočine.
Pogoji. 120–160 °C, 2.0–5.0 MPa, 3–5 h. PO conversion 95–99%, PC selectivity >98%.
Tok.
Predobdelava: dehidrirajte PO in posušite CO₂, da preprečite hidrolizo katalizatorja.
Visokotlačna mešana reakcija; močno eksotermno, s krožečim hlajenjem.
Ohladite, znižajte tlak in bliskajte; ponovno stisnite in reciklirajte neizreagirani CO₂.
Ločite katalizator in nato vakuumsko destilirajte, da odstranite ostanke PO in polieter oligomere.
Fosgenski postopek
Načelo.Dvostopenjska pot: 1,2-propandiol najprej reagira s fosgenom (COCl₂), da nastane 2-hidroksipropil kloroformat, nato pa intramolekularno ciklizira z eliminacijo HCl v PC. Skupno: CH₃CH(OH)CH₂OH + COCl₂ → C₄H₆O₃ + 2HCl↑. Stranski proizvodi vključujejo polikarbonatne oligomere in organoklorne nečistoče.
Surovine in pogoji.1,2-propandiol, fosgen; 75–80 stopinj pri atmosferskem tlaku; velik odpadni plin HCl, ki zahteva alkalno nevtralizacijo.
Tok.Napolnite propilenglikol, počasi dodajte fosgen za aciliranje; absorbirajo izpušni plin HCl kot klorovodikovo kislino; toplota za cikliziranje; surovi produkt alkalnega pranja za odstranitev ostanka fosgena/HCl; fazno ločeno in vakuumsko destilirano do končnega računalnika.
Postopek transesterifikacije
Načelo.Reverzibilna kislinsko/bazično katalizirana transesterifikacija dimetil karbonata (DMC) in 1,2-propandiola daje PC in metanol. Neprekinjeno odstranjevanje metanola premakne ravnotežje proti PC. Stranska reakcija: polikarbonatni oligomeri z visoko molekulsko maso.
Surovine in katalizator.DMC, 1,2-propandiol; natrijev metoksid, organokositer (dibutilkositer dilaurat), trdne baze.
Pogoji.90–130 stopinj pri atmosferskem/znižanem tlaku; metanol oddestiliran med reakcijo. Pretvorba propilenglikola z enim prehodom 70–80 %; nezreagirana surovina reciklirana.
Tok.Reaktivna destilacija: destilirajte metanol nad glavo, da prekinete ravnovesje; nevtralizirati homogeni katalizator po reakciji; zaporedno pridobivanje metanola, DMC in propilen glikola; vakuumsko destilirajte surovo PC do produkta.
Primerjava procesov na prvi pogled
|
Pot |
Glavne surovine |
Pogoji |
Ključni kompromis |
|
cikloadicija PO + CO₂ |
PO, CO₂ |
120–160 stopinj, 2,0–5,0 MPa |
Zeleno, 100 % atomsko gospodarstvo; potrebuje visok tlak in aktivni katalizator; tveganje stranskega produkta PPC |
|
fosgen |
1,2-propandiol, fosgen |
75–80 stopinj, atmosfersko |
Zrelo, vendar uporablja strupen fosgen; oddaja HCl in klorirane nečistoče |
|
Transesterifikacija |
DMC, 1,2-propandiol |
90–130 stopinj, atmosfersko/zmanjšano |
Blagi pogoji; omejeno na ravnotežje (70–80 % enkratni prehod), zahteva recikliranje |
Razred izdelkov
|
Kazalo |
Razred baterije |
Farmacevtske kakovosti |
Industrijski razred |
Tipična uporaba |
|
Čistost |
Večji ali enak 99,90 % |
Večji ali enak 99,50 % |
Večji ali enak 99,00 % |
- |
|
Ostanek PO |
Manj ali enako 0,0100 % |
Manj ali enako 0,1000 % |
Manj ali enako 0,2500 % |
- |
|
Druge ključne omejitve |
Voda Manj ali enako 10 ppm; posamezen kovinski ion Manjši ali enak 1 ppm; skupni Cl Manjši ali enak 1 ppm |
Propilen glikol Manj ali enako 0,0500 %; stroge težke kovine (Pb, As, Cd) in skupni Cl |
Splošne specifikacije za vodo/glikol/frakcijo; kovine in Cl niso strogo omejeni |
- |
|
Aplikacija |
Li-ionski, električni in akumulatorski elektroliti za shranjevanje energije; COA + SDS priložena |
Farmacevtski intermediat za sintezo in reakcijsko topilo (ni avtomatično za pomožno snov) |
Ekstrakti, mehčala, industrijska topila, dodatki za premaze, fine kemikalije |
- |
Industrijska veriga navzgor in navzdol
Gorvodno.Osnovni surovini sta PO in CO₂. Stroški PO in dobava neposredno določajo cene osebnih računalnikov; Zmogljivost PO izhaja predvsem iz procesov klorohidrina, kooksidacije in HPPO (vodikov peroksid v PO). CO₂ se večinoma pridobiva iz industrijskih enot, kar ustreza trendom recikliranja virov.
Dolvodno.
Li-ionsko elektrolitsko topilo– ključno karbonatno topilo za EV in baterije za shranjevanje energije; glavno gonilo rasti.
Zeleno industrijsko topilo– ekstrakcijsko ločevanje, razžveplanje/dekarbonizacija plinov, premazi, črnila in odstranjevanje barve, ki nadomeščajo zelo strupena topila VOC.
Fine in dnevne kemikalije– kozmetika, osebna nega, farmacevtski intermediati, nosilci organske sinteze.
drugi– plastificiranje, lepila, tiskarska in barvalna sredstva.
Varnost, skladiščenje in transport
PC ima nizko toksičnost, nizko hlapnost in visoko plamenišče; na splošno ni razvrščena kot nevarna kemikalija, čeprav je vnetljiva.
Shranjevanje:hladno, suho, prezračevano namensko skladišče; hranite ločeno od virov vžiga/toplote, močnih oksidantov, kislin in baz; zaprite posode pred vlago.
Požarna zaščita:brez odprtega ognja v skladiščnih prostorih; zagotoviti primerno gasilsko opremo.
Delovanje:nosite zaščitne rokavice in očala, zagotovite prezračevanje; hlapi z visoko koncentracijo lahko pri dolgotrajni izpostavljenosti dražijo.
Prevoz:čiste, zaprte namenske posode; pošiljati kot običajne kemikalije; preprečite prevračanje, neposredno sončno svetlobo in vlago.
Pogosto zastavljena vprašanja (FAQ)
V: Kakšne so glavne razlike med propilen karbonatom industrijske kakovosti, baterijsko/elektronske kakovosti in farmacevtske kakovosti in kako izbrati ustrezno stopnjo?
O: Vse tri stopnje imajo enako molekularno strukturo. Glavne razlike so v čistosti, vsebnosti vode in natančnosti nadzora nečistoč v sledovih in kovinskih ionov. Niso zamenljivi za različne scenarije.
Računalnik industrijskega razreda: Stroškovno učinkovito z osnovno skladnostjo nečistoč. Primerno za topila za splošne namene, ekstrakcijo-ločevanje, čiščenje plinov, premaze in črnila ter druge običajne industrijske scenarije.
Baterijski/elektronski računalnik: Proizvedeno z ultra-globokim čiščenjem; čistost Večja ali enaka 99,9 % z vsebnostjo vode in kovinskih ionov na ravneh ppm do ppb. Izključno za elektrolite litij-ionskih baterij in vrhunske elektronske in kemične aplikacije z visoko natančnostjo.
Farmacevtski/kozmetični računalnik: Strogo nadzorovani higienski indikatorji in nečistoče, malo draženja in visoka varnostna učinkovitost. Primerno za kozmetične formulacije, izdelke za osebno nego in farmacevtske vmesne scenarije.
Izbira stopnje mora biti osredotočena na čistost, vsebnost vode in indekse kovinskih ionov. Prekomerna količina vode ali kovinskih ionov v aplikacijah elektrolitov bo poslabšala delovanje baterije in lahko povzroči varnostne nevarnosti. Zamenjava z nižjo stopnjo je prepovedana za visoko natančne proizvodne scenarije.
V: Kako razlikovati in izbrati med propilen karbonatom (PC), dimetil karbonatom (DMC), etil metil karbonatom (EMC) in dietil karbonatom (DEC)?
O: Vsa štiri so običajna topila na osnovi karbonatov za elektrolite litij-ionskih baterij. Izbira temelji na molekularni strukturi, dielektrični konstanti, vrelišču in zmogljivosti pri nizkih temperaturah.
Propilen karbonat (PC): ciklični karbonat z visoko dielektrično konstanto, močno sposobnostjo raztapljanja litijeve soli, visokim vreliščem in nizkim zmrziščem za dobro delovanje pri nizkih temperaturah; ključna komponenta elektrolita.
Dimetil karbonat (DMC), etil metil karbonat (EMC), dietil karbonat (DEC): Linearni karbonati z nizko viskoznostjo in zmerno hlapnostjo, ki izboljšujejo omočljivost in varnost elektrolita. Pogosto oblikovano skupaj z osebnim računalnikom.
Izbira sledi ciljem formulacije elektrolita: dajte prednost PC-ju, ko so potrebni visoka dielektrična zmogljivost, širok razpon delovne temperature in močna moč raztapljanja. Vnesite linearne karbonate v ustreznih razmerjih za nizko viskoznost in hitro vlaženje. V praksi so mešane formulacije zelo razširjene.
V: Kakšne so konkurenčne prednosti kitajske industrije propilen karbonata?
O: Kitajska industrija propilen-karbonata, ki jo podpira zrela in stabilna tehnologija cikloadicije propilen-oksid-ogljikov dioksid, ima popolne podporne industrijske verige in vodilno svetovno proizvodno zmogljivost. Njegova preizkušena tehnologija globokega čiščenja baterijskega razreda omogoča množično dobavo izdelkov celotnega obsega, ki zajemajo industrijske, baterijsko/elektronske in farmacevtske razrede. Izdelki izpolnjujejo mednarodne standarde, hkrati pa ponujajo vidne stroškovne prednosti in zadovoljujejo kritično tržno povpraševanje kitajske industrije nove energije in fine kemične industrije z litijevimi baterijami.
Shanghai Dingwujin Chemical Co., Ltd. izkorišča velik domači trg propilen-karbonata na Kitajskem za razvoj poslovanja s kemičnimi izdelki, ki cilja na Srednjo in Vzhodno Evropo terUkrajina. Na podlagi obsežnih kitajskih virov kemične industrije smo zgradili sedemdimenzionalni sistem storitev z dodano vrednostjo, ki zajema nabavo, proizvodnjo po meri, zasebno blagovno znamko, predelavo embalaže, zeleno skladnost, avtoritativno testiranje in dolgoročno upravljanje tveganj ESG. Specializirani smo za načrtovanje kemične dobavne verige, nadzor tveganja skladnosti in lokalizirano dostavo ter zagotavljamo profesionalne rešitve kemične industrije za stranke v Srednji in Vzhodni Evropi ter Ukrajini.
Raziščite več:
