Usos del carbonato de dimetilo

El excelente rendimiento y la estructura molecular especial del DMC determinan su amplia gama de aplicaciones, que se pueden resumir como: (1 ~ 3) en lugar de fosgeno como reactivo de carbonilación: el fosgeno (Cl-CO-Cl) tiene una alta reactividad, pero es Los subproductos altamente tóxicos y corrosivos hacen que se enfrente a una enorme presión ambiental, por lo que se eliminará gradualmente y el DMC (CH3O-CO-OCH3) tiene un centro de reacción nucleófilo similar. Cuando el grupo carbonilo del DMC es atacado por un nucleófilo, el enlace aciloxi se rompe para formar un compuesto carbonilo y el subproducto es metanol. Por tanto, el DMC puede sustituir al fosgeno como reactivo seguro para sintetizar derivados del ácido carbónico, como pesticidas carbamatos, policarbonatos, isocianatos, etc. Entre ellos, el policarbonato será el área con mayor demanda de DMC. Se prevé que en 2005. (2) Reemplazar el sulfato de dimetilo (DMS) como reactivo de metilación: debido a razones similares al fosgeno, el DMS (CH3O-SO-OCH3) también está bajo presión para ser eliminado. Cuando el carbono metílico del DMC es atacado por un nucleófilo, su enlace alcoxi se rompe y también se generan productos metilados. Además, el rendimiento de la reacción de DMC es mayor que el de DMS y el proceso es sencillo. Los usos principales incluyen productos intermedios orgánicos sintéticos, productos farmacéuticos, productos pesticidas, etc. (3) Disolvente poco tóxico: el DMC tiene excelente solubilidad, punto de fusión y punto de ebullición estrechos, gran tensión superficial, baja viscosidad, baja constante dieléctrica, alta temperatura de evaporación y rápida tasa de evaporación. Puede utilizarse como disolvente poco tóxico. la industria de recubrimientos y la industria farmacéutica. Como se puede ver en la Tabla 1, el DMC no solo tiene baja toxicidad, sino que también tiene las características de alto punto de inflamación, baja presión de vapor y alto límite de explosión en el aire. Es un solvente ecológico limpio y seguro. Tabla 1 Comparación de rendimiento entre DMC y otros disolventes [4 ~ 5] Rendimiento DMC Acetona Isobutanol Tricloroetano Tolueno Peso molecular 90,08 58,08 60,09 133,41 Punto de fusión / 4-94,4-88,5-32,6-94,97 Punto de ebullición / 90,3 56.1.82 3 74,1 .65438. s 0,625 0,316 2,41,79 0,579 ¿Tensión superficial/×10-5 N? Cm-1 28,5-20,8 25,6 27,92 Calor de vapor/J? G-369.06 523.0 676.58 249.82 363.69 Constante eléctrica límite 2.6 1.01.18.6 7.12 2.2 Tasa de evaporación relativa (acetato = 1) 4.6 7.2 0.83-2.4 Valor SP 10.4 10.0 10.9 8.6 8.4 ¿LD50/mg? kg-1 12 900-5 800-7 530 ¿Concentración higiénica permitida/mg? l-1-0.40 0.20 0.24 200×10-6 (4) Aditivo para gasolina: DMC tiene un alto contenido de oxígeno (hasta 53% en la molécula), excelente mejora del índice de octano ((R+M)/2=105), y es sin fases. Cuando la gasolina alcanza el mismo contenido de oxígeno, la cantidad de DMC utilizada es 4,5 veces menor que la del metil terc-butil éter (MTBE), reduciendo así las emisiones totales de hidrocarburos, monóxido de carbono y formaldehído en los gases de escape de los automóviles. Además, supera las deficiencias de los aditivos de gasolina comunes que son fácilmente solubles en agua y contaminan las fuentes de agua subterránea, por lo que el DMC se convertirá en uno de los aditivos de gasolina con mayor potencial para reemplazar al MTBE. En la reunión de 2002 de la Sociedad Química Estadounidense, la tecnología de producción de bajo costo y libre de contaminación para el aditivo de gasolina DMC de la Universidad de Tianjin de China se convirtió en uno de los tres inventos más llamativos de la reunión. Los aditivos para gasolina han sido ampliamente reconocidos.

El carbonato de dimetilo es una materia prima respetuosa con el medio ambiente que puede cumplir con los requisitos de los procesos de limpieza actuales, se ajusta a la tendencia estratégica del desarrollo sostenible y tiene muchas propiedades excelentes, por lo que su proceso de síntesis es cada vez más frecuente. popular. Existen cuatro procesos de producción de DMC. Entre ellos, la carbonilación oxidativa es un proceso más temprano y más maduro, y el precio del producto también es más bajo, mientras que la transesterificación tiene un precio del producto más alto y alguna vez se consideró un proceso antieconómico. En los últimos años, con la creciente conciencia sobre la protección del medio ambiente, se han realizado cada vez más investigaciones sobre el proceso de transesterificación. Grandes empresas como Shell lo utilizan incluso como un ejemplo típico de planificación del desarrollo sostenible y desarrollo de tecnologías ecológicas y respetuosas con el medio ambiente. Se dice que el nuevo proceso de transesterificación reduce significativamente la inversión y los costes. Según el análisis económico, el precio de los productos DMC en el proceso de carbonilación oxidativa está restringido por los precios del metanol y el monóxido de carbono, y los precios del óxido de etileno, el etilenglicol y el vapor están restringidos por los precios de los productos DMC en el proceso de transesterificación.

Por lo tanto, la construcción conjunta de bases de producción de óxido de etileno y carbonato de dimetilo tiene beneficios económicos potenciales. En la actualidad, la oferta de carbonato de dimetilo en mi país aún supera la demanda, lo que representa una buena oportunidad de desarrollo y construcción.

El método de producción original de DMC fue el método del fosgeno, que se desarrolló con éxito en 1918. Sin embargo, la toxicidad y corrosividad del fosgeno limitan la aplicación de este método. Especialmente porque el mundo presta cada vez más atención a la protección del medio ambiente, el método del fosgeno ha sido eliminado. Desde la década de 1980, la investigación sobre la tecnología de producción de carbonato de dimetilo ha atraído una atención generalizada. Según estadísticas de Michael A. Pacheco y Christopher L. Marshall, ha habido más de 200 patentes sobre tecnología de producción DMC desde 1980-1996 [2]. A principios de la década de 1980, la empresa italiana EniChem realizó la industrialización de la síntesis de DMC mediante carbonilación oxidativa de metanol utilizando CuCl como catalizador. Este fue el primer proceso industrializado de síntesis sin fosgeno y el proceso más utilizado. La desventaja de este proceso es que el catalizador se desactiva severamente a tasas de conversión altas, por lo que su tasa de conversión de un solo paso es solo del 20%. En la década de 1990, la investigación sobre la tecnología de síntesis de DMC se desarrolló rápidamente: Ube de Japón mejoró el proceso de carbonilación oxidativa de metanol de EniChem y seleccionó NO como catalizador, evitando así la desactivación del catalizador y haciendo que la tasa de conversión fuera casi del 100%, y se ha industrializado. ha desarrollado un proceso en el que el óxido de etileno reacciona con dióxido de carbono para generar carbonato de etileno, que luego se transesterifica con metanol para generar DMC. Este proceso coproduce etilenglicol y fue industrializado en 1992. Se considera que este método tiene bajo rendimiento y alto costo de producción. La producción anual de DMC debe ser superior a 55 kt para que su inversión y costo sean competitivos con otros métodos. Además, existe un nuevo proceso, a saber, la metanólisis de urea, que puede reducir los costos si se combina con la producción de urea, y se espera que este proceso se comercialice [7~11]. La Tabla 3 proporciona la composición de los procedimientos operativos para los cuatro procesos anteriores para comparar la complejidad de los cuatro procesos. Tabla 3 Comparación de complejidad del proceso DMC proceso metanol carbonilación oxidativa cloruro de cobre óxido nítrico transesterificación (carbonato de etileno) urea descomposición de metanol pasos detallados materia prima compresión de gas compresión de gas crudo evaporación de metanol disolución de urea reacción de carbonilación oxidativa reacción de carbonilación oxidativa transesterificación Reacción reacción de descomposición de metanol recuperación de gas* * *Neptunio hirviendo* * *Utilice dióxido de carbono para eliminar el ácido metil nitroso del destilado hirviendo para generar metanol, recuperar amoníaco, recuperar catalizador, tratar metanol, recuperar metanol, recuperar DMC, recuperar DMC, purificar DMC, purificar carbonato de etileno, recuperar DMC, purificar etilenglicol, purificar disolvente. En los últimos años, las tecnologías clave para la investigación y el desarrollo de DMC siguen siendo la carbonilación oxidativa y la transesterificación. Los métodos típicos de carbonilación oxidativa incluyen el método ENI en fase líquida, el método Dow en fase gaseosa y el método UBE en fase gaseosa a presión atmosférica, mientras que el proceso de transesterificación habitual es la transesterificación de carbonato de etileno o carbonato de propileno con metanol para obtener DMC. Según los informes, Shell desarrolló recientemente un nuevo proceso para producir carbonato de dimetilo a partir de óxido de propileno y carbonato de dimetilo para producir carbonato de dimetilo, que puede reducir significativamente los costos operativos y de inversión. En comparación con el proceso de carbonilación oxidativa, el coste de producción por tonelada de carbonato se reduce en 300 dólares. Este proceso utiliza dióxido de carbono, un gas de efecto invernadero, y es un proceso respetuoso con el medio ambiente que puede reducir las emisiones de carbono en un 10%. Mi país también ha invertido mucha energía en la investigación de la tecnología de transesterificación, pero la mayor parte se concentra en las etapas de laboratorio y piloto. La industrialización solo se puede lograr después de simplificar aún más el flujo del proceso y optimizar el catalizador [12 ~ 17].