Tổng quan về sản phẩm
Dung môi hữu cơ Propylen cacbonat(viết tắt là PC), còn gọi là 1,2-propanediol cacbonat, là dung môi hữu cơ cacbonat tuần hoàn gồm 5 thành phần quan trọng với công thức phân tử C₄H₆O₃. Ở nhiệt độ môi trường xung quanh, nó là chất lỏng trong suốt không màu, không mùi. Với điểm sôi cao, điểm nóng chảy thấp, điểm chớp cháy cao, khả năng hòa tan mạnh, hằng số điện môi cao và độ bay hơi thấp với độc tính thấp, nó được ca ngợi là "dung môi xanh".
Dung môi hữu cơ Propylene cacbonat hòa tan trong nước và trộn lẫn với hầu hết các dung môi hữu cơ như etanol, ete, axeton, benzen và cloroform. Nó có thể hòa tan nhiều vật liệu polymer và muối kim loại. Hưởng lợi từ các đặc tính hóa lý tuyệt vời của nó, nó được ứng dụng rộng rãi trong các dung môi điện phân pin lithium-ion, chiết và tách công nghiệp, lọc khí, sơn và mực, hóa chất sử dụng hàng ngày và các chất trung gian tổng hợp hữu cơ. Nó đóng vai trò là nguyên liệu thô cơ bản quan trọng trong chuỗi công nghiệp hóa chất xanh và năng lượng mới hiện đại.
Thông số cơ bản
|
Mục |
Đặc điểm kỹ thuật |
|
Tên hóa học |
Propylene cacbonat (1,2-Propanediol cacbonat) |
|
Số CAS |
108-32-7 |
|
Số EINECS |
203-572-1 |
|
Công thức phân tử |
C₄H₆O₃ |
|
Trọng lượng phân tử |
102.09 |
|
Vẻ bề ngoài |
Chất lỏng trong suốt không màu, không mùi |
|
điểm nóng chảy |
Xấp xỉ. −48,8 độ |
|
Điểm sôi |
240-243 độ (ở áp suất khí quyển) |
|
Mật độ tương đối |
1.204-1.210 (20 độ) |
|
Điểm chớp cháy |
Khoảng. 132 độ (cốc kín) |
|
chỉ số khúc xạ |
1.421-1.422 (20 độ) |
|
Áp suất hơi bão hòa |
Khoảng. 0.13 mmHg (20 độ ) |
|
độ hòa tan |
Hòa tan trong nước; có thể trộn với các dung môi hữu cơ bao gồm ethanol, ether, axeton, benzen và cloroform |
|
Hằng số điện môi |
Xấp xỉ. 64 (25 độ ); độ phân cực cao và sức mạnh hòa tan mạnh mẽ |
Quy trình sản xuất
Sự cộng vòng của Propylene Oxide (PO) và CO₂
Nguyên tắc.PO phản ứng với CO₂ trên chất xúc tác để tạo thành propylene cacbonat, với hiệu suất nguyên tử 100% lý tưởng. Chất xúc tác mở vòng ba thành viên của PO, sau đó đưa CO₂ vào và đóng vòng thành cacbonat vòng năm thành viên. Các phản ứng phụ chính: Tự trùng hợp PO thành polyete và đồng trùng hợp với CO₂ thành poly(propylene cacbonat) (PPC), tiêu tốn nguyên liệu và làm giảm hiệu suất PC.
Nguyên liệu & chất xúc tác.PO, CO₂ cấp công nghiệp; chất xúc tác hỗn hợp kim loại iodua, chất lỏng ion được hỗ trợ, muối kẽm/nhôm, halogenua và chất lỏng ion imidazolium.
Điều kiện. 120–160 °C, 2.0–5.0 MPa, 3–5 h. PO conversion 95–99%, PC selectivity >98%.
Chảy.
Xử lý trước: khử nước PO và làm khô CO₂ để ngăn chặn quá trình thủy phân chất xúc tác.
Phản ứng khuấy ở áp suất cao; tỏa nhiệt mạnh, làm mát tuần hoàn.
Làm mát, giảm áp suất và nhấp nháy; nén lại và tái chế CO₂ không phản ứng.
Tách chất xúc tác, sau đó chưng cất chân không để loại bỏ PO và oligome polyete dư.
Quá trình phosgen
Nguyên tắc.Lộ trình hai bước: 1,2-propanediol trước tiên phản ứng với phosgene (COCl₂) để tạo thành 2-hydroxypropyl chloroformate, sau đó chuyển hóa nội phân tử bằng cách loại bỏ HCl thành PC. Tổng thể: CH₃CH(OH)CH₂OH + COCl₂ → C₄H₆O₃ + 2HCl↑. Sản phẩm phụ bao gồm các oligome polycarbonate và tạp chất clo hữu cơ.
Nguyên liệu & điều kiện.1,2-propanediol, phosgene; 75–80 độ ở áp suất khí quyển; khí đuôi HCl lớn cần trung hòa kiềm.
Chảy.Cho ăn propylene glycol, từ từ thêm phosgene để acyl hóa; hấp thụ khí đuôi HCl dưới dạng axit clohydric; nhiệt để chu kỳ; sản phẩm thô được rửa bằng kiềm để loại bỏ phosgene/HCl dư; tách pha và chưng cất chân không thành PC.
Quá trình chuyển hóa este
Nguyên tắc.Phản ứng chuyển hóa este chéo xúc tác axit/bazơ thuận nghịch của dimethyl cacbonat (DMC) và 1,2-propanediol tạo ra PC và metanol. Loại bỏ metanol liên tục sẽ chuyển trạng thái cân bằng về phía PC. Phản ứng phụ: oligome polycarbonate có trọng lượng phân tử cao.
Nguyên liệu & chất xúc tác.DMC, 1,2-propanediol; natri methoxide, organotin (dibutyltin dilaurate), bazơ rắn.
Điều kiện.90–130 độ ở áp suất khí quyển/giảm; chưng cất metanol trong quá trình phản ứng. Chuyển đổi propylene glycol một lần 70–80%; nguyên liệu chưa phản ứng được tái chế.
Chảy.Chưng cất phản ứng: chưng cất metanol để phá vỡ trạng thái cân bằng; trung hòa chất xúc tác đồng nhất sau phản ứng; thu hồi tuần tự metanol, DMC và propylene glycol; PC thô được chưng cất chân không thành sản phẩm.
So sánh quy trình trong nháy mắt
|
Tuyến đường |
Nguyên liệu chính |
Điều kiện |
Sự đánh đổi chính |
|
Cộng vòng tuần hoàn PO + CO₂ |
PO, CO₂ |
120–160 độ, 2,0–5,0 MPa |
Màu xanh lá cây, nền kinh tế nguyên tử 100%; cần áp suất cao và chất xúc tác hoạt động; nguy cơ sản phẩm phụ PPC |
|
photgen |
1,2-propanediol, phosgene |
75–80 độ, khí quyển |
Trưởng thành nhưng sử dụng phosgene độc hại; thải ra HCl và tạp chất clo |
|
Transester hóa |
DMC, 1,2-propandiol |
90–130 độ, khí quyển/giảm |
Điều kiện nhẹ; giới hạn cân bằng (70–80% một lần), yêu cầu tái chế |
Lớp sản phẩm
|
chỉ mục |
Cấp pin |
Cấp dược phẩm |
Cấp công nghiệp |
sử dụng điển hình |
|
độ tinh khiết |
Lớn hơn hoặc bằng 99,90% |
Lớn hơn hoặc bằng 99,50% |
Lớn hơn hoặc bằng 99,00% |
- |
|
dư lượng PO |
Nhỏ hơn hoặc bằng 0,0100% |
Nhỏ hơn hoặc bằng 0,1000% |
Nhỏ hơn hoặc bằng 0,2500% |
- |
|
Các giới hạn chính khác |
Nước Nhỏ hơn hoặc bằng 10 ppm; ion kim loại đơn lẻ Nhỏ hơn hoặc bằng 1 ppm; tổng Cl Nhỏ hơn hoặc bằng 1 ppm |
Propylene glycol Nhỏ hơn hoặc bằng 0,0500%; kim loại nặng nghiêm ngặt (Pb, As, Cd) và tổng Cl |
Thông số chung về nước/glycol/phân đoạn; kim loại và Cl không bị hạn chế chặt chẽ |
- |
|
Ứng dụng |
Li-ion, chất điện phân pin lưu trữ năng lượng và năng lượng; COA + SDS được cung cấp |
Dung môi phản ứng và tổng hợp trung gian dược phẩm (không tự động cấp tá dược) |
Chất chiết, chất hóa dẻo, dung môi công nghiệp, chất phụ gia phủ, hóa chất tinh khiết |
- |
Chuỗi công nghiệp thượng nguồn và hạ nguồn
Thượng nguồn.Nguyên liệu cốt lõi là PO và CO₂. Chi phí PO và nguồn cung trực tiếp thiết lập giá PC; Khả năng PO chủ yếu đến từ các quá trình chlorohydrin, đồng oxy hóa và HPPO (hydro peroxide thành PO). CO₂ chủ yếu được thu hồi từ các đơn vị công nghiệp, phù hợp với xu hướng tái chế tài nguyên.
Hạ lưu.
Dung môi điện phân Li-ion– dung môi cacbonat quan trọng cho xe điện và pin lưu trữ năng lượng; động lực tăng trưởng chính.
Dung môi công nghiệp xanh– Tách chiết, khử lưu huỳnh/khử cacbon trong khí, sơn, mực và tẩy sơn, thay thế dung môi VOC có độc tính cao.
Hóa chất tốt & hàng ngày– Mỹ phẩm, chăm sóc cá nhân, dược phẩm trung gian, chất mang tổng hợp hữu cơ.
Người khác– Chất dẻo dẻo, chất kết dính, chất trợ in-nhuộm.
An toàn, lưu trữ và vận chuyển
PC có độc tính thấp, độ bay hơi thấp và điểm chớp cháy cao; nó thường không được phân loại là hóa chất nguy hiểm, mặc dù nó dễ cháy.
Kho:kho chuyên dụng mát mẻ, khô ráo, thông thoáng; tránh xa nguồn lửa/nhiệt, chất oxy hóa mạnh, axit và bazơ; bịt kín các thùng chứa chống ẩm.
Phòng cháy chữa cháy:không có ngọn lửa trần trong khu vực lưu trữ; cung cấp các thiết bị chữa cháy phù hợp.
Hoạt động:đeo găng tay và kính bảo hộ, đảm bảo thông gió; hơi nồng độ cao có thể gây kích ứng khi tiếp xúc kéo dài.
Chuyên chở:thùng chứa chuyên dụng sạch sẽ, kín; vận chuyển như hóa chất thông thường; ngăn ngừa lật đổ, ánh nắng trực tiếp và độ ẩm.
Câu hỏi thường gặp (FAQ)
Hỏi: Sự khác biệt cốt lõi giữa cấp công nghiệp, cấp pin/điện tử và cấp dược phẩm là gì và làm thế nào để chọn loại thích hợp?
A: Cả ba lớp đều có cấu trúc phân tử giống hệt nhau. Sự khác biệt cốt lõi nằm ở độ tinh khiết, hàm lượng nước và độ chính xác kiểm soát tạp chất và ion kim loại. Chúng không thể thay thế cho nhau cho các tình huống khác nhau.
PC cấp công nghiệp: Hiệu quả về mặt chi phí với việc tuân thủ tạp chất cơ bản. Thích hợp cho các dung môi đa năng, tách chiết, lọc khí, sơn và mực và các ứng dụng công nghiệp thông thường khác.
PC cấp pin/điện tử: Được sản xuất thông qua quá trình thanh lọc cực sâu; độ tinh khiết Lớn hơn hoặc bằng 99,9% với hàm lượng nước và ion kim loại ở mức ppm đến ppb. Dành riêng cho chất điện phân pin lithium-ion và các ứng dụng hóa học điện tử cao cấp có độ chính xác cao.
PC cấp dược phẩm/mỹ phẩm: Các chỉ số vệ sinh và tạp chất được kiểm soát chặt chẽ, độ kích ứng thấp và hiệu suất an toàn cao. Thích hợp cho các công thức mỹ phẩm, sản phẩm chăm sóc cá nhân và các tình huống trung cấp về dược phẩm.
Việc lựa chọn cấp phải tập trung vào độ tinh khiết, hàm lượng nước và chỉ số ion kim loại. Quá nhiều nước hoặc ion kim loại trong các ứng dụng điện phân sẽ làm giảm hiệu suất của pin và có thể gây ra các mối nguy hiểm về an toàn. Việc thay thế hạ cấp bị cấm đối với các kịch bản sản xuất có độ chính xác cao.
Hỏi: Làm thế nào để phân biệt và lựa chọn giữa propylene cacbonat (PC), dimethyl cacbonat (DMC), ethyl methyl cacbonat (EMC) và diethyl cacbonat (DEC)?
Trả lời: Cả bốn đều là dung môi gốc cacbonat phổ biến cho chất điện phân pin lithium-ion. Việc lựa chọn dựa trên cấu trúc phân tử, hằng số điện môi, điểm sôi và hiệu suất ở nhiệt độ thấp.
Propylene cacbonat (PC): Cacbonat tuần hoàn có hằng số điện môi cao, khả năng hòa tan muối lithium mạnh, điểm sôi cao và điểm đóng băng thấp cho hiệu suất tốt ở nhiệt độ thấp; một thành phần điện giải quan trọng.
Dimetyl cacbonat (DMC), Ethyl Metyl cacbonat (EMC), Dietyl cacbonat (DEC): Cacbonat tuyến tính có độ nhớt thấp và độ bay hơi vừa phải, cải thiện độ ẩm và độ an toàn của chất điện phân. Thường được xây dựng cùng với PC.
Việc lựa chọn tuân theo các mục tiêu về công thức điện phân: Ưu tiên PC khi cần hiệu suất điện môi cao, phạm vi nhiệt độ hoạt động rộng và khả năng hòa tan mạnh. Đưa cacbonat tuyến tính vào theo tỷ lệ thích hợp để có độ nhớt thấp và làm ướt nhanh. Trong thực tế, công thức hỗn hợp được áp dụng rộng rãi.
Hỏi: Lợi thế cạnh tranh của ngành công nghiệp propylene-carbonate của Trung Quốc là gì?
Trả lời: Được hỗ trợ bởi công nghệ tuần hoàn propylene-oxide-carbon-dioxide trưởng thành và ổn định, ngành công nghiệp propylene-carbonate của Trung Quốc có các chuỗi công nghiệp hỗ trợ hoàn chỉnh và năng lực sản xuất hàng đầu thế giới. Công nghệ làm sạch sâu cấp pin đã được chứng minh của nó cho phép cung cấp hàng loạt các sản phẩm đầy đủ bao gồm cấp công nghiệp, cấp pin/điện tử và cấp dược phẩm. Sản phẩm đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế đồng thời mang lại lợi thế vượt trội về chi phí, đáp ứng nhu cầu thị trường quan trọng từ các ngành công nghiệp hóa chất và năng lượng mới pin lithium của Trung Quốc.
Shanghai Dingwujin Chemical Co., Ltd. tận dụng thị trường propylene-carbonate nội địa rộng lớn ở Trung Quốc để phát triển hoạt động kinh doanh sản phẩm hóa chất nhắm vào Trung-Đông Âu vàUkraina. Dựa trên nguồn tài nguyên công nghiệp hóa chất toàn diện của Trung Quốc, chúng tôi đã xây dựng hệ thống dịch vụ giá trị gia tăng bảy chiều bao gồm thu mua, sản xuất theo yêu cầu, xây dựng thương hiệu riêng, xử lý đóng gói, tuân thủ xanh, thử nghiệm có thẩm quyền và quản lý rủi ro ESG dài hạn. Chúng tôi chuyên lập kế hoạch chuỗi cung ứng hóa chất, kiểm soát rủi ro tuân thủ và giao hàng nội địa hóa, cung cấp các giải pháp công nghiệp hóa chất chuyên nghiệp cho khách hàng ở Trung-Đông Âu và Ukraina.
Khám phá thêm:
