디메틸카보네이트(DMC)

DMC개요

 

디메틸카보네이트(약어로는DMC), 분자식 CHO는 독성이 낮고 생분해성인 녹색 정밀화학 탄산에스테르 중간체입니다. 상온에서 희미한 에스테르 같은 방향족 냄새가 나는 무색 투명한 액체입니다. 분자 구조에는 메틸, 메톡시 및 카르보닐기를 포함한 활성 작용기가 포함되어 있어 메틸화 및 카르보닐화 반응성을 모두 부여합니다. 포스겐, 황산디메틸 등 독성이 높은 원료를 대체할 수 있습니다.

DMC는 뛰어난 용해력을 바탕으로 친환경 용매일 뿐만 아니라 리튬이온전지 전해질의 핵심 기초원료 역할을 합니다. 시중에서 판매되는 주류 제품은 산업 등급과 배터리 등급의 두 가지 등급으로 분류됩니다. 두 등급은 수분함량, 메탄올, 금속이온, 염화물이온 등의 불순물 관리에 있어 큰 차이가 있으므로 임의로 혼용하여 사용할 수 없다.

 

중국의 주요 산업화 경로는 산화 알킬렌 에스테르 교환 반응과 그 뒤를 잇는 메탄올 산화 카르보닐화 반응입니다. 전통적인 포스겐 기반 공정은 독성이 높기 때문에 대부분 단계적으로 폐지되었습니다.

알킬렌 산화물 에스테르교환 공정

프로필렌카보네이트(PC) 또는 에틸렌카보네이트(EC)는 프로필렌옥사이드(PO)/에틸렌옥사이드(EO)와 CO로부터 먼저 합성됩니다., 그런 다음 메탄올과 에스테르 교환 반응을 거쳐 DMC를 생성하고 부산물로 프로필렌 글리콜 또는 에틸렌 글리콜이 생성됩니다. 효율적인 제품 분리를 위해 메탄올-DMC 공비혼합물을 분해하기 위해 반응 증류 커플링 공정이 채택되었습니다. 이 경로는 고순도 제품 준비를 용이하게 합니다. 배터리급 DMC의 주요 제조공정으로 원료공급이 충분하고 대규모 연속생산에 적합하다.

메탄올 산화적 카르보닐화 공정

DMC는 특수 촉매 시스템을 통해 메탄올, 일산화탄소 및 산소로부터 직접 합성됩니다. 물을 유일한 부산물로 사용하여 유리한 원자 경제성을 제공합니다. 그럼에도 불구하고 장비 부식 및 촉매 안정성 제어와 관련된 과제가 존재합니다. 중국에서는 이 공정이 대부분 산업용 등급 DMC 생산에 적용됩니다.

등급은 주로 미량 불순물의 제어 정밀도에 따라 다릅니다. 배터리 등급 DMC는 금속 이온 및 극성 잔류 불순물에 대해 매우 엄격한 요구 사항을 적용합니다. 산업 등급 또는 정제 산업 등급 DMC는 절대로 다운그레이드되거나 리튬 이온 배터리 전해질 제조를 대체할 수 없습니다.

업스트림 원자재

DMC의 주요 업스트림 공급원료에는 다양한 촉매 보조제와 함께 메탄올, 산화프로필렌/산화에틸렌 및 이산화탄소가 포함됩니다. 메탄올과 산화 알킬렌의 시장 가격은 DMC 생산 비용을 결정하는 주요 요인입니다.

다운스트림 애플리케이션

리튬이온전지 전해질 산업: DMC는 점도가 낮고 저온 성능이 뛰어나 소비자용 배터리, 전력 배터리, 에너지 저장 배터리의 전해질에 중요한 용매로 작용합니다. EC, EMC, DEC와 함께 제조된 이 물질은 리튬염을 용해하고 리튬 이온 전도를 보장하여 신에너지 산업 체인의 필수 기본 소재입니다.

녹색 합성 중간체: 의약품, 살충제, 폴리카보네이트 폴리머 합성 시 독성이 강한 포스겐과 황산디메틸을 대체하는 메틸화 및 카르보닐화 시약으로 적용됩니다.

친환경 산업용 용제: 아세톤, MEK, 톨루엔을 부분적으로 대체하고 시스템 독성과 VOC 배출을 낮추기 위해 고형분 코팅 및 접착제에 사용됩니다.

기타 분야: 추출제, 세척제, 연료산소첨가제(연구단계에만 해당), 특수 유기합성 반응매체.

DMC는 인화점이 낮고 인화성이 높습니다. 증기는 공기보다 무거우며 지면을 따라 퍼져 먼 발화원에서 발화될 수 있습니다. 3급 인화성 액체 유해화학물질로 분류되며, 유해화학물질 규정을 엄격히 준수하여 취급, 보관, 운송해야 합니다.

저장 요구 사항: 서늘하고 환기가 잘 되는 방폭형 유해화학물질 전용창고에 보관하시오. 창고 온도를 30도 이하로 유지하십시오. 정전기 방지 접지로 용기를 완전히 밀봉한 상태로 보관하십시오. 별도의 구역에 보관하세요. 절대로 강산화제, 강산 등과 함께 보관하지 마십시오.

화재 및 폭발 예방: 증기는 공기와 혼합되어 폭발성 혼합물을 형성할 수 있습니다. 창고 구역 내의 모든 화염과 정전기 스파크를 제거하십시오. 방폭형 전기 장비를 배치하십시오. 가연성 가스 감지기 및 건조 분말/내알코올성 포말 소화 장치를 갖추고 있습니다.

운영 보호: 증기는 눈과 호흡기 점막을 자극합니다. 피부에 액체가 접촉하면 탈지 자극이 유발됩니다. 작업 중에는 유기 증기 호흡기, 안전 고글 및 내용제성 장갑을 착용하십시오. 작업 구역에 강제 환기를 실시합니다.

운송 관리: UN 1161 클래스 3 인화성 위험 액체로 운송하십시오. 밀봉된 아연도금 강철 드럼, IBC 중간 벌크 컨테이너 또는 ISO TANK 컨테이너로 배송됩니다. 직사광선, 고온 및 누출로부터 보호하십시오. 산화제나 식품 관련 물품과 함께 운송하지 마십시오.

Q: DMC와 프로필렌카보네이트(PC)를 어떻게 선택하고 구별하나요?

A: 둘 다 탄산에스테르에 속합니다. 주요 차이점은 점도, 유전 상수, 저온 성능 및 전기화학적 호환성에 있습니다. DMC는 점도가 낮고 저온 유동성이 우수하여 전해질 희석 용매로 적합합니다. 그러나 유전율이 상대적으로 낮고 단독으로 사용하면 리튬염을 완전히 용해시킬 수 없습니다. PC는 유전율이 높고 용해력이 강하지만 흑연 양극에 용매가 함께 삽입되는 경향이 있습니다. 일반적으로 상업용 액체 리튬 이온 배터리의 주요 용매로 채택되지 않습니다(특수 고농도 제제에서는 소량을 첨가할 수 있음). PC는 주로 고전압 콘덴서, 코팅용제 등에 사용됩니다. 리튬 이온 배터리 전해질 시스템은 일반적으로 여러 탄산염의 혼합물입니다. 직접적인 일대일 대체는 허용되지 않습니다.

Q: 산업 등급, 정제 산업 등급 및 배터리 등급 DMC 중에서 선택하는 방법은 무엇입니까?

A: 세 가지 등급은 동일한 분자 화학 구조를 공유합니다. 이들의 핵심 차이점은 물, 메탄올, 염화물 이온 및 금속 이온과 같은 미량 불순물에 대한 제어 정밀도에 있으며 애플리케이션 시나리오 전반에 걸쳐 서로를 대체할 수 없습니다. 산업용 등급 DMC는 코팅, 접착제 및 일반 유기 합성에 적합한 자격을 갖춘 기본 불순물로 비용 효율적인 성능을 제공합니다. 정제된 산업 등급 DMC는 고급 코팅 및 일반 정밀 화학 반응을 위해 물과 경성분 불순물을 엄격하게 제어하는 ​​기능을 갖추고 있습니다. 배터리 등급 DMC는 정류 및 흡착을 통해 물, 염화물 이온 및 금속 이온을 ppm 또는 심지어 ppb 수준까지 제어하여 심층 정화를 거치며 리튬 이온 배터리 전해질 생산에만 사용됩니다. 리튬 배터리 제조 시 산업 등급 또는 정제 산업 등급 DMC로의 다운그레이드 대체는 엄격히 금지됩니다.

Q: 중국 DMC 산업의 산업적 장점은 무엇인가?

A: 중국은 세계 최대의 DMC 생산국이자 소비자이며, 뛰어난 산업적 강점을 갖고 있습니다. 메탄올과 산화프로필렌의 충분한 국내 공급에 힘입어 중국은 성숙한 에스테르교환 및 산화적 카르보닐화 공정을 보유하고 있으며 생산 능력에서 전 세계적으로 선두를 달리고 있습니다. 배터리급 DMC의 국내 심층정제 및 금속이온 제거 기술은 이미 국제적으로 앞선 수준에 도달했습니다. 산업용 등급, 정제 등급, 배터리 등급 DMC를 포함한 풀 시리즈 제품을 대량 생산하여 신에너지 리튬 배터리, 정밀 화학 및 코팅 산업의 시장 수요를 충족할 수 있습니다. REACH 및 GHS와 같은 규정 준수 문서를 통해 완전한 수출 공급망을 이용할 수 있습니다.

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