डाइमिथाइल कार्बोनेट (डीएमसी)

डीएमसी सिंहावलोकन

 

डाइमिथाइल कार्बोनेट (संक्षिप्त रूप में)डीएमसी), आण्विक सूत्र सी के साथHO, कार्बोनेट एस्टर का एक कम विषैला, बायोडिग्रेडेबल हरा महीन-रासायनिक मध्यवर्ती है। यह परिवेश के तापमान पर एक रंगहीन पारदर्शी तरल है जिसमें हल्की एस्टर जैसी सुगंधित गंध होती है। इसकी आणविक संरचना में मिथाइल, मेथॉक्सी और कार्बोनिल समूहों सहित सक्रिय कार्यात्मक समूह शामिल हैं, जो इसे मिथाइलेशन और कार्बोनिलेशन प्रतिक्रियाशीलता दोनों प्रदान करते हैं। यह फॉस्जीन और डाइमिथाइल सल्फेट जैसे अत्यधिक विषैले कच्चे माल की जगह ले सकता है।

उत्कृष्ट घुलनशील क्षमता की विशेषता के साथ, डीएमसी न केवल पर्यावरण-अनुकूल विलायक के रूप में कार्य करता है, बल्कि लिथियम-आयन बैटरी इलेक्ट्रोलाइट्स के लिए एक मुख्य बुनियादी कच्चा माल भी है। व्यावसायिक रूप से उपलब्ध मुख्यधारा के उत्पाद दो ग्रेड में आते हैं: औद्योगिक ग्रेड और बैटरी ग्रेड। दोनों ग्रेड पानी की मात्रा, मेथनॉल, धातु आयनों और क्लोराइड आयनों सहित अशुद्धियों के नियंत्रण में काफी भिन्न हैं, और इन्हें मनमाने ढंग से एक दूसरे के स्थान पर उपयोग नहीं किया जाएगा।

 

चीन में मुख्यधारा के औद्योगिकीकृत मार्ग एल्केलीन ऑक्साइड ट्रांसएस्टरीफिकेशन हैं, इसके बाद मेथनॉल ऑक्सीडेटिव कार्बोनिलेशन होता है। उच्च विषाक्तता के कारण पारंपरिक फॉस्जीन-आधारित प्रक्रिया को बड़े पैमाने पर समाप्त कर दिया गया है।

एल्केलीन ऑक्साइड ट्रान्सएस्टरीफिकेशन प्रक्रिया

प्रोपलीन कार्बोनेट (पीसी) या एथिलीन कार्बोनेट (ईसी) को पहले प्रोपलीन ऑक्साइड (पीओ) / एथिलीन ऑक्साइड (ईओ) और सीओ से संश्लेषित किया जाता है।, और फिर डीएमसी प्राप्त करने के लिए मेथनॉल के साथ ट्रांसएस्टरीफिकेशन से गुजरता है, उप-उत्पादों के रूप में प्रोपलीन ग्लाइकॉल या एथिलीन ग्लाइकॉल के साथ। कुशल उत्पाद पृथक्करण के लिए मेथनॉल-डीएमसी एज़ोट्रोप को तोड़ने के लिए एक प्रतिक्रियाशील-आसवन युग्मन प्रक्रिया अपनाई जाती है। यह मार्ग उच्च शुद्धता वाले उत्पाद तैयार करने की सुविधा प्रदान करता है। यह बैटरी-ग्रेड डीएमसी के लिए प्रमुख विनिर्माण प्रक्रिया है, इसमें पर्याप्त कच्चे माल की आपूर्ति होती है और यह बड़े पैमाने पर निरंतर उत्पादन के लिए उपयुक्त है।

मेथनॉल ऑक्सीडेटिव कार्बोनिलेशन प्रक्रिया

डीएमसी को विशेष उत्प्रेरक प्रणालियों पर मेथनॉल, कार्बन मोनोऑक्साइड और ऑक्सीजन से सीधे संश्लेषित किया जाता है। यह एकमात्र उप-उत्पाद के रूप में पानी के साथ अनुकूल परमाणु अर्थव्यवस्था प्रदान करता है। फिर भी, उपकरण संक्षारण और उत्प्रेरक स्थिरता नियंत्रण से संबंधित चुनौतियाँ मौजूद हैं। चीन में, यह प्रक्रिया ज्यादातर औद्योगिक-ग्रेड डीएमसी उत्पादन के लिए लागू की जाती है।

ग्रेड मुख्य रूप से ट्रेस अशुद्धियों की नियंत्रण सटीकता में भिन्न होते हैं। बैटरी-ग्रेड डीएमसी धातु आयनों और ध्रुवीय अवशिष्ट अशुद्धियों पर अत्यधिक कठोर आवश्यकताएं लगाती है। औद्योगिक-ग्रेड या परिष्कृत-औद्योगिक-ग्रेड डीएमसी को कभी भी डाउनग्रेड नहीं किया जाना चाहिए और लिथियम-आयन-बैटरी इलेक्ट्रोलाइट विनिर्माण के लिए प्रतिस्थापित नहीं किया जाना चाहिए।

अपस्ट्रीम कच्चा माल

डीएमसी के लिए प्रमुख अपस्ट्रीम फीडस्टॉक्स में मेथनॉल, प्रोपलीन ऑक्साइड / एथिलीन ऑक्साइड और कार्बन डाइऑक्साइड के साथ-साथ विभिन्न उत्प्रेरक सहायक शामिल हैं। मेथनॉल और एल्केलीन ऑक्साइड की बाजार कीमतें डीएमसी उत्पादन लागत के प्रमुख निर्धारक हैं।

डाउनस्ट्रीम अनुप्रयोग

लिथियम-आयन-बैटरी इलेक्ट्रोलाइट उद्योग: कम चिपचिपाहट और उत्कृष्ट कम तापमान वाले प्रदर्शन के साथ, डीएमसी उपभोक्ता बैटरी, पावर बैटरी और ऊर्जा-भंडारण बैटरी के इलेक्ट्रोलाइट्स के लिए एक महत्वपूर्ण विलायक के रूप में कार्य करता है। ईसी, ईएमसी और डीईसी के साथ मिलकर तैयार किया गया, यह लिथियम लवण को घोलता है और लिथियम-आयन संचालन सुनिश्चित करता है, जिससे यह नई-ऊर्जा औद्योगिक श्रृंखला के लिए एक आवश्यक बुनियादी सामग्री बन जाती है।

ग्रीन सिंथेटिक इंटरमीडिएट: फार्मास्यूटिकल्स, कीटनाशकों और पॉली कार्बोनेट पॉलिमर के संश्लेषण के लिए अत्यधिक विषैले फॉस्जीन और डाइमिथाइल सल्फेट को बदलने के लिए मिथाइलेशन और कार्बोनिलेशन अभिकर्मक के रूप में उपयोग किया जाता है।

पर्यावरण-अनुकूल औद्योगिक विलायक: एसीटोन, एमईके, टोल्यूनि को आंशिक रूप से प्रतिस्थापित करने और सिस्टम विषाक्तता और वीओसी उत्सर्जन को कम करने के लिए उच्च-ठोस सामग्री वाले कोटिंग्स और चिपकने वाले पदार्थों में उपयोग किया जाता है।

अन्य क्षेत्र: अर्क, सफाई एजेंट, ईंधन ऑक्सीजन युक्त योजक (केवल अनुसंधान-चरण), विशेष कार्बनिक-संश्लेषण प्रतिक्रिया मीडिया।

डीएमसी का फ्लैश प्वाइंट कम है और यह अत्यधिक ज्वलनशील है। इसका वाष्प हवा से भारी होता है और दूर के ज्वलन स्रोतों से प्रज्वलित होने के लिए जमीन पर फैल सकता है। श्रेणी 3 के ज्वलनशील तरल खतरनाक रसायन के रूप में वर्गीकृत, इसे खतरनाक-रासायनिक नियमों के अनुपालन में सख्ती से संभाला, संग्रहीत और परिवहन किया जाएगा।

भंडारण आवश्यकताएँ: ठंडे और अच्छी तरह हवादार स्थितियों वाले एक समर्पित विस्फोट-प्रूफ खतरनाक-रासायनिक गोदाम में स्टोर करें; गोदाम का तापमान 30 डिग्री से कम रखें। कंटेनरों को एंटी-स्टैटिक अर्थिंग से पूरी तरह सील करके रखें। अलग जोन में स्टोर करें. कभी भी मजबूत ऑक्सीकरण एजेंटों या मजबूत एसिड के साथ संग्रहित न करें।

आग एवं विस्फोट की रोकथाम: वाष्प हवा के साथ विस्फोटक मिश्रण बना सकता है। गोदाम क्षेत्र के भीतर सभी खुली लपटों और स्थैतिक-विद्युत चिंगारी को हटा दें। विस्फोट-रोधी विद्युत उपकरण तैनात करें। दहनशील-गैस डिटेक्टरों और ड्राई-पाउडर/अल्कोहल-प्रतिरोधी फोम अग्निशमन उपकरण से लैस।

परिचालन सुरक्षा: वाष्प आंखों और श्वसन म्यूकोसा को परेशान करता है; त्वचा के साथ तरल पदार्थ के संपर्क से जलन कम हो जाती है। ऑपरेशन के दौरान कार्बनिक-वाष्प श्वासयंत्र, सुरक्षा चश्मे और विलायक-प्रतिरोधी दस्ताने पहनें; कार्य क्षेत्रों में जबरन वेंटिलेशन लागू करें।

परिवहन प्रबंधन: यूएन 1161 वर्ग 3 ज्वलनशील खतरनाक तरल के रूप में परिवहन। सीलबंद गैल्वेनाइज्ड स्टील ड्रम, आईबीसी मध्यवर्ती बल्क कंटेनर या आईएसओ टैंक कंटेनर में जहाज। सीधी धूप, उच्च तापमान और रिसाव से बचाएं। ऑक्सीकरण एजेंटों या खाद्य-संबंधी वस्तुओं के साथ परिवहन न करें।

प्रश्न: डीएमसी और प्रोपलीन कार्बोनेट (पीसी) का चयन और अंतर कैसे करें?

ए: दोनों कार्बोनेट एस्टर से संबंधित हैं। उनके प्रमुख अंतर चिपचिपाहट, ढांकता हुआ स्थिरांक, कम तापमान प्रदर्शन और विद्युत रासायनिक संगतता में निहित हैं। डीएमसी में कम चिपचिपापन और अच्छी कम तापमान वाली तरलता होती है, जो इसे इलेक्ट्रोलाइट्स के लिए एक मंदक विलायक के रूप में उपयुक्त बनाती है; फिर भी इसका ढांकता हुआ स्थिरांक अपेक्षाकृत कम है और अकेले उपयोग करने पर यह लिथियम लवण को पूरी तरह से भंग नहीं कर सकता है। पीसी में उच्च ढांकता हुआ स्थिरांक और मजबूत घुलनशील क्षमता होती है, लेकिन ग्रेफाइट एनोड में विलायक सह-अंतर्क्षेपण की संभावना होती है। इसे आम तौर पर वाणिज्यिक तरल लिथियम-आयन बैटरियों के लिए मुख्य विलायक के रूप में नहीं अपनाया जाता है (विशेष उच्च-सांद्रता फॉर्मूलेशन के तहत छोटी खुराकें जोड़ी जा सकती हैं)। पीसी का उपयोग ज्यादातर हाई-वोल्टेज कैपेसिटर और कोटिंग सॉल्वैंट्स के लिए किया जाता है। लिथियम-आयन-बैटरी इलेक्ट्रोलाइट सिस्टम आमतौर पर कई कार्बोनेट का मिश्रण होते हैं; प्रत्यक्ष एक-से-एक प्रतिस्थापन की अनुमति नहीं है।

प्रश्न: औद्योगिक-ग्रेड, परिष्कृत-औद्योगिक-ग्रेड और बैटरी-ग्रेड डीएमसी में से कैसे चयन करें?

ए: तीन ग्रेड समान आणविक रासायनिक संरचना साझा करते हैं। उनका मुख्य अंतर पानी, मेथनॉल, क्लोराइड आयनों और धातु आयनों जैसी अशुद्धियों का पता लगाने के लिए नियंत्रण परिशुद्धता में निहित है, और वे अनुप्रयोग परिदृश्यों में एक दूसरे को प्रतिस्थापित नहीं कर सकते हैं। औद्योगिक-ग्रेड डीएमसी योग्य बुनियादी अशुद्धियों के साथ लागत प्रभावी प्रदर्शन प्रदान करता है, जो कोटिंग्स, चिपकने वाले और सामान्य कार्बनिक संश्लेषण के लिए उपयुक्त है। परिष्कृत-औद्योगिक-ग्रेड डीएमसी में उच्च-स्तरीय कोटिंग्स और सामान्य सूक्ष्म-रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए पानी और प्रकाश-घटक अशुद्धियों पर कड़ा नियंत्रण होता है। बैटरी-ग्रेड डीएमसी पानी, क्लोराइड आयनों और धातु आयनों को पीपीएम या यहां तक ​​कि पीपीबी स्तर तक नियंत्रित करने के साथ सुधार और सोखना के माध्यम से गहरी शुद्धिकरण से गुजरती है, और विशेष रूप से लिथियम-आयन-बैटरी इलेक्ट्रोलाइट उत्पादन के लिए अभिप्रेत है। लिथियम-बैटरी निर्माण में औद्योगिक-ग्रेड या परिष्कृत-औद्योगिक-ग्रेड डीएमसी के साथ डाउनग्रेडेड प्रतिस्थापन सख्त वर्जित है।

प्रश्न: चीन के डीएमसी उद्योग के औद्योगिक लाभ क्या हैं?

उत्तर: चीन प्रमुख औद्योगिक शक्तियों के साथ दुनिया का सबसे बड़ा डीएमसी उत्पादक और उपभोक्ता है। मेथनॉल और प्रोपलीन ऑक्साइड की पर्याप्त घरेलू आपूर्ति द्वारा समर्थित, चीन के पास परिपक्व ट्रांसएस्टरीफिकेशन और ऑक्सीडेटिव कार्बोनिलेशन प्रक्रियाएं हैं और उत्पादन क्षमता में विश्व स्तर पर अग्रणी है। बैटरी-ग्रेड डीएमसी के लिए घरेलू गहन-शुद्धिकरण और धातु-आयन-हटाने वाली प्रौद्योगिकियां अंतरराष्ट्रीय स्तर पर उन्नत स्तर पर पहुंच गई हैं। नई-ऊर्जा लिथियम-बैटरी, फाइन-केमिकल और कोटिंग उद्योगों की बाजार मांगों को पूरा करने के लिए औद्योगिक-ग्रेड, परिष्कृत-ग्रेड और बैटरी-ग्रेड डीएमसी सहित पूर्ण-श्रृंखला उत्पादों का बड़े पैमाने पर उत्पादन किया जा सकता है। REACH और GHS जैसे अनुरूप दस्तावेज़ों के साथ एक संपूर्ण निर्यात आपूर्ति श्रृंखला उपलब्ध है।

इस दस्तावेज़ में पैरामीटर, प्रक्रियाएं और औद्योगिक डेटा केवल संदर्भ के लिए सार्वजनिक रूप से उपलब्ध आधिकारिक स्रोतों से संकलित किए गए हैं:

आईसीएससी अंतर्राष्ट्रीय रासायनिक सुरक्षा कार्ड, केमिकलबुक भौतिक-संपत्ति डेटाबेस (सीएएस 616-38-6) - बुनियादी भौतिक रासायनिक संकेतक और खतरा वर्गीकरण

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