कार्बनिक विलायक-प्रोपलीन कार्बोनेट

उत्पाद अवलोकन

कार्बनिक विलायक प्रोपलीन कार्बोनेट(संक्षिप्त रूप में पीसी), जिसे 1,2-प्रोपेनेडियोल कार्बोनेट के रूप में भी जाना जाता है, आणविक सूत्र C₄H₆O₃ के साथ एक महत्वपूर्ण पांच-सदस्यीय चक्रीय कार्बोनेट कार्बनिक विलायक है। परिवेश के तापमान पर, यह एक रंगहीन, गंधहीन पारदर्शी तरल है। उच्च क्वथनांक, कम गलनांक, उच्च फ़्लैश बिंदु, मजबूत घुलनशील क्षमता, उच्च ढांकता हुआ स्थिरांक और कम विषाक्तता के साथ कम अस्थिरता की विशेषता के कारण, इसे "हरित विलायक" के रूप में जाना जाता है।

कार्बनिक सॉल्वैंट्स प्रोपलीन कार्बोनेट पानी में घुलनशील है और इथेनॉल, ईथर, एसीटोन, बेंजीन और क्लोरोफॉर्म जैसे अधिकांश कार्बनिक सॉल्वैंट्स के साथ मिश्रणीय है। यह कई पॉलिमर सामग्री और धातु लवण को भंग कर सकता है। अपने उत्कृष्ट भौतिक रासायनिक गुणों से लाभान्वित होकर, इसे लिथियम-आयन बैटरी इलेक्ट्रोलाइट सॉल्वैंट्स, औद्योगिक निष्कर्षण और पृथक्करण, गैस शोधन, कोटिंग्स और स्याही, दैनिक उपयोग रसायनों और कार्बनिक संश्लेषण मध्यवर्ती में व्यापक रूप से लागू किया जाता है। यह आधुनिक हरित रसायन और नई ऊर्जा औद्योगिक श्रृंखलाओं के भीतर एक महत्वपूर्ण बुनियादी कच्चे माल के रूप में कार्य करता है।

बुनियादी पैरामीटर

उत्पादन प्रक्रियाएं

प्रोपलीन ऑक्साइड (PO) और CO₂ का साइक्लोडिशन

सिद्धांत.आदर्श 100% परमाणु अर्थव्यवस्था के साथ, PO एक उत्प्रेरक पर CO₂ के साथ प्रतिक्रिया करके प्रोपलीन कार्बोनेट बनाता है। उत्प्रेरक पीओ की तीन-सदस्यीय रिंग को खोलता है, इसके बाद पांच-सदस्यीय चक्रीय कार्बोनेट में CO₂ का सम्मिलन और रिंग बंद हो जाता है। मुख्य पक्ष प्रतिक्रियाएं: PO सेल्फ-पॉलीमराइजेशन से पॉलीईथर, और CO₂ के साथ पॉली (प्रोपलीन कार्बोनेट) (PPC) में कोपोलिमराइजेशन, जो फीडस्टॉक की खपत करता है और पीसी उपज को कम करता है।

कच्चा माल एवं उत्प्रेरक।पीओ, औद्योगिक-ग्रेड CO₂; आयोडाइड-धातु मिश्रित उत्प्रेरक, समर्थित आयनिक तरल पदार्थ, जस्ता/एल्यूमीनियम लवण, हैलाइड और इमिडाज़ोलियम आयनिक तरल पदार्थ।

स्थितियाँ। 120–160 °C, 2.0–5.0 MPa, 3–5 h. PO conversion 95–99%, PC selectivity >98%.

प्रवाह।

प्रीट्रीट: उत्प्रेरक हाइड्रोलिसिस को रोकने के लिए PO को निर्जलित करें और CO₂ को सुखाएं।

उच्च दबाव से उत्तेजित प्रतिक्रिया; अत्यधिक ऊष्माक्षेपी, परिसंचारी शीतलता के साथ।

ठंडा करें, दबाव डालें और फ़्लैश करें; अप्रतिक्रियाशील CO₂ को पुनः संपीड़ित और पुनर्चक्रित करें।

उत्प्रेरक को अलग करें, फिर अवशिष्ट पीओ और पॉलीथर ऑलिगोमर्स को हटाने के लिए वैक्यूम-डिस्टिल करें।

फॉस्जीन प्रक्रिया

सिद्धांत.दो-चरणीय मार्ग: 1,2-प्रोपेनेडियोल पहले फॉस्जीन (COCl₂) के साथ प्रतिक्रिया करके 2-हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल क्लोरोफॉर्मेट बनाता है, फिर एचसीएल उन्मूलन के साथ पीसी में इंट्रामोल्युलर रूप से चक्रित होता है। कुल मिलाकर: CH₃CH(OH)CH₂OH + COCl₂ → C₄H₆O₃ + 2HCl↑। उप-उत्पादों में पॉलीकार्बोनेट ऑलिगोमर्स और ऑर्गेनोक्लोरिन अशुद्धियाँ शामिल हैं।

कच्चा माल एवं शर्तें.1,2-प्रोपेनेडियोल, फॉसजीन; वायुमंडलीय दबाव पर 75-80 डिग्री; बड़ी एचसीएल टेल गैस को क्षार निराकरण की आवश्यकता होती है।

प्रवाह।प्रोपलीन ग्लाइकोल खिलाएं, एसाइलेशन के लिए धीरे-धीरे फॉस्जीन डालें; एचसीएल टेल गैस को हाइड्रोक्लोरिक एसिड के रूप में अवशोषित करें; चक्रीय करने के लिए गर्मी; अवशिष्ट फॉस्जीन/एचसीएल को हटाने के लिए कच्चे उत्पाद को क्षारीय रूप से धोएं; तैयार पीसी के लिए चरण-पृथक और वैक्यूम-डिस्टिल।

ट्रांसएस्टरीफिकेशन प्रक्रिया

सिद्धांत.डाइमिथाइल कार्बोनेट (डीएमसी) और 1,2-प्रोपेनेडियोल के प्रतिवर्ती एसिड/बेस-उत्प्रेरित ट्रांसएस्टरीफिकेशन से पीसी और मेथनॉल प्राप्त होता है। निरंतर मेथनॉल हटाने से संतुलन पीसी की ओर बदल जाता है। साइड रिएक्शन: उच्च आणविक भार पॉली कार्बोनेट ऑलिगोमर्स।

कच्चा माल एवं उत्प्रेरक।डीएमसी, 1,2-प्रोपेनेडियोल; सोडियम मेथॉक्साइड, ऑर्गेनोटिन (डिब्यूटिल्टिन डाइलौरेट), ठोस आधार।

स्थितियाँ।वायुमंडलीय/कम दबाव पर 90-130 डिग्री; प्रतिक्रिया के दौरान मेथनॉल आसवित हो जाता है। एकल-पास प्रोपलीन ग्लाइकोल रूपांतरण 70-80%; अप्रतिक्रियाशील फीडस्टॉक का पुनर्चक्रण किया गया।

प्रवाह।प्रतिक्रियाशील आसवन: संतुलन को तोड़ने के लिए मेथनॉल को ओवरहेड आसवन करें; प्रतिक्रिया के बाद सजातीय उत्प्रेरक को निष्क्रिय करना; मेथनॉल, डीएमसी और प्रोपलीन ग्लाइकोल को क्रमिक रूप से पुनर्प्राप्त करें; उत्पाद के लिए वैक्यूम-डिस्टिल बॉटम क्रूड पीसी।

एक नज़र में प्रक्रिया तुलना

उत्पाद ग्रेड

अपस्ट्रीम और डाउनस्ट्रीम उद्योग श्रृंखला

अपस्ट्रीम।मुख्य फीडस्टॉक PO और CO₂ हैं। पीओ लागत और आपूर्ति सीधे पीसी मूल्य निर्धारण निर्धारित करती है; पीओ क्षमता मुख्य रूप से क्लोरोहाइड्रिन, सह-ऑक्सीकरण और एचपीपीओ (हाइड्रोजन पेरोक्साइड से पीओ) प्रक्रियाओं से आती है। CO₂ ज्यादातर औद्योगिक इकाइयों से बरामद किया जाता है, जो संसाधन-पुनर्चक्रण प्रवृत्ति के अनुरूप है।

डाउनस्ट्रीम।

ली-आयन इलेक्ट्रोलाइट विलायक- ईवी और ऊर्जा-भंडारण बैटरियों के लिए एक प्रमुख कार्बोनेट विलायक; मुख्य विकास चालक.

हरित औद्योगिक विलायक- निष्कर्षण पृथक्करण, गैस डिसल्फराइजेशन/डीकार्बोनाइजेशन, कोटिंग्स, स्याही और पेंट-स्ट्रिपिंग, अत्यधिक जहरीले वीओसी सॉल्वैंट्स की जगह।

उत्तम एवं दैनिक रसायन- सौंदर्य प्रसाधन, व्यक्तिगत देखभाल, फार्मा मध्यवर्ती, कार्बनिक-संश्लेषण वाहक।

अन्य- प्लास्टिक प्लास्टिककरण, चिपकने वाले पदार्थ, छपाई-रंगाई सहायक।

सुरक्षा, भंडारण एवं परिवहन

पीसी में कम विषाक्तता, कम अस्थिरता और एक उच्च फ़्लैश बिंदु है; इसे आम तौर पर खतरनाक रसायन के रूप में वर्गीकृत नहीं किया जाता है, हालांकि यह ज्वलनशील होता है।

भंडारण:ठंडा, सूखा, हवादार समर्पित गोदाम; ज्वलन/गर्मी स्रोतों, मजबूत ऑक्सीडेंट, एसिड और क्षार से दूर रखें; नमी के विरुद्ध कंटेनरों को सील करें।

अग्नि सुरक्षा:भंडारण क्षेत्रों में कोई खुली लपटें नहीं; उपयुक्त अग्निशमन उपकरण उपलब्ध करायें।

संचालन:सुरक्षात्मक दस्ताने और चश्मा पहनें, वेंटिलेशन सुनिश्चित करें; लंबे समय तक संपर्क में रहने पर उच्च-सांद्रता वाले वाष्प जलन पैदा कर सकते हैं।

परिवहन:साफ, सीलबंद समर्पित कंटेनर; साधारण रसायनों के रूप में जहाज; उलटने, सीधी धूप और नमी से बचाएं।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)

प्रश्न: औद्योगिक-ग्रेड, बैटरी-/इलेक्ट्रॉनिक-ग्रेड और फार्मास्युटिकल-ग्रेड प्रोपलीन कार्बोनेट के बीच मुख्य अंतर क्या हैं, और उचित ग्रेड का चयन कैसे करें?

ए: सभी तीन ग्रेड समान आणविक संरचना साझा करते हैं। मुख्य अंतर शुद्धता, जल सामग्री और ट्रेस-अशुद्धता और धातु-आयन नियंत्रण सटीकता में निहित हैं। वे विभिन्न परिदृश्यों के लिए विनिमेय नहीं हैं।

औद्योगिक-ग्रेड पीसी: बेसलाइन अशुद्धता अनुपालन के साथ लागत प्रभावी। सामान्य प्रयोजन सॉल्वैंट्स, निष्कर्षण-पृथक्करण, गैस शोधन, कोटिंग्स और स्याही और अन्य पारंपरिक औद्योगिक परिदृश्यों के लिए उपयुक्त।

बैटरी-/इलेक्ट्रॉनिक-ग्रेड पीसी: अति गहन शुद्धिकरण के माध्यम से उत्पादित; पीपीएम-टू-पीपीबी स्तर पर पानी और धातु-आयन सामग्री के साथ शुद्धता 99.9% से अधिक या उसके बराबर। विशेष रूप से लिथियम-आयन-बैटरी इलेक्ट्रोलाइट्स और उच्च-स्तरीय इलेक्ट्रॉनिक-रासायनिक उच्च-परिशुद्धता अनुप्रयोगों के लिए।

फार्मास्युटिकल/कॉस्मेटिक-ग्रेड पीसी: कड़ाई से नियंत्रित स्वच्छ संकेतक और अशुद्धियाँ, कम जलन और उच्च सुरक्षा प्रदर्शन। कॉस्मेटिक फॉर्मूलेशन, व्यक्तिगत देखभाल उत्पादों और फार्मास्युटिकल-मध्यवर्ती परिदृश्यों के लिए उपयुक्त।

ग्रेड चयन शुद्धता, जल सामग्री और धातु-आयन सूचकांकों पर केंद्रित होगा। इलेक्ट्रोलाइट अनुप्रयोगों में अत्यधिक पानी या धातु आयन बैटरी के प्रदर्शन को ख़राब कर देंगे और सुरक्षा खतरों को ट्रिगर कर सकते हैं। उच्च परिशुद्धता विनिर्माण परिदृश्यों के लिए डाउनग्रेडेड प्रतिस्थापन निषिद्ध है।

प्रश्न: प्रोपलीन कार्बोनेट (पीसी), डाइमिथाइल कार्बोनेट (डीएमसी), एथिल मिथाइल कार्बोनेट (ईएमसी) और डायथाइल कार्बोनेट (डीईसी) के बीच अंतर और चयन कैसे करें?

ए: ये चारों लिथियम-आयन-बैटरी इलेक्ट्रोलाइट्स के लिए सामान्य कार्बोनेट-आधारित सॉल्वैंट्स हैं। चयन आणविक संरचना, ढांकता हुआ स्थिरांक, क्वथनांक और कम तापमान प्रदर्शन पर आधारित है।

प्रोपलीन कार्बोनेट (पीसी): कम तापमान पर अच्छे प्रदर्शन के लिए उच्च ढांकता हुआ स्थिरांक, मजबूत लिथियम-नमक घुलनशील क्षमता, उच्च क्वथनांक और कम हिमांक के साथ चक्रीय कार्बोनेट; एक प्रमुख इलेक्ट्रोलाइट घटक।

डाइमिथाइल कार्बोनेट (डीएमसी), एथिल मिथाइल कार्बोनेट (ईएमसी), डायथाइल कार्बोनेट (डीईसी): कम चिपचिपापन और मध्यम अस्थिरता के साथ रैखिक कार्बोनेट, इलेक्ट्रोलाइट वेटेबिलिटी और सुरक्षा में सुधार। अक्सर पीसी के साथ मिलकर तैयार किया जाता है।

चयन इलेक्ट्रोलाइट-फॉर्मूलेशन लक्ष्यों का पालन करता है: जब उच्च ढांकता हुआ प्रदर्शन, विस्तृत ऑपरेटिंग-तापमान रेंज और मजबूत घुलनशील शक्ति की आवश्यकता होती है तो पीसी को प्राथमिकता दें। कम चिपचिपाहट और तेजी से गीलापन के लिए उचित अनुपात में रैखिक कार्बोनेट का परिचय दें। व्यवहार में, मिश्रित फॉर्मूलेशन को व्यापक रूप से अपनाया जाता है।

प्रश्न: चीन के प्रोपलीन-कार्बोनेट उद्योग के प्रतिस्पर्धात्मक लाभ क्या हैं?

ए: परिपक्व और स्थिर प्रोपलीन-ऑक्साइड-कार्बन-डाइऑक्साइड साइक्लोडडिशन तकनीक द्वारा समर्थित, चीन के प्रोपलीन-कार्बोनेट उद्योग में पूर्ण सहायक औद्योगिक श्रृंखलाएं और विश्व-अग्रणी उत्पादन क्षमता है। इसकी सिद्ध बैटरी-ग्रेड डीप-प्यूरीफिकेशन तकनीक औद्योगिक-ग्रेड, बैटरी-/इलेक्ट्रॉनिक-ग्रेड और फार्मास्युटिकल-ग्रेड ग्रेड को कवर करने वाले पूर्ण-श्रेणी के उत्पादों की बड़े पैमाने पर आपूर्ति को सक्षम बनाती है। उत्पाद प्रमुख लागत लाभ प्रदान करते हुए अंतरराष्ट्रीय मानकों को पूरा करते हैं, चीन के लिथियम-बैटरी नई-ऊर्जा और फाइन-रासायनिक उद्योगों की महत्वपूर्ण बाजार मांग को पूरा करते हैं।

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