حول ثنائي ميثيل كربونات

كربونات الديميثيل (Dimethyl Carbonate)، والمعروف اختصارًا باسم DMC، هو سائل شفاف عديم اللون في درجة الحرارة العادية، له رائحة خفيفة وطعم حلو قليلاً. نقطة الانصهار له 4 درجات مئوية، بينما نقطة الغليان 90.1 درجة مئوية. كثافته 1.069 جرام/سم³. يصعب حله في الماء، لكنه يمكن أن يختلط مع الكحولات والإيثرات وتقريبًا جميع المذيبات العضوية الأخرى. يتكثف DMC تحت الضغط الجوي مع الميثانول، ودرجة التكثف هي 63.8 درجة مئوية. تركيز السمية في DMC منخفض جدًا، وقد صنّفته أوروبا عام 1992 كمنتج غير سام. وهو مادة كيميائية صديقة للبيئة تلبي متطلبات “العمليات النظيفة” الحديثة، ولذلك حظيت تقنيات تصنيع DMC باهتمام كبير من قبل الدوائر الكيميائية المحلية والدولية. وقد صنّفت وزارة الصناعة الكيميائية في بلادي هذه التقنيات كمشاريع ذات أولوية خلال فترتي “الخطة الخمسية الثامنة” و“الخطة الخمسية التاسعة”. يتمتع الهيكل الجزيئي لـ DMC بخصائص فريدة (CH3O-CO-OCH3)، كما أن أداءه ممتاز، ولذلك فإن له استخدامات واسعة جدًا؛ حيث يُستخدم بشكل رئيسي كمادة لعمليات الكربونيلة والميثيلة، وكمضاف في البنزين، وكمادة خام لتصنيع البوليكربونات (PC). تطور الإنتاج الضخم لـ DMC مع تقنية تصنيع البوليكربونات بدون استخدام غاز الفوسجين. الطريقة التقليدية لإنتاج DMC هي استخدام غاز الفوسجين، لكن بسبب السمية العالية والخصائص المسببة للتآكل لغاز الفوسجين، بالإضافة إلى المشاكل البيئية المتعلقة بانبعاثات كلوريد الصوديوم، فإن هذه الطريقة تُستخدم بشكل متناقص. أما الطرق الشائعة للتصنيع فهي ثلاث: رد الفعل الأكسداتي باستخدام كلوريد النحاس أو أكسيد النيتروز كمحفز، ورد الفعل التفاعلي بين كربونات البروبيلين والميثانول، ورد الفعل الناتج عن تحلل اليوريا مع الميثانول. تتركز شركات إنتاج DMC الحالية بشكل رئيسي في أوروبا الغربية والولايات المتحدة واليابان، ومن بين الشركات الكبرى SNPE في فرنسا، وBASF في ألمانيا، وEniChem في إيطاليا، وUbe في اليابان. في عام 1999، كان الإنتاج الإجمالي لـ DMC 30 كيلوطن/سنة فقط. حققت بلادي تقدمًا كبيرًا في إنتاج مادة DMC خلال العامين الماضيين، حيث تجاوزت القدرة الإنتاجية السنوية لمادة DMC في بلادي 10 آلاف طن في السنة بحلول عام 2002. أدى تطور صناعة DMC إلى جعل سعره في السوق معقولًا ومستقرًا نسبيًا، حيث تراوح سعر منتجات DMC المصنعة محليًا بنسبة 99.5% في عام 2002 بين 8400 و9800 يوان لكل طن. يتم إجراء تحليل اقتصادي تقني باستخدام عملية أكسدة الكربونيل بواسطة كلوريد النحاس كمحفز، وذلك باستخدام منتج DMC الذي تبلغ قدرته الإنتاجية 150 كطن/سنة كمثال. سعر منتج DMC هو 425.1 دولار لكل طن، وبعد إضافة نسبة عائد استثماري تبلغ 10%، يصبح سعر المنتج 532.5 دولار لكل طن. تحظى المجالات الواسعة لاستخدام مادة DMC، بالإضافة إلى خصائص المنتجات الوسيطة الكيميائية الصديقة للبيئة، باهتمام متزايد من قبل منتجي الصناعات التابعة لها. ومع تزايد متطلبات الشركات والمواطنين فيما يتعلق بالحفاظ على البيئة، ستصبح مادة DMC “الأساس الجديد” للتخليق العضوي في القرن الحادي والعشرين، ومن المتوقع أن يستمر الطلب عليها في النمو بسرعة في المستقبل ； من ناحية أخرى، ستوسع شركات إنتاج DMC المعنية قدراتها الإنتاجية الحالية بشكل أكبر. شهد قطاع كربونات الديميثيل تطورًا على مدى سنوات عديدة، حيث ارتفع الإنتاج من حوالي 6 آلاف طن في عام 2002 إلى حوالي 700 ألف طن في عام 2013. ومن المتوقع أن يستمر حجم سوق DMC المحلي في التوسع بوتيرة سريعة خلال السنوات القادمة. اقترحت اللجنة المتخصصة في الكيماويات الدقيقة التابعة للجمعية الصينية للكيمياء، في “الخطة طويلة الأمد لتطوير تكنولوجيا الكيماويات الدقيقة في الصين لعام 2020”， خطة محددة لتطوير كربونات الديميثيل، وذلك من خلال استخدام طريقة التبادل الإستري، بهدف تحقيق قدرة إنتاجية تبلغ 4 ملايين طن سنويًا بحلول عام 2020” ； ووفقًا لتوقعات رابطة الصناعة الكيميائية، من المتوقع أن يصل معدل النمو خلال العقد القادم إلى أكثر من 40%， وبحلول عام 2020 سيصل حجم السوق إلى حوالي 4.5 مليون طن. حالياً، تعمل الشركات في صناعة DMC بشكل مستقل في السوق، وقد تحقق التنافس السوقي بشكل كامل؛ ولكن مع تشديد السياسات البيئية المحلية تدريجياً وزيادة اهتمام الناس بالصحة، يستمر الطلب المحلي على منتج كربونات الدايميثيل في النمو بثبات، مما يجعل مستوى المنافسة في الصناعة محدوداً بشكل عام. 2. حالة العرض والطلب في السوق وأسباب التغيرات (1) مجالات استخدام كربونات الديميثيل في الخارج: في الوقت الحالي، أكبر مجال لاستخدام DMC في الخارج هو صناعة البوليكربونات. بالإضافة إلى ذلك، فإن أهم استخدامات DMC هو كوسيط في الكيمياء العضوية، حيث يُستخدم في تصنيع مجموعة متنوعة من المنتجات لاستخدامها في صناعات مختلفة. على سبيل المثال، يُستخدم في إنتاج أمونيوم تتراميثيل هيدروكسيد (TMAH) لاستخدامه في صناعة الإلكترونيات، كما يُستخدم في إنتاج ديولات البوليكاربونات لصناعة الراتنجات الشفافة، بالإضافة إلى استخدامه في إنتاج الكاربونيل هيدازين وثلاثي كلوروسيانيد وغيرها. المجال الثاني الأكبر للاستخدام هو صناعات الطلاءات والحبر والمواد اللاصقة. مع استخدام مادة DMC في صناعة الطلاءات المحلية، وبعد أن صنفت وكالة EPA مادة DMC على أنها مركب عضوي غير متطاير، بدأ العملاء في كوريا الجنوبية والولايات المتحدة وأوروبا في استخدام DMC لاستبدال بعض المذيبات السامة في إنتاج الطلاءات والمواد اللاصقة والحبر وغيرها من المنتجات الصديقة للبيئة. مع دعوة العالم إلى استخدام مذيبات صديقة للبيئة وصحية، فإن الطلب المحتمل على DMC في هذا المجال كبير جدًا. يُستخدم كربونات الديميثيل أيضًا على نطاق واسع في إنتاج سوائل التفريغ للخلايا، وذلك في خلايا الليثيوم-أيون. في السنوات الأخيرة، ومع انتشار فكرة السيارات الكهربائية، من المتوقع أن يزداد استخدام مادة DMC في هذا المجال بشكل كبير خلال الـ 3 إلى 5 سنوات القادمة. بالإضافة إلى ذلك، يستخدم بعض العملاء في الخارج تقنية DMC لإنتاج السيبروفلوكساسين ومركبات وسيطة للمبيدات الزراعية. (2) مجالات استخدام كربونات الديميثيل في السوق المحلية: يُعتبر DMC مادة كيميائية غير سامة وذات خصائص بيئية ممتازة، ولها استخدامات متعددة. وفي السنوات الأخيرة، شهد الطلب عليها نموًا مستمرًا، حيث أصبحت صناعة إلكتروليتات بطاريات الليثيوم وصناعة الطلاءات من أهم الأسواق التي تستخدم فيها مادة DMC في بلادنا. يوضح تقرير “توقعات أداء والاستثمار في صناعة كربونات الديميثيل في الصين للفترة 2014–2020”، الصادر عن شبكة معلومات الصناعة الصينية، أن الصناعات الرئيسية التي تستخدم كربونات الديميثيل في الصين حاليًا هي: ① سوائل الخلايا الكهربائية الليثيومية. في السنوات الأخيرة، شهد قطاع الأجهزة المحمولة في بلادنا، مثل الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والكاميرات، تطورًا سريعًا. وبشكل خاص، فإن سوق الدراجات الكهربائية والسيارات الكهربائية، تحت إشراف استراتيجية الطاقة الجديدة، يصبح أحد أكثر القطاعات إمكانية للنمو في المستقبل في بلادنا. وبالتالي، فإن إنتاج وطلب بطاريات الليثيوم يشهدان أيضًا نموًا سريعًا. تحظى منتجات الكربونات، كمواد خام لإلكتروليت البطاريات، باهتمام واسع في هذا المجال. من المتوقع أنه مع الاستمرار في تنفيذ خطط صناعة الطاقة الجديدة، سيشهد الطلب على منتجات DMC في مجال البطاريات الليثيومية نموًا سريعًا ； ②تشكل صناعات الطلاء والمواد اللاصقة أكثر من 50% من إجمالي استهلاك مواد DMC في البلاد. يمكن لـ DMC أن يحل محل المواد السامة مثل التولوين والديكستيلين، وذلك بفضل خصائصه الممتازة مثل قدرته العالية على الذوبان، ونطاق درجات الانصهار والغليان الضيق، والتوتر السطحي العالي، واللزوجة المنخفضة، والثابت الكهربائي المنخفض، بالإضافة إلى درجة الغليان العالية وسرعة التبخر. ولذلك، يُستخدم على نطاق واسع في صناعات الطلاءات والمواد اللاصقة وغيرها. مع تزايد وعي المستهلكين بالبيئة ومتطلباتهم الخاصة بها، فإن خصائص DMC المتمثلة في عدم وجود سمية وارتفاع مستوى الأمان تلبي احتياجات السوق ； ③بولي كربونات. في السنوات الأخيرة، ومع التطور السريع لصناعة DMC المحلية، بدأت مادة DMC تحل تدريجياً محل غاز الفوسجين في إنتاج البولي كربونات والإيزوسيانات، والتي يوجد عجز كبير في سوقها. البوليكاربونات هو مادة شائعة الاستخدام في الحياة اليومية، وتتمتع بقدرة عالية على مقاومة الصدمات. كما أنها المادة الوحيدة من بين المواد البلاستيكية الهندسية الخمس الرئيسية التي تتمتع بشفافية جيدة، وهي أيضًا أسرع المواد البلاستيكية الهندسية نموًا في السنوات الأخيرة. يُستخدم حاليًا على نطاق واسع في مجالات مثل السيارات، والإلكترونيات والأجهزة الكهربائية، والبناء، ومعدات المكاتب، والتغليف، ومعدات الرياضة، والرعاية الصحية. ومع التقدم المستمر في أبحاث التعديلات، يتم توسيع استخدامه بسرعة إلى مجالات التكنولوجيا الفائقة مثل الطيران والفضاء، وأجهزة الكمبيوتر، والأقراص المدمجة ； ④صناعة الأدوية. تعتبر صناعة الأدوية أحد أهم قطاعات الاستهلاك لمادة DMC في بلادنا حاليًا، حيث تُستخدم مادة DMC في مجال الأدوية كعامل ميثيلة بديل لكبريتات الديميثيل ذات السمية العالية، وذلك في تصنيع أدوية مضادة للعدوى، وأدوية مسكنة للحرارة ومخففة للألم، بالإضافة إلى فيتامينات وأدوية تُستخدم في الجهاز العصبي المركزي ； ⑤مبيدات الآفات. على الرغم من أن حجم استهلاك منتج DMC في صناعة المبيدات الزراعية في بلادنا صغير نسبيًا في الوقت الحالي، إلا أن بلادنا تعتبر دولة كبرى في إنتاج المبيدات الزراعية. ومع تسارع وتيرة إعادة هيكلة صناعة المبيدات الزراعية لدينا، فإن المتطلبات المتعلقة بأمان المبيدات ستصبح أكثر صرامة. وبالتالي، سيتم استبدال المبيدات ذات السمية العالية تدريجيًا بمنتجات مبيدات غير سامة أو ذات سمية منخفضة. لذلك، فإن منتج DMC، باعتباره مادة وسيطة صديقة للبيئة، يمتلك آفاقًا واسعة للاستخدام في مجال إنتاج المبيدات الزراعية.

عملية اليوريا + الميثانول لا تزال غير ناضجة، ولا توجد معدات لإنتاجها، رغم أن هذه العملية ممتازة جدًا؛ فالعديد من شركات الأسمدة النيتروجينية تمتلك الميثانول واليوريا.

ما هو إجمالي التكلفة المطلوبة لإنتاج 60 ألف طن من كربونات الديميثيل؟

يعاني كربونات الديميثيل من فائض كبير، ومن المتوقع أن تتنافس تقنيات مختلفة في المستقبل لإنتاج هذه المادة. هذا العام، سيتم تشغيل مصنع بطاقة 100 ألف طن باستخدام طريقة أكسدة الميثانول في الحالة الغازية، ومن المتوقع أن ينتج هذا المصنع كميات كبيرة من كربونات الديميثيل كمنتج ثانوي أثناء إنتاج الإيثيلين جلايكول؛ حيث يتم إنتاج 50 كيلوغرامًا من كربونات الديميثيل مقابل كل طن من الإيثيلين جلايكول

أي شركة تستخدم أي تقنية لإنتاج DMC؟

صوديوم الكلور الأحمر من شركة “هونغ سيفانغ”، يتم تصنيعه في هيفي، باستخدام التقنيات المطورة من قبل شركة “يوبي”