Über Dimethylcarbonat

Dimethylcarbonat, abgekürzt DMC, ist bei Raumtemperatur eine farblose, durchsichtige Flüssigkeit mit leichtem Geruch und mild süßem Geschmack. Der Schmelzpunkt liegt bei 4 °C, der Siedepunkt bei 90,1 °C. Die Dichte beträgt 1,069 g/cm³. Dimethylcarbonat ist schwer löslich in Wasser, lässt sich aber mit Alkoholen, Ethern sowie fast allen anderen organischen Lösungsmitteln mischen. DMC siedet bei Normaldruck mit Methanol azeotrop – die Azeotropietemperatur beträgt 63,8 °C. Die Toxizität von DMC ist sehr gering. Schon im Jahr 1992 wurde es in Europa als nicht toxisches Produkt eingestuft. Es handelt sich dabei um ein umweltfreundliches Chemikalienmaterial, das den Anforderungen der modernen „sauberen Herstellungsverfahren“ entspricht. Deshalb hat die Synthesetechnologie von DMC große Aufmerksamkeit in der chemischen Industrie weltweit erhalten. In China wurde es während der Planperioden „85“ und „95“ zu einem Schwerpunktprojekt erklärt. Die Molekülstruktur von DMC ist einzigartig (CH3O-CO-OCH3), und seine hervorragenden Eigenschaften ermöglichen vielfältige Anwendungsmöglichkeiten. Es wird hauptsächlich als Reagenz für Carbonylierung und Methylierung, als Zusatzstoff für Benzin sowie als Rohstoff zur Herstellung von Polycarbonaten (PC) verwendet. Die Massenproduktion von DMC entwickelte sich im Einklang mit dem nicht-phosgenbasierten Syntheseverfahren für Polycarbonat. Der traditionelle Herstellungsweg der DMC ist die Phosgenmethode. Aufgrund der hohen Toxizität und Korrosivität des Phosgens sowie der Umweltprobleme durch den Ausstoß von Natriumchlorid wird dieser Weg jedoch zunehmend vermieden. Üblich sind drei andere Synthesewege: die Oxycarbonylierung unter Verwendung von Kupferchlorid oder Stickstoffmonoxid als Katalysator, die Esterbildung zwischen Propenkarbonat und Methanol sowie die Urea-Methanol-Spaltung. Die Hersteller von DMC sind hauptsächlich in Westeuropa, den USA und Japan ansässig. Zu den großen Herstellern gehören SNPE in Frankreich, BASF in Deutschland, EniChem in Italien sowie Ube in Japan. Im Jahr 1999 betrug die gesamte Produktionskapazität für DMC lediglich 30 kt/Jahr. In den letzten zwei Jahren hat unser Land große Fortschritte bei der Produktion von DMC erzielt. Im Jahr 2002 überstieg die jährliche Produktionskapazität für DMC in unserem Land 10 kt/a. Durch die Entwicklung der DMC-Industrie blieben die Marktpreise für DMC relativ angemessen und stabil. Im Jahr 2002 lagen die Preise für inländisch hergestellte DMC-Produkte mit einem Gehalt von 99,5 % zwischen 8.400 und 9.800 Yuan pro Tonne. Es wird eine technisch-wirtschaftliche Analyse am Beispiel des Oxycarbonylierungsverfahrens mit Kupferchlorid als Katalysator durchgeführt, wobei die Produktionskapazität bei 150 kt/a für das DMC-Produkt liegt. Der Preis für das DMC-Produkt beträgt 425,1 US-Dollar pro Tonne. Nach Berücksichtigung einer Investitionsrendite von 10% liegt der Preis für das DMC-Produkt bei 532,5 US-Dollar pro Tonne. Die vielfältigen Anwendungsbereiche von DMC sowie die Eigenschaften der umweltfreundlichen chemischen Zwischenprodukte machen es zu einem immer beliebteren Produkt bei Herstellern in verschiedenen Endbranchen. Angesichts der steigenden Anforderungen von Unternehmen und Verbrauchern an Umweltschutz wird DMC als „neuer Baustein“ der organischen Synthese im 21. Jahrhundert noch weiter eingesetzt werden. Der Marktbedarf an DMC wird auch in Zukunft weiterhin stark wachsen ； Andererseits werden die DMC-Hersteller, die darunter fallen, ihre bestehende Produktionskapazität weiter ausbauen. Nach jahrelanger Entwicklung hat sich die Produktionskapazität in der Branche für Dimethylcarbonat von etwa 0,6 Tausend Tonnen im Jahr 2002 auf rund 700.000 Tonnen im Jahr 2013 erhöht. Es wird erwartet, dass das Volumen des inländischen DMC-Marktes in den kommenden Jahren weiterhin ein schnelles Wachstum zeigen wird. Der Ausschuss für Feinchemie der Chinesischen Chemischen Gesellschaft hat in dem „Langfristigen Plan für die Entwicklung der Feinchemietechnologie in China im Jahr 2020“ konkrete Pläne für die Entwicklung von Dimethylcarbonat vorgeschlagen: Es soll durch die Verwendung der Esterwechselmethode versucht werden, bis zum Jahr 2020 eine Produktionskapazität von 4 Millionen Tonnen pro Jahr an Dimethylcarbonat zu erreichen” ； Gleichzeitig prognostiziert der Verband der Chemieindustrie, dass das Wachstum in den nächsten zehn Jahren über 40 % betragen wird. Bis zum Jahr 2020 wird die Marktkapazität auf etwa 4,5 Millionen Tonnen ansteigen. Derzeit betreiben die Unternehmen in der DMC-Branche ihre Geschäfte eigenständig auf dem Markt, wodurch ein vollständiger Wettbewerb entstanden ist. Doch mit der zunehmend strengeren Umweltpolitik im Inland sowie dem steigenden Bewusstsein für Gesundheit bleibt die Nachfrage nach Dimethylcarbonatprodukten konstant hoch. Dadurch ist der Wettbewerb innerhalb der Branche insgesamt gering. 2. Marktangebot und -nachfrage sowie Gründe für Veränderungen (1) Anwendungsbereiche von Dimethylcarbonat im Ausland Der größte Anwendungsbereich für DMC im Ausland ist derzeit Polycarbonat. Darüber hinaus dient DMC in erster Linie als Zwischenprodukt in der Organischen Chemie zur Herstellung verschiedener Produkte für unterschiedliche Branchen – beispielsweise zur Herstellung von Tetramethylenammoniumperoxid (TMAH) für die Elektronikindustrie, von Polycarbonatdiolen für transparente Kunststoffe sowie von Carbonyldihydraziden und Triphosgen. Der zweite große Anwendungsbereich ist die Industrie für Farben, Tinten und Klebstoffe. Mit der Verwendung von DMC in der inländischen Farbenindustrie sowie der anschließenden Einstufung von DMC als nicht flüchtiges organisches Verbindungen durch die EPA begannen Kunden in Südkorea, den USA, Europa und anderen Ländern, DMC zu verwenden, um giftige Lösungsmittel zu ersetzen und so umweltfreundlichere Farben, Lacke, Klebstoffe und Tinten herzustellen. Mit der weltweiten Forderung nach gesunden, umweltfreundlichen Lösungsmitteln ist die potenzielle Nachfrage nach DMC in diesem Bereich sehr hoch. Dimethylcarbonat findet auch weit verbreitet in der Herstellung von Batterieelektrolyten Verwendung, insbesondere für Lithium-Ionen-Batterien. In den letzten Jahren, mit der Verbreitung des Konzepts der Elektrofahrzeuge, wird der Bedarf an DMC in diesem Bereich in den nächsten 3 bis 5 Jahren stark zunehmen. Außerdem verwenden einige ausländische Kunden DMC zur Herstellung von Ciprofloxacin sowie von Zwischenprodukten für synthetische Pestizide. (2) Anwendungsbereiche von Dimethylcarbonat im Inland: Als ungiftiges, umweltfreundliches und vielseitig einsetzbares Chemikalienmaterial steigt die Nachfrage nach DMC in den letzten Jahren stetig an. Insbesondere die Industrie für Lithium-Ionen-Batterieelektrolyte sowie die Farben- und Lackindustrie sind derzeit die wichtigsten Abnehmermärkte für DMC in unserem Land. Laut dem von der China Industry Information Network veröffentlichten Bericht „Prognosen zur Entwicklung und zu den Investitionen in die DMC-Industrie in China von 2014 bis 2020“ gehören zu den wichtigsten Endverbrauchergesellschaften für DMC im Inland: ① Elektrolyte für Lithium-Ionen-Batterien. In den letzten Jahren hat sich die Branche der mobilen Elektrogeräte in unserem Land – wie Handys, Portable-Computer, Kameras und Fotoapparate – rasant entwickelt. Insbesondere der Markt für Elektrofahrräder und Elektroautos wird unter der Führung der Strategie für erneuerbare Energien zu einer der vielversprechendsten Branchen der Zukunft in unserem Land. Entsprechend steigen auch die Produktion sowie die Nachfrage nach Lithiumbatterien. Karbonatprodukte als Rohstoffe für Batterieelektrolyte erregen in diesem Bereich allgemeines Interesse. Es ist zu erwarten, dass mit der kontinuierlichen Umsetzung der Planungen für die **Neuen-Energien-Branche die Nachfrage nach DMC im Bereich Lithiumbatterien schnell zunehmen wird ； ②Die Branchen für Farben, Lacke und Klebstoffe machen mehr als 50 Prozent des gesamten inländischen DMC-Verbrauchs aus. Aufgrund seiner hervorragenden Lösungseigenschaften, des engen Bereichs der Schmelz- und Siedepunkte, der hohen Oberflächenspannung, der niedrigen Viskosität, des geringen Dielektrizitätskonstanten, der hohen Verdampfungstemperatur sowie der schnellen Verdampfungsgeschwindigkeit kann DMC toxische Stoffe wie Toluol und Xylen ersetzen und wird daher weit verbreitet in Branchen wie Farben, Lacke und Klebstoffe eingesetzt. Mit dem zunehmenden Umweltbewusstsein und den höheren Anforderungen der Verbraucher an umweltfreundliche Produkte entsprechen die toxisch freien und besonders sicheren Eigenschaften von DMC den Bedürfnissen des Marktes ； ③Polycarbonat. In den letzten Jahren hat die rasche Entwicklung der inländischen DMC-Industrie dazu geführt, dass DMC zunehmend anstelle von Phosgen zur Herstellung von Polycarbonaten und Isocyanaten eingesetzt wird – Produkte, für die ein großer Marktbedarf besteht. Polycarbonat ist ein häufig verwendetes Material im Alltag. Es zeichnet sich durch eine ausgezeichnete Stoßfestigkeit aus. Von den fünf wichtigsten Ingenieurkunststoffen ist es der einzige, der eine gute Transparenz aufweist. Zudem gehört Polycarbonat zu den am schnellsten wachsenden allgemeinen Ingenieurkunststoffen in den letzten Jahren. Derzeit wird er weit verbreitet in Bereichen wie Automobilindustrie, Elektrotechnik, Bauwesen, Büroausrüstung, Verpackung, Sportausrüstung und Gesundheitswesen eingesetzt. Mit den fortlaufenden Forschungen zur Verbesserung seiner Eigenschaften breitet er sich zunehmend auch auf Hochtechnologiebereiche wie Luft- und Raumfahrt, Computer sowie CDs aus ； ④Pharmaindustrie. Die Pharmaindustrie ist derzeit ein wichtiger Verbrauchsbereich für DMC in unserem Land. In der Pharmazie wird DMC hauptsächlich als Methylierungsmittel eingesetzt, um das hochgiftige Dimethylsulfat zu ersetzen. Es dient dabei zur Herstellung von Antibiotika, Schmerz- und Fiebermitteln, Vitaminen sowie Medikamenten für das zentrale Nervensystem ； ⑤Pflanzenschutzmittel. Obwohl der Marktverbrauch von DMC in der Pflanzenschutzmittelindustrie unseres Landes derzeit noch relativ gering ist, gilt unser Land doch als großer Produzent von Pflanzenschutzmitteln. Mit der beschleunigten Anpassung der Struktur dieser Industrie werden die Anforderungen an die Sicherheit der Pflanzenschutzmittel immer strenger. Traditionelle, hochgiftige Pflanzenschutzmittel werden allmählich durch ungiftige oder weniger giftige Produkte ersetzt. Daher haben DMC-Produkte als umweltfreundliche Zwischenprodukte große Entwicklungschancen im Bereich der Pflanzenschutzmittelherstellung.

Das Verfahren mit Urea und Methanol ist noch nicht ausgereift – es gibt keine Produktionsanlagen dafür. Tatsächlich ist dieses Verfahren jedoch sehr gut geeignet. Viele Düngemittelhersteller verfügen über Methanol und Urea.

Wie hoch sind die Gesamtkosten für 60.000 Tonnen Dimethylcarbonat?

Dimethylcarbonat ist in großer Menge vorhanden. In Zukunft werden verschiedene Verfahren um die Produktion dieses Stoffes konkurrieren. In diesem Jahr wird eine Anlage zur gasphasigen Carbonylierung von Methanol mit einer Kapazität von 100.000 Tonnen in Betrieb genommen. Durch die Herstellung von Ethylenoxid aus Synthesegas entsteht ebenfalls eine große Menge an Dimethylcarbonat – pro Tonne Ethylenoxid entstehen 50 Kilogramm Dimethylcarbonat

Welches Unternehmen verwendet welche Technologie zur Herstellung von DMC?

Zhongyan Hong Sifang wird in Hefei gebaut und nutzt Technologien von Ube