디메틸카르보네이트에 관하여

이산화탄소 디메틸에스터(Dimethyl Carbonate)는 줄여서 DMC라고 합니다. 상온에서는 무색투명하며 약간의 냄새가 나고 달콤한 맛이 나는 액체입니다. 융점은 4℃이며, 끓는점은 90.1℃입니다. 밀도는 1.069 g/cm3입니다. 물에는 잘 녹지 않지만, 알코올, 에터, 그리고 거의 모든 유기용매와는 잘 섞입니다.DMC는 상압에서 메탄올과 공비점을 이루며, 공비점은 63.8℃입니다.DMC의 독성은 매우 낮아, 1992년에 유럽에서는 무독성 제품으로 분류되었습니다. 이는 현대적인 “청정 공정” 기준을 충족하는 친환경적인 화학 원료입니다. 그래서 DMC의 합성 기술은 국내외 화학 산업계에서 큰 관심을 받고 있습니다. 우리나라의 화학부도 ‘85’ 및 ‘95’ 계획 기간 동안 이를 중점 프로젝트로 지정했습니다. DMC의 분자 구조는 CH3O-CO-OCH3로 독특하며, 우수한 성능 덕분에 매우 다양한 용도로 사용됩니다. 주로 카르보닐화 및 메틸화 시약, 휘발유 첨가제, 합성 폴리카보네이트(PC)의 원료 등으로 활용됩니다.DMC의 대량 생산은 폴리카보네이트의 무옥시가 합성 공정과 함께 발전해 온 것입니다. DMC의 전통적인 생산 방법은 광가스법이었지만, 광가스의 강한 독성과 부식성, 그리고 염화나트륨 배출로 인한 환경 문제로 인해 이 방법은 점차 사라지고 있습니다. 현재 널리 사용되는 합성 방법에는 세 가지가 있습니다: 구리 클로라이드나 일산화질소를 촉매로 하는 산화 카르보닐화 반응, 프로필렌 카르보네이트와 메탄올의 에스터 교환 반응, 그리고 요소의 메탄올 분해 반응입니다. 현재 DMC를 생산하는 기업들은 주로 서유럽, 미국, 일본에 위치해 있습니다. 대형 생산업체로는 프랑스의 SNPE, 독일의 BASF, 이탈리아의 EniChem, 그리고 일본의 Ube가 있습니다. 1999년 당시 DMC의 총 생산능력은 30kt/a에 불과했습니다.최근 2년간 우리나라는 DMC 생산 분야에서 큰 진전을 이루었으며, 2002년에는 우리나라의 DMC 연간 생산능력이 10kt/a를 넘어섰습니다. DMC 산업의 발전으로 인해 DMC의 시장 가격은 비교적 합리적이고 안정적인 수준을 유지하고 있습니다. 2002년에는 국내에서 생산된 99.5% 순도의 DMC 제품의 가격이 톤당 8,400~9,800위안 사이였습니다.염화구리를 촉매로 하는 산화 카르보닐화 반응 공정, 연간 생산능력이 150kt인 DMC 제품을 예로 들어 기술경제적 분석을 수행하였다. DMC 제품의 가격은 425.1달러/톤이며, 10%의 투자수익률을 추가하면 DMC 제품의 가격은 532.5달러/톤이 된다. DMC의 다양한 응용 분야와 친환경적인 특성 덕분에, 점점 더 많은 하위 산업의 제조업체들이 이를 선호하고 있습니다. 또한, **와 소비자들의 친환경에 대한 요구가 점점 높아짐에 따라, DMC는 21세기 유기합성 분야에서 ‘새로운 기반’으로서 더욱 널리 활용될 것입니다. 앞으로도 DMC에 대한 시장 수요는 계속해서 빠르게 성장할 것입니다；한편, 포함된 DMC 생산업체들은 기존 생산 능력을 더욱 확대할 것입니다.이산화탄소 디메틸 에스터 산업은 수년에 걸친 발전을 거치면서, 생산능력이 2002년의 약 0.6만 톤에서 2013년에는 약 70만 톤으로 증가했습니다. 앞으로 몇 년간 국내 DMC 시장의 규모는 계속해서 빠르게 성장할 것으로 예상됩니다. 중국화학학회 정밀화학전문위원회는 《2020년 중국 정밀화학 과학기술 발전 장기계획》에서 카르보닐디메틸에터의 발전에 관한 구체적인 계획을 제시했습니다. 그 내용은 “에스테르 교환법을 활용하여 2020년까지 연간 400만 톤의 카르보닐디메틸에터를 생산할 수 있는 능력을 갖추도록 해야 한다”는 것입니다”；동시에 화학산업협회의 예측에 따르면, 향후 10년간 성장률은 40% 이상에 달할 것이며, 2020년에는 그 시장 규모가 약 450만 톤으로 증가할 것으로 보입니다. 현재 DMC 산업의 각 기업들은 시장을 대상으로 독립적으로 사업을 운영하며, 이미 충분한 수준의 시장 경쟁이 이루어지고 있습니다. 하지만 국내의 환경 보호 정책이 점점 더 엄격해지고, 사람들이 건강에 더 많은 관심을 기울이면서, 국내의 카르보닐디메틸 에스테르 제품에 대한 수요는 꾸준히 증가하고 있습니다. 따라서 해당 산업 전체의 경쟁 수준은 그다지 높지 않은 편입니다. 2. 시장의 공급과 수요 현황 및 변동 원인 (1) 해외의 디메틸카르보네이트 소비 분야 현재, 해외에서 DMC가 가장 많이 사용되는 분야는 폴리카르보네이트입니다.이 외에도 DMC의 가장 큰 용도는 유기화학 중간체로서 다양한 산업 분야에서 여러 제품을 합성하는 데 사용되는 것입니다. 예를 들어, 전자 산업에서는 테트라메틸암모늄 하이드록사이드(TMAH)를 생산하는 데 사용되며, 투명 수지를 만드는 데는 폴리카보네이트 디올이 생산됩니다. 또한 카르보닐하이드라진이나 트라이클로로아세트산과 같은 물질을 생산하는 데에도 사용됩니다.두 번째로 큰 응용 분야는 도료, 잉크, 접착제 산업입니다.국내 도료 산업에서 DMC가 사용되기 시작하고, 이후 EPA가 DMC를 비휘발성 유기화합물로 분류함에 따라, 한국, 미국, 유럽 등의 고객들은 환경친화적인 페인트, 도료, 접착제, 잉크 등을 생산하기 위해 유독한 용매 대신 DMC를 사용하기 시작했습니다.전 세계적으로 건강하고 환경친화적인 용매에 대한 요구가 증가함에 따라, 이 분야에서 DMC의 잠재적 수요는 매우 큽니다.디메틸카르보네이트는 배터리 전해액 생산에도 널리 사용되며, 리튬이온 배터리에 쓰입니다.최근 전기차라는 개념이 확산되면서, 향후 3~5년 내에 이 분야에서 DMC의 사용량이 급격히 증가할 것으로 예상됩니다.또한, 해외의 일부 고객들은 DMC를 이용해 시프로플록사신이나 합성 농약 중간체 등을 생산하기도 합니다. (2) 국내 디메틸카르보네이트의 소비 분야
DMC는 독성이 없고 환경 친화적이며 다양한 용도로 사용될 수 있는 우수한 성능을 가진 화학 원료입니다. 최근 들어 하위 산업에서의 수요가 꾸준히 증가하고 있으며, 그중 리튬이온 배터리 전해액 및 페인트·코팅 산업이 현재 중국 내 DMC의 주요 소비 시장입니다.중국산업정보망이 발표한 『2014-2020년 중국 카르보닐디메틸에터(DMC) 산업의 운영 및 투자 전망 보고서』에 따르면, 현재 국내 DMC의 주요 하위 산업으로는 다음과 같은 것들이 있습니다: ① 리튬이온 배터리 전해액.최근 몇 년간, 우리나라의 휴대폰, 휴대용 컴퓨터, 카메라 등과 같은 모바일 전자제품 산업이 급속도로 발전해 왔습니다. 특히 전동 스쿠터나 전기 세단 시장은 **신에너지 정책의 영향으로 인해, 앞으로 우리나라에서 가장 성장 잠재력이 높은 산업 중 하나가 될 것으로 보입니다. 이에 따라 리튬 배터리 산업의 생산량과 수요도 빠르게 증가하고 있습니다.카르보네이트 계열 제품은 전지 전해액의 원료로서 이 분야에서의 활용에 대해 폭넓은 관심을 받고 있습니다.예상할 수 있듯이, **신에너지 산업 계획이 지속적으로 추진됨에 따라, 리튬전지 분야에서 DMC에 대한 수요는 빠르게 증가할 것입니다； ②페인트, 코팅제, 접착제 산업은 국내 DMC 소비량의 50% 이상을 차지합니다.DMC는 우수한 용해성, 좁은 융점 및 끓는점 범위, 높은 표면 장력, 낮은 점도, 작은 유전 상수, 높은 증발 온도, 빠른 증발 속도와 같은 특성을 가지고 있어, 독성이 있는 톨루엔, 디메틸벤젠 제품 등을 대체하여 페인트, 코팅제, 접착제 등의 산업에서 널리 사용될 수 있다.소비자들의 환경 보호에 대한 인식과 요구가 점점 높아짐에 따라, DMC의 독성이 없고 안전성이 높다는 특성은 시장의 요구에 부합합니다； ③폴리카보네이트.최근 국내 DMC 산업의 급속한 발전에 따라, DMC는 광가스를 대체하여 시장 수요가 매우 큰 폴리카보네이트와 이소시아네이트를 생산하고 있습니다.폴리카보네이트는 일상생활에서 흔히 사용되는 소재로, 뛰어난 충격 저항성을 가지고 있습니다. 5대 엔지니어링 플라스틱 중에서 유일하게 우수한 투명도를 지닌 제품이며, 최근에는 가장 빠르게 성장하고 있는 범용 엔지니어링 플라스틱이기도 합니다.현재 자동차, 전자전기, 건축, 사무용 기기, 포장, 스포츠 용품, 의료보건 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있으며, 개질에 관한 연구가 지속적으로 진행됨에 따라 항공우주, 컴퓨터, 광디스크와 같은 첨단 기술 분야로도 빠르게 확대되고 있습니다； ④의약업계.의약업계는 현재 우리나라에서 DMC가 가장 중요하게 사용되는 분야입니다. 의약 분야에서 DMC는 주로 고독성을 가진 디메틸설포산을 대체하는 메틸화제로 사용되며, 항감염제, 해열진통제, 비타민제, 그리고 중추신경계 질환 치료제를 만드는 데 활용됩니다； ⑤농약.현재 우리나라의 농약 산업에서 DMC의 시장 소비량은 상대적으로 적지만, 우리나라는 농약 생산 대국이기 때문에 농약 산업 구조 조정이 가속화됨에 따라 **농약의 안전성에 대한 요구도 점점 더 엄격해질 것입니다. 그 결과, 전통적인 고독성 농약들은 점차 무독성이거나 저독성인 농약 제품들로 대체될 것입니다. 따라서 친환경 중간체로서의 DMC 제품은 농약 생산 분야에서 큰 발전 가능성을 가지고 있습니다.

요소+메탄올 공정은 아직 성숙하지 않아 생산 설비가 없지만, 사실 이 공정은 매우 훌륭하며 많은 질소비료 기업들이 메탄올과 요소를 보유하고 있습니다.

6만 톤의 디메틸카르보네이트를 생산하는 데 필요한 총 투자금은 대략 얼마인가요?

이산화탄소 디메틸에스터는 공급이 과도한 상태이며, 앞으로는 다양한 생산 공정들이 경쟁하게 될 것입니다. 올해에는 10만 톤 규모의 메탄올 기상 카르보닐 산화법을 이용한 생산 설비가 가동될 예정입니다. 또한, 합성가스를 이용해 에틸렌글리콜을 생산할 때 부산물로 많은 양의 이산화탄소 디메틸에스터가 생성될 것입니다. 에틸렌글리콜 1톤당 50킬로그램의 이산화탄소 디메틸에스터가 생산됩니다

어느 회사가 어떤 기술을 사용해 DMC를 생산하나요?

중염홍사방은 허페이에 건설되며, 우베의 기술이 적용됩니다

에틸렌글리콜을 이용한 디메틸카르보네이트 생산 비용은, 에스테르 교환법과의 비용 비교가 동적으로 변하며, 시클로에틸, 시클로프로필, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜의 시장 가격에 영향을 받습니다.또한, 에틸렌글리콜을 이용한 디메틸카르보네이트 공동생산 방법은 아직 생산 설비가 없는 것으로 알고 있어요!

건설 중인 것은 두 세트로, 하나는 오크의 2만 톤 규모로, 곧 가동될 것으로 보입니다.또 다른 곳은 주산 절석화의 것으로, 현재 건설 중입니다.

오크의 2만 톤은 아직 출발하지 않았죠:lol

10월에 생산이 시작되었는데, 대부분은 전해액 제조에 사용됩니다. 산업용 제품은 거의 나오지 않으며, 하루에 한 대분도 채 되지 않습니다

글쓴이의 질문은 아주 좋습니다. 국내에서는 여전히 에스터 교환법이 주된 공정 방식입니다

현재 석탄을 이용한 에틸렌글리콜 생산과 디메틸카르보네이트 공동생산을 위한 산업화된 설비가 있나요?

요소 메탄올 2단계 공법은 이미 산업화되었으며, 저는 건설, 시운전, 기술 개선 과정에 전부 참여했습니다. 중요한 병목 문제들은 이미 해결되었지만, 여전히 최적화할 부분이 많이 있습니다! 다만 정지식 장비의 크기나 동력식 장비의 파라미터 등은 모두 설치가 완료된 상태이기 때문에, 당분간은 설계 요구사항을 충족시키기 어렵습니다. 하지만 앞으로의 전망은 밝습니다；특히 최근에는 요소와 에틸렌글리콜을 이용해 에틸렌카르복실레이트를 생산하는 기술이 등장했습니다. 이 물질은 배터리 전해액에서 디메틸카르복실레이트에 이어 두 번째로 중요한 전해액 용매로 사용되며, 석탄화학공정이나 카르보닐화법 등으로는 대체할 수 없기 때문에 그 전망이 매우 밝습니다!

좋은 공정을 만들기 위해서는 산학연이 함께 노력해야 하며, 상호 협력하는 팀이 필요합니다. 요소 알코올 해리법의 미래는 밝습니다!