درباره دی‌متیل کربنات

دی‌متیل کربونات (Dimethyl Carbonate) که به اختصار DMC نامیده می‌شود، در دمای اتاق یک مایع بی‌رنگ و شفاف با بوی ملایم و طعم کمی شیرین است. نقطه ذوب آن ۴ درجه سانتی‌گراد و نقطه جوش آن ۹۰.۱ درجه سانتی‌گراد است. چگالی آن ۱.۰۶۹ گرم بر سانتی‌متر مکعب است. این ماده در آب حل نمی‌شود، اما می‌تواند با الکل‌ها، اترها و تقریباً تمام حلال‌های آلی مخلوط شود. DMC در فشار اتمسفری و با متانول به حالت تقطیر مشترک می‌رسد و دمای تقطیر مشترک آن ۶۳.۸ درجه سانتی‌گراد است. سمیت DMC بسیار پایین است و در سال ۱۹۹۲ توسط اروپا به عنوان محصولی بی‌خطر طبقه‌بندی شد. این ماده، یک ماده شیمیایی سازگار با الزامات «فرآیندهای تمیز» مدرن و دوستدار محیط زیست محسوب می‌شود؛ بنابراین فناوری سنتز DMC مورد توجه گسترده‌ای از سوی صنعت شیمیایی در کشورهای مختلف قرار گرفته است. وزارت صنایع شیمیایی کشور ما نیز در دوره‌های «هشتم» و «نهم»، آن را به عنوان یک پروژه مهم در نظر گرفته است. ساختار مولکولی DMC منحصربه‌فرد (CH3O-CO-OCH3) بوده و عملکرد برجسته‌ای دارد؛ به همین دلیل کاربردهای بسیار گسترده‌ای دارد و عمدتاً به عنوان عامل کاربونیلاسیون و متیلاسیون، افزودنی بنزین، و ماده خام برای سنتز پلی‌کربنات (PC) استفاده می‌شود. تولید انبوه DMC همراه با فرآیند سنتز پلی‌کربنات بدون گاز کلرید، توسعه یافته است. روش سنتی تولید DMC، روش کلراید کربن است؛ اما به دلیل سمیت و خورندگی بالای کلراید کربن و همچنین مشکلات زیست‌محیطی ناشی از تخلیه نمک سدیم، این روش به تدریج در حال حذف شدن است. سه روش رایج برای سنتز DMC عبارتند از: واکنش اکسیداسیون-کاربوکسیلاسیون با استفاده از مس کلرید یا اکسید نیتروژن به عنوان کاتالیزور، واکنش تبادل استر بین استات پروپیلن و متانول، و واکنش هیدرولیز اوره توسط متانول. تولیدکنندگان فعلی DMC عمدتاً در اروپای غربی، ایالات متحده و ژاپن مستقر هستند؛ تولیدکنندگان بزرگ شامل SNPE در فرانسه، BASF در آلمان، EniChem در ایتالیا و Ube در ژاپن می‌باشند. در سال ۱۹۹۹، ظرفیت کل تولید DMC تنها ۳۰ کیلوتن در سال بود. در دو سال گذشته، کشور ما پیشرفت‌های چشمگیری در تولید DMC داشته است؛ تا سال ۲۰۰۲، ظرفیت تولید سالانه DMC در کشور ما از ۱۰ کیلوتن در سال فراتر رفت. توسعه صنعت DMC باعث شده است که قیمت بازار آن نسبتاً منطقی و پایدار باشد؛ در سال ۲۰۰۲، قیمت محصولات DMC با خلوص ۹۹.۵٪ تولید داخلی بین ۸٬۴۰۰ تا ۹٬۸۰۰ یوان در هر تن بود. تحلیل فنی-اقتصادی با استفاده از فرآیند اکسیداسیون کربوکسیلاسیون که در آن کلرید مس به عنوان کاتالیزور استفاده می‌شود، و همچنین با توجه به ظرفیت تولید ۱۵۰ کیلوتن در سال برای محصول DMC، انجام شده است. قیمت محصول DMC ۴۲۵.۱ دلار در هر تن است؛ پس از افزودن ۱۰٪ سود ناشی از سرمایه‌گذاری، قیمت محصول DMC به ۵۳۲.۵ دلار در هر تن می‌رسد. کاربردهای گسترده DMC و ویژگی‌های محصولات واسطه شیمیایی سازگار با محیط زیست، مورد توجه فزاینده تولیدکنندگان در صنایع پایین‌دست قرار گرفته است. با افزایش تقاضای ** و شهروندان برای محیط زیست سالم، DMC به عنوان «پایه جدید» سنتز آلی در قرن بیست و یکم، کاربردهای گسترده‌تری خواهد داشت؛ در آینده نیز تقاضا برای DMC همچنان با سرعت زیادی رشد خواهد کرد ； از سوی دیگر، تولیدکنندگان DMC شامل آن‌ها، ظرفیت تولید فعلی خود را بیشتر گسترش خواهند داد. صنعت دی‌متیل کربونات پس از سال‌ها توسعه، ظرفیت تولید آن از حدود ۶ هزار تن در سال ۲۰۰۲ به حدود ۷۰۰ هزار تن در سال ۲۰۱۳ افزایش یافته است؛ انتظار می‌رود که در سال‌های آینده نیز حجم بازار DMC در کشور همچنان روند رشد سریع خود را حفظ کند. کمیته مربوط به صنایع شیمیایی دقیق در انجمن شیمی چین، در «برنامه بلندمدت توسعه فناوری‌های صنایع شیمیایی دقیق چین برای سال ۲۰۲۰»، برنامه‌های مشخصی برای توسعه کربنات دی‌متیل پیشنهاد کرده است: «باید از روش تبادل استر برای دستیابی به ظرفیت تولید ۴ میلیون تن در سال کربنات دی‌متیل، تا سال ۲۰۲۰، استفاده کرد.»” ； همچنین، بر اساس پیش‌بینی‌های انجمن صنعت شیمیایی، نرخ رشد این صنعت در دهه آینده بیش از ۴۰٪ خواهد بود و تا سال ۲۰۲۰، حجم بازار آن به حدود ۴.۵ میلیون تن خواهد رسید. در حال حاضر، شرکت‌های فعال در صنعت DMC به طور مستقل در بازار فعالیت می‌کنند و رقابت بازاری به خوبی بین آن‌ها وجود دارد. اما با تشدید تدریجی سیاست‌های زیست‌محیطی در کشور و افزایش توجه مردم به سلامتی، تقاضا برای محصولات کربنات دی‌متیل در کشور به طور پایدار در حال افزایش است؛ بنابراین میزان رقابت در کل این صنعت محدود است. ۲. وضعیت عرضه و تقاضا در بازار و دلایل تغییرات آن (۱) حوزه‌های مصرف دی‌متیل کربنات در خارج از کشور: در حال حاضر، بزرگترین حوزه مصرف DMC در خارج از کشور، پلی‌کربنات است. علاوه بر این، کاربرد اصلی DMC به عنوان یک واسطه شیمی آلی است؛ جهت سنتز محصولات مختلفی در صنایع مختلف، مانند تولید آمونیوم هیدروکسید تترامتیلی (TMAH) برای صنعت الکترونیک، تولید دی‌الکل پلی‌کربنات برای رزین‌های شفاف، و همچنین برای تولید کاربونیل هیدازین، تری‌کلروآسیتون و غیره. دومین حوزه کاربرد، صنایع رنگ‌ها، جوهرها و چسب‌ها است. با استفاده از DMC در صنعت رنگ‌های داخلی و همچنین تشخیص EPA از DMC به عنوان یک ترکیب آلی غیرفرار، مشتریانی مانند کره جنوبی، ایالات متحده و اروپا شروع به استفاده از DMC برای جایگزینی برخی حلال‌های سمی در تولید رنگ‌ها، لاستیک‌ها، چسب‌ها و جوهرهای سازگار با محیط زیست کردند. با تأکید جهان بر استفاده از حلال‌های سالم و زیست‌محیطی، تقاضای بالقوه برای DMC در این زمینه بسیار زیاد است. دی‌متیل کربنات نیز در تولید الکترولیت باتری‌ها، به‌ویژه برای باتری‌های لیتیوم-یونی، کاربردهای گسترده‌ای دارد. در سال‌های اخیر، با گسترش مفهوم خودروهای الکتریکی، مصرف DMC در این حوزه طی ۳ تا ۵ سال آینده به طور چشمگیری افزایش خواهد یافت. علاوه بر این، برخی از مشتریان خارجی نیز از DMC برای تولید سیپروفلوکساسین و واسطه‌های شیمیایی کشاورزی استفاده می‌کنند. (۲) حوزه‌های مصرف دی‌متیل کربنات در داخل کشور: DMC به عنوان یک ماده شیمیایی بی‌سم و با ویژگی‌های زیست‌محیطی عالی و کاربردهای گسترده، در سال‌های اخیر تقاضا برای آن در صنایع مختلف به طور پایدار در حال افزایش است. از جمله، صنایع الکترولیت باتری‌های لیتیومی و رنگ‌ها و رزین‌ها، امروزه از جمله بازارهای اصلی مصرف DMC در کشور ما هستند. گزارش «پیش‌بینی عملکرد و سرمایه‌گذاری در صنعت کربنات دی‌متیل (DMC) در چین، سال‌های ۲۰۱۴ تا ۲۰۲۰» که توسط وب‌سایت اطلاعات صنعتی چین منتشر شده است، نشان می‌دهد که صنایع اصلی مصرف‌کننده DMC در کشور عبارتند از: ① الکترولیت باتری‌های لیتیوم-یونی. در سال‌های اخیر، صنعت لوازم الکترونیکی قابل حمل مانند تلفن‌های همراه، کامپیوترهای جیبی، دوربین‌ها و عکاسی در کشور ما رشد چشمگیری داشته است. به‌ویژه، بازار خودروهای الکتریکی و سدان‌های الکتریکی، تحت راهنمایی استراتژی منابع نو، به یکی از صنایع با بالاترین پتانسیل بازاری در آینده کشور ما تبدیل شده است؛ در نتیجه، تولید و تقاضا برای باتری‌های لیتیومی نیز به سرعت در حال افزایش است. محصولات کربوناتی به عنوان مواد اولیه برای الکترولیت‌های باتری، مورد توجه گسترده‌ای در این زمینه قرار گرفته‌اند. می‌توان پیش‌بینی کرد که با ادامه اجرای برنامه‌های مربوط به صنعت انرژی‌های نو، تقاضا برای DMC در زمینه باتری‌های لیتیومی به سرعت افزایش خواهد یافت ； ②صنایع رنگ، پوشش‌ها و چسب‌ها، بیش از ۵۰ درصد از کل مصرف DMC در کشور را تشکیل می‌دهند. DMC به دلیل ویژگی‌هایی مانند قابلیت حل پایین، محدوده بسته‌ای از نقاط ذوب و جوش، کشش سطحی بالا، چسبندگی کم، ثابت دی‌الکتریکی پایین، دمای تبخیر بالا و سرعت تبخیر سریع، می‌تواند جایگزین مواد سمی مانند تولوئن و دی‌متیل‌تولوئن شده و به طور گسترده در صنایع رنگ، لاک‌ها و چسب‌ها مورد استفاده قرار گیرد. با افزایش آگاهی مصرف‌کنندگان نسبت به محیط زیست و الزامات آن‌ها، ویژگی‌های بی‌سمیت و ایمنی بالای DMC، نیازهای بازار را برآورده می‌کند ； ③پلی‌کربنات. در سال‌های اخیر، با رشد سریع صنعت DMC در کشور، این ماده به تدریج جایگزین فرمالدئید شده است تا کمبود بازار پلی‌کربنات و ایزوسیانات را برطرف کند. پلی‌کربنات یک ماده رایج در زندگی روزمره است که دارای مقاومت بالایی در برابر ضربه می‌باشد. این ماده تنها پلاستیک مهندسی از میان پنج پلاستیک مهندسی معروف است که شفافیت خوبی دارد؛ همچنین، سریع‌ترین نرخ رشد را در میان پلاستیک‌های مهندسی عمومی در سال‌های اخیر داشته است. در حال حاضر به طور گسترده در زمینه‌هایی مانند خودروسازی، الکترونیک و الکتریک، ساختمان‌سازی، تجهیزات اداری، بسته‌بندی، تجهیزات ورزشی و مراقبت‌های بهداشتی مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ با پیشرفت تحقیقات مربوط به بهبود خواص آن، به سرعت در حال گسترش به زمینه‌های فناوری پیشرفته مانند هوافضا، کامپیوتر و دیسک‌های سخت نیز می‌باشد ； ④صنعت داروسازی. صنعت داروسازی، یکی از حوزه‌های مهم مصرف DMC در کشور ما است. DMC در صنعت داروسازی عمدتاً به عنوان جایگزینی برای سولفات دی‌متیل، که سمیت بالایی دارد، به کار می‌رود و برای سنتز داروهای ضدعفونی‌کننده، داروهای ضدتب و مسکن، ویتامین‌ها و داروهای مربوط به سیستم عصبی مرکزی استفاده می‌شود ； ⑤سموم کشاورزی. اگرچه در حال حاضر میزان مصرف بازار DMC در صنعت آفت‌کش‌های کشور ما نسبتاً کم است، اما به دلیل اینکه کشور ما یکی از کشورهای بزرگ تولیدکننده آفت‌کش است و با تسریع روند تغییر ساختار صنعت آفت‌کش‌ها، **الزامات مربوط به ایمنی آفت‌کش‌ها روز به روز سخت‌گیرانه‌تر خواهد شد؛ در نتیجه، آفت‌کش‌های سنتی با سمیت بالا به تدریج جای خود را به محصولات آفت‌کش بی‌سم یا کم‌سم خواهند داد. بنابراین، محصولات DMC که به عنوان واسطه‌های سبز و زیست‌محیطی عمل می‌کنند، در زمینه تولید آفت‌کش‌ها پتانسیل رشد گسترده‌ای خواهند داشت.**

فرآیند اوره + متانول هنوز بالغ نشده است و تجهیزات تولیدی برای آن وجود ندارد؛ در حالی که این فرآیند بسیار خوبی است و بسیاری از شرکت‌های تولیدکننده کودهای نیتروژنی، متانول و اوره را در اختیار دارند.

سرمایه‌گذاری کل برای تولید ۶۰ هزار تن کربنات دی‌متیل چقدر است؟

دی‌متیل کربونات در وضعیت مازاد شدیدی قرار دارد و در آینده رقابت بین فرآیندهای مختلف بر سر تولید این محصول وجود خواهد داشت. امسال، یک واحد تولیدی با ظرفیت ۱۰۰ هزار تن بر اساس روش اکسیداسیون گازی متانول راه‌اندازی خواهد شد؛ همچنین، مقدار دی‌متیل کربونات تولید شده به عنوان محصول جانبی در فرآیند تولید اتیلن گلیکول نیز بسیار زیاد خواهد بود؛ یعنی از هر تن اتیلن گلیکول، ۵۰ کیلوگرم دی‌متیل کربونات تولید می‌شود

کدام شرکت از کدام فناوری برای تولید DMC استفاده می‌کند؟

ژونگ‌یان هونگ‌سیفانگ، در هفیی ساخته می‌شود و از فناوری یوبه استفاده می‌کند

هزینه تولید متیل کربنات به صورت همزمان با استفاده از اتیلن گلیکول، در مقایسه با هزینه روش تبادل استر، پویا بوده و تحت تأثیر قیمت‌های بازار اتیلن گلیکول، پروپیلن گلیکول، سیکلواستیلن و سیکلوپروپیلن قرار دارد. علاوه بر این، روش تولید متیل کربنات همزمان با اتیلن گلیکول، در حال حاضر تجهیزات تولیدی ندارد!

دو مجموعه در حال ساخت وجود دارد؛ یکی از آن‌ها متعلق به شرکت «اوک» است و ظرفیت آن ۲۰ هزار تن است؛ احتمالاً به زودی راه‌اندازی خواهد شد. مجموعه دیگر متعلق به ژوشان زجی‌شیهوا است و در حال ساخت است.

۲۰ هزار تن اوک هنوز راه‌اندازی نشده، درسته؟:lol

در ماه اکتبر شروع به کار شد؛ بخش عمده‌ای از آن برای تولید الکترولیت استفاده شد، محصولات صنعتی خیلی کم تولید شدند و در روز کمتر از یک کامیون محصول صنعتی تولید می‌شود

سؤال صاحب پست خیلی خوب است، روش رایج در کشور ما همچنان روش تبادل استر است

آیا اکنون تجهیزات صنعتی برای تولید اتیلن گلیکول از زغال‌سنگ همراه با تولید دی‌متیل کربنات وجود دارد؟

روش دومر-متانول برای تولید اوره در سطح صنعتی پیاده‌سازی شده است؛ من در تمام مراحل ساخت، آزمایش و بهبود فنی آن مشارکت داشته‌ام و مشکلات کلیدی را حل کرده‌ام. البته هنوز نقاط زیادی برای بهبود وجود دارد! با این حال، به دلیل محدودیت‌های مربوط به اندازه تجهیزات ثابت و پارامترهای تجهیزات متحرک که همگی نصب شده‌اند، در حال حاضر نمی‌توان به الزامات طراحی دست یافت؛ اما آینده روشن است； به‌ویژه تولید استیلن کربنات از یوریا و اتیلن گلیکول که اخیراً رواج یافته، به عنوان حلال اصلی الکترولیت پس از دی‌متیل کربنات در الکترولیت‌های باتری، جایگزینی برای فرآیندهای شیمیایی مبتنی بر زغال‌سنگ و روش کاربونیلاسیون ندارد؛ بنابراین چشم‌انداز آن بسیار خوب است!

یک فرآیند خوب نیازمند تلاش مشترک بخش‌های صنعتی، آکادمیک و تحقیقاتی است و به یک تیم همکار نیاز دارد؛ روش هیدرولیز اوره آینده‌دار است!