中文名称:碳酸二甲酯
中文别名:碳酸(二)甲酯;碳酸甲酯;碳酸二甲酯(DMC);碳酸甲酯;碳酸乙烷
英文名称:Dimethyl carbonate
英文别名:CARBONIC ACID DIMETHYL ESTER; DMC; METHYL CARBONATE; CH3OCOOCH3; Dimethyl ester of carbonic acid; Methyl carbonate ((MeO)2CO); methylcarbonate((meo)2co); dimetyl carbonate; DIMETHYL CARBONATE, 99+%, ANHYDROUS; DIMETHYL CARBONATE, REAGENTPLUS, 99%; DimethylCarbonateForSynthesis; DimethylCarbonate(Dmc); dimethly carbonate; Dimethylcarbonate,99%; Dimethylcarbonat; DIMETHYL CARBONATE pure; Carbonic acid hydrogen methyl ester; Methoxyformic acid; Methoxymethanoic acid
分子式:C3H6O3 ;(CH3O)2CO ;CH3O-COOCH3
分子量:90.07
CAS号:616-38-6
EINECS号: 210-478-4
碳酸二甲酯(DMC)是一种重要的有机化工中间体,由于其分子结构中含有羰基 、甲基、甲氧基和羰基甲氧基,因而可广泛用于羰基化 、甲基化、甲氧基化和羰基甲基化等有机合成反应,用于生产聚碳酸酯、异氰酸酯 、聚氨基甲酸酯、聚碳酸酯二醇、烯丙基二甘醇碳酸酯、甲胺基甲酸萘酯(西维因)、苯甲醚、四甲基醇铵、长链烷基碳酸酯、碳酰肼、丙二酸酯、丙二尿烷、碳酸二乙酯 、三*、呋喃唑酮、肼基甲酸甲酯 、苯胺基甲酸甲酯等多种化工产品。由于DMC无毒,可替代剧毒的*、* 、硫酸二甲酯 等作为甲基化 剂或羰基化剂使用,提高生产操作的安全性,降低环境污染。作为溶剂,DMC可替代氟里昂、三氯乙烷、三氯乙烯 、苯、二甲苯等用于油漆涂料、清洁溶剂等。作为汽油添加剂,DMC可提高其辛烷值和含氧量,进而提高其抗爆性[1]。此外,DMC还可作清洁剂、表面活性剂和柔软剂的添加剂。由于用途非常广泛,DMC被誉为当今有机合成的"新基石"。
碳酸二甲酯 生产工艺 经济性
碳酸二甲酯(Dimethyl Cabonate)简称DMC,常温时是一种无色透明、略有气味、微甜的液体,熔点4 ℃,沸点90.1 ℃,密度1.069 g/cm3,难溶于水,但可以与醇、醚、酮等几乎所有的有机溶剂 混溶。DMC在常压 下和甲醇共沸 ,共沸温度63.8℃。DMC毒性 很低,在1992年就被欧洲列为无毒产品,是一种符合现代"清洁工艺"要求的环保型化工原料,因此DMC的合成技术受到了国内外化工界的广泛重视,我国化工部在"八五"和"九五"期间将其列为重点项目。
DMC的分子结构独特(CH3O-CO-OCH3),性能优异,因此具有非常广泛的用途,主要用作羰基化和甲基化试剂、汽油添加剂、合成聚碳酸酯(PC)的原料等。DMC的大规模生产就是伴随着聚碳酸酯的非*合成工艺而发展起来的。
DMC传统的生产路线为*法,但是由于*的高毒性和腐蚀性以及氯化钠排放的环保问题而使得这一路线正逐渐被淘汰,普遍采用的合成路线有三种:以氯化铜或一氧化氮为催化剂的氧化羰基化反应、碳酸丙烯酯与甲醇的酯交换反应、尿素甲醇解反应。
现有DMC的生产厂家主要分布在西欧、美国和日本,大型生产厂家有法国的SNPE、德国的BASF、意大利的EniChem和日本的Ube,1999年DMC总的生产能力仅为30 kt/a。近两年我国在DMC的生产上取得长足进展,至2002年我国DMC的年生产能力超过了10 kt/a。
DMC工业的发展使DMC的市场价格相对合理和稳定,2002年国产99.5%DMC产品价格在8 400~9 800元/t之间。以氯化铜 为催化剂的氧化羰基化反应 工艺、生产能力为150 kt/a的DMC产品为例进行技术经济分析 ,DMC的产品价格为425.1美元/t,加10%的*率后DMC的产品价格为532.5美元/t。
DMC的优良性质和特殊分子结构决定了DMC广泛的用途,概括如下:
*(Cl-CO-Cl)虽然反应活性较高,但是它的剧毒和高腐蚀性副产物使其面临巨大的环保压力,因此将会逐渐被淘汰;而DMC(CH3O-CO-OCH3)具有类似的亲核反应中心,当DMC的羰基受到亲核攻击时,酰基-氧键断裂,形成羰基化合物,副产物为甲醇,因此DMC可以代替*成为一种安全的反应试剂合成碳酸衍生物,如氨基甲酸酯类农药、聚碳酸酯、异氢酸酯等,其中聚碳酸酯将是DMC需求量*的领域,据预测2005年80%以上的DMC将用于生产聚碳酸酯;
由于与*类似的原因,硫酸二甲酯(CH3O-SO-OCH3)也面临被淘汰的压力,而DMC的甲基碳受到亲核攻击时,其烷基-氧键断裂,同样生成甲基化产品,而且使用DMC比硫酸二甲酯反应收率更高、工艺更简单。主要用途包括合成有机中间体、医药产品、农药产品等;
DMC具有优良的溶解性能,其熔、沸点范围窄,表面张力大,粘度低,介质界电常数小,同时具有较高的蒸发温度和较快的蒸发速度,因此可以作为低毒溶剂用于涂料工业和医药行业。从表1可以看出,DMC不仅毒性小,还具有闪点高、蒸汽压低和空气中爆炸下限 高等特点,因此是集清洁性和安全性于一身的绿色溶剂 。
表1 DMC与其他溶剂的性能比较[4~5]
性能 | DMC | 丙酮 | 异丁醇 | 三氯乙烷 | 甲苯 |
分子量 | 90.08 | 58.08 | 60.09 | 133.41 | 92.1 |
熔点/℃ | 2-4 | -94.2 | -88.5 | -32.6 | -94.97 |
沸点/℃ | 90 | 56.1 | 82.3 | 74.1 | 110.6 |
闪点(闭口)/℃ | 17 | -18 | 11.7 | ---- | 4.4 |
蒸汽压(20℃)/kPa | 5.60 | 24.66 | 4.27 | 13.33 | 2.93 |
爆炸极限(%) | 3.8~21.3 | 2.15~13 | 2.7~13.0 | ---- | 1.27~7.0 |
粘度/×10-3 Pa·s | 0.625 | 0.316 | 2.41 | 0.79 | 0.579 |
表面张力/×10-5 N·cm | -1 28.5 | ---- | 20.8 | 25.6 | 27.92 |
蒸汽热/J·g | -1 369.06 | 523.0 | 676.58 | 249.82 | 363.69 |
界电常数 | 2.6 | 1.01 | 18.6 | 7.12 | 2.2 |
相对蒸发速度 | 4.6 | 7.2 | 0.83 | ---- | 2.4 |
SP值 | 10.4 | 10.0 | 10.9 | 8.6 | 8.4 |
经口致死量LD50mg/kg | 112900 | ---- | 5800 | ---- | 7530 |
卫生容许浓度/mg·L | 1 | ---- | 0.40 | 0.20 | 200×10-6 |
DMC具有高氧含量(分子中氧含量高达53%)、优良的提高辛烷值作用((R+M)/2=105)、无相分离、低毒和快速生物降解性等性质,使汽油达到同等氧含量时使用的DMC的量比甲基叔丁基醚 (MTBE)少4.5倍,从而降低了汽车尾气中碳氢化合物、一氧化碳和甲醛的排放总量,此外还克服了常用汽油添加剂易溶于水、污染地下水源的缺点,因此DMC将成为替代MTBE的最有潜力的汽油添加剂之一。在2002年美国化学会 会议上,我国天津大学 的无污染、低成本生产汽油添加剂DMC的技术成为本次会议最受瞩目的三大发明之一,这说明了DMC作为汽油添加剂的优势已经被广泛认同。
易燃,其蒸气与空气混合,能形成爆炸性混合物储存于阴凉、干燥、通风良好的不燃库房。
远离火种、热源。库温不宜超过37℃。保持容器密封。应与氧化剂、还原剂、酸类等分开存放,切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。
储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料储存于阴凉、干燥、通风良好的不燃库房。
储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料职业接触限值(中国)未制定标准职业接触限值(美国)未制定标准监测方法无资料工程控制生产过程密闭,加强通风呼吸系统防护空气中浓度超标时,佩戴过滤式防毒面具(半面罩)眼睛防护必要时,戴化学安全防护眼镜身体防护穿防静电工作服手防护戴橡胶耐油手套其它防护工作现场严禁吸烟。工作完毕,淋浴更衣。特别注意眼和呼吸道的防护。
装包装标志易燃液体包装方法安瓿瓶外普通木箱;螺纹口玻璃瓶、铁盖压口玻璃瓶、塑料瓶或金属桶(罐)外普通木箱运输注意事项运输时运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。
夏季*早晚运输。运输时所用的槽(罐)车应有接地链,槽内可设孔隔板以减少震荡产生静电。严禁与氧化剂、还原剂、酸类、食用化学品等混装混运。运输途中应防曝晒、雨淋,防高温。中途停留时应远离火种、热源、高温区。装运该物品的车辆排气管必须配备阻火装置。
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