Propylencarbonat Cas 108-32-7

Propylencarbonatist eine farblose, geruchlose, brennbare Flüssigkeit mit der molekularen Formel C4H6O3, CAS C4H6O3. Kann mit Ether, Aceton, Benzol, Chloroform, Vinylacetat usw. mischbar sein, in Wasser und Kohlenstofftetrachlorlor löslich, hat eine starke Absorptionsfähigkeit für Kohlendioxid und ist stabil. In der Industrie wird es durch Zugabe von Epichlorhydrin und Kohlendioxid unter einem bestimmten Druck und der Destillation unter reduziertem Druck erzeugt. Kann als Öllösungsmittel, Spinnlösungsmittel, Olefin, aromatischer Kohlenwasserstoff-Extraktionsmittel, Kohlendioxidabsorption, wasserlöslicher Farbstoff und Pigmentdispergiermittel verwendet werden. In der Elektronikindustrie kann es als ausgezeichnetes Medium für energiereiche Batterien und Kondensatoren verwendet werden. In der Polymerindustrie kann es als Lösungsmittel und Weichmacher für Polymere verwendet werden. Weichmacher, die als Klebstoffe und Dichtungsmittel verwendet werden. Es kann auch als Aushärtungsbeschleuniger für Phenolharze und als Dispergiermittel für wasserlösliche Kleberpigmente und Füllstoffe verwendet werden. Die chemische Industrie ist der Hauptrohstoff für die Synthese von Dimethylcarbonat und kann auch zur Entfernung von Kohlendioxid und Wasserstoffsulfid aus Erdgas- und Erdöl -Rissgas verwendet werden. Zusätzlich kann sie auch in Industriefeldern wie Textilien sowie Druck und Färben verwendet werden.

PC A Fünfgliedern Cyclic Carbonat, das durch Cycloaddition von Epichlorhydrin und Kohlendioxid synthetisiert wurde, hat aufgrund seiner einzigartigen physikalischen und chemischen Eigenschaften einen außerordentlichen Anwendungswert in verschiedenen Bereichen wie Chemieingenieurwesen, Energie und Materialien gezeigt.

Kernanwendungen der industriellen Produktion

 

(1) Gasreinigungsfeld
Kohlendioxidabsorption:
Prozessvorteile: Im Vergleich zur traditionellen Alkoholaminmethode die MethodePropylencarbonatDie Methode hat die Eigenschaften einer hohen Absorptionsbelastung ({0. 55 m ³ Co ₂/m ³ Lösung) und niedriger Regenerationsenergieverbrauch (reduziert um 30%).
Industriefall: Henan Junma Chemical's 3 0 0000 Tonnen/Jahr Anlage hält eine stabile Kontrolle des Co -₂ -Gehalts in gereinigtem Gas unter 0,1%.
Erdgasentschwefelung:
Kollaborative Absorption: Es verfügt über eine selektive Absorptionsfähigkeit für H ₂ s und Co ₂, geeignet für hohe Schwefel -Erdgasreinigung.
Technische Parameter: Absorptionstemperatur von 40 Grad, Auflösungstemperatur von 120 Grad, Zirkulationsvolumen von 1,5 l/m ³ Erdgas.

 

(2) industrielle Anwendung von Batterien
Lithium -Ionen -Batterie -Elektrolyt:
Formeloptimierung: Hinzufügen von 2 0% PC zum 1,2 mol/l LIPF ₆/EC+DEC-System führte zu einer Leitfähigkeit mit niedriger Temperatur (-20 Grad) von 0,85 ms/cm für den Elektrolyten.
Leistungsverbesserung: Nach einer bestimmten Leistung von Lithium-Batterien diese Formel stieg die Aufbewahrungsrate mit niedriger Temperaturkapazität der Batterie von 68% auf 82%.
Lithiumionenkondensatoren:
Elektrolyt -Additiv: Ethylensulfit (ES) funktioniert synergistisch mit PC, und ein 5% ES -Additiv führt zu einer Retentionsrate von 73,7% der 20C -Ratenkapazität des Kondensators.

 

(3) Polymermaterialverarbeitung
Weichmacher:
Epoxidharzmodifikation: Das Hinzufügen von 8% PC erhöhte die Scherfestigkeit von 18 MPa auf 24 MPa, und ein bestimmtes Windturbinen -Blattunternehmen verlängerte die Lebensdauer der Müdigkeit nach der Annahme um 30%.
Polymerisationsreaktion Lösungsmittel:
Die Polycarbonat -Synthese: Wenn PC mit Bisphenol A kondensiert wird, fungiert er als Lösungsmittel, um die Reaktionstemperatur um 15 Grad zu reduzieren, und der Molekulargewichtsverteilungsindex des Produkts nimmt von 2,8 auf 2,2 ab.

 

(4) Synthese von Feinchemikalien
Produktion von Dimethylcarbonat (DMC):
Esteraustauschprozess: PC reagiert mit Methanol mit einer DMC -Umwandlungsrate von 92%. Die Reinheit des Produkts in einem Werk von 50000 Tonnen/Jahr in einem chemischen Industriepark bleibt bei über 99,9%stabil.
Pharmazeutische Zwischenprodukte:
Synthese von Cephalosporin -Antibiotika: Als Acylierungsreaktionsmedium verkürzt es die Reaktionszeit um 40% und erhöht die einzelnen Stapelausbeute um 12%.

Tägliche Lebensanwendungen

 

(1) Reinigung und Entfettung
Lösungsmittel mit geringer Toxizität:
VOC -Vorteil: Auf der Liste Safer Chemicals der US EPA aufgeführt, mit einem Dampfdruck von 0. 023 mmHg, erfüllt VOC -Befreiungsstandards.
Anwendungsfall: Das Ersetzen von Dichlormethan für die Reinigung der elektronischen Komponenten verringert die Oberflächenspannung um 30% und verbessert die Reinigungseffizienz um 25%.

(2) Körperliche Pflege und Kosmetik
Sichere Alternativen:
Niedrige Reizung: Wird als Ersatz für N-Methylpyrrolidon in kosmetischen Formulierungen verwendet, wird der Hautreizungstest-Score um 40%verringert.
Filmforming Agent:
UV -heilbare Tinte: Das Hinzufügen von 10% PC erhöht die Flexibilität des geheilten Films um 50%, und der ASTM D522 -Biegetest erreicht 300 -mal ohne Knacken.

Benutzerdefinierte Notizbuchlösungen

 

(4) Haushaltsbetriebsmaterialien
Holzkleber:
Phenolharzersatz: PC -modifizierter Harnstoffformaldehydharz mit einer Bindungsstärke von 2,5 MPa und einer 60% igen Verringerung der Formaldehydemissionen.
Oberflächenbehandlungsmittel:
Aluminiumprofiloxidation: Das Hinzufügen von 3% PC verbessert die Gleichmäßigkeit der Oxidfilmdicke um 25% und erweitert die Salzspray -Testzeit von 120 Stunden auf 180 Stunden.

Wissenschaftliche Forschung und modernste Erkundung

 

(1) CO2 -Ressourcenauslastung
Chemische Fixierungstechnologie:
Catalytic synthesis of PC: Titanate nanotube (TNT) catalyst, PO conversion rate>99,9%, PC -Selektivität 100%.
Mechanismusstudie: Die synergistische Katalyse von Hydroxyl- und Lewis -Säure -Stellen auf der Oberfläche von TNT reduziert die Energieeröffnung der Po -Ringöffnung.
(2) neue Energiematerialien
Fester Elektrolyt:
Polymerelektrolyt: PC- und PEO-Mischsystem mit einer ionischen Leitfähigkeit von 1,2 × 10 ⁻⁵ S/cm (30 Grad), geeignet für Festkörper-Lithiumbatterien.
Natriumionenbatterie:
Elektrolytoptimierung: Das Hinzufügen von fluoriertem Ethylencarbonat (FEC) zu PC -basierter Elektrolyt führte zu einer Natriumion -Migrationsnummer von 0. 82

 

(3) umweltfreundliche Prozesse
Grüner katalytisches System:
Biobasiertes Katalysator: Ionenflüssiges katalysiert die Synthese von PC aus CO ₂ und Epichlorhydrin mit einer Umwandlungsrate von 85%und kann zehnmal recycelt werden.
Abbaubare Materialien:
Poly (Propylencarbonat): PC Co mit Co ₂ polymerisiert, mit einer materiellen Gewichtsverlustrate von 60% (nach 3 Monaten Bodenbestattung), was den Standards für biologisch abbaubare Kunststoffe entspricht.

 

1. Synthese basierend auf 1, 2- propanediol

Da die Synthese -Technologie von 1, 2- Propantiol relativ reif ist und die Produktqualität und die Produktqualität und die Ausgabe relativ stabil sind, gibt es viele Berichte über die Synthese mit Propylenglykol als Hauptrohm.

1) Propylenglykol -Phosgen -Methode: Die erste industrielle Herstellung von IT war die Synthesereaktion von 1, 2- Propanediol und Phosgen.

Phosgen ist eine hochgiftige Substanz, die Menschen und Umwelt schwerwiegenden Schäden verursacht. Darüber hinaus wird die Nebenprodukt-Salzsäure erzeugt, die nicht nur die atomare Wirtschaft des Prozesses reduziert, sondern auch die Prozessanlagungskosten aufgrund der Korrosion von Salzsäure für die Geräte erhöht. Daher wurde die Verwendung dieses Gesetzes verboten.

2) Propylenglykol -Harnstoffmethode

Die Synthese aus Harnstoff und 1, 2- Propanediol wurde in China mehr untersucht. Wenn Propylenglykol mit Harnstoff reagiert, um zu synthetisierenPropylencarbonatDer erste Schritt besteht darin, Amino-Carbonat zu erzeugen, und der zweite Schritt besteht darin, Amino-Carbonat zu deaminieren und zu Cyclisierung von Amino-Carbonat, um das Zielprodukt zu erzeugen, begleitet von der Erzeugung von Nebenproduktammoniak. Das früher gemeldete Patent für die Herstellung von Harnstoff- und Propylenglykol führte zu leichten Reaktionsbedingungen und einer hohen Ausbeute des Zielprodukts. Der eingeführte Katalysator ist organisches Zinn, der eine gewisse Toxizität aufweist.

Durch die Verwendung eines festen Basenkatalysators kann die Toxizität des Prozesses verringert werden. In Gegenwart von festen Alkali wie Zinkoxid beträgt die Reaktionstemperatur 100 ~ 200 Grad, Stickstoff wird eingeführt, und nach einer bestimmten Reaktionszeit kann die durch Harnstoff berechnete Produktausbeute 99%erreichen. Wenn der zusammengesetzte Calciumoxidkatalysator unter dem Zustand des reduzierten Drucks verwendet wird, beträgt die Temperatur 150 ~ 160 Grad, die Umwandlung von Harnstoff von 95%~ 98%und die Selektivität von 90%~ 98%. Der Katalysator kann recycelt werden.

Unter Verwendung von MGO, das aus basischem Magnesiumcarbonat als Katalysator kalkt wurde, wurde es aus Harnstoff- und Propylenglykol synthetisiert. Nach 3 -stündiger Reaktion bei 170 Grad betrug die PC -Ausbeute mehr als 90%. Anorganische Blei- und Zinkverbindungen wurden als heterogene Katalysatoren verwendet. Die Ausbeute davon betrug 98% im Harnstoff bei 160 Grad für 6 Stunden; Das Reaktionsprodukt und der Katalysator sind leicht zu trennen. Unter Verwendung von Fe Zn Oxid als Katalysator betrug die Ausbeute von IT 78% nach einer Reaktion bei 170 Grad für 2H. Die wichtigste aktive Komponente des Katalysators ist ZnO, das durch die gemeinsame Wirkung von ZnO und ZnFE gefördert wird₂O₄. Die durch Propylenglykol -Harnstoffmethoden synthetisierten Produktkosten sind relativ niedrig und haben bestimmte Vorteile bei Prozess Rohstoffen.

3) Propylenglykol -Kohlendioxidmethode

Der Reaktionsprozess verwendet Kohlendioxid. Kohlendioxid ist ein Treibhausgas. Da die Konzentration von Kohlendioxid auf der Erdoberfläche aufgrund menschlicher Aktivitäten zugenommen hat, ist es eine grüne synthetische Idee, Kohlendioxid als Rohstoff zu verwenden, um sie in Chemikalien zu reparieren, und praktische Berichte wurden gesehen. Obwohl das in den meisten Studien verwendete Kohlendioxid nicht direkt von Emissionen stammt, wird sein Denken auch als grün angesehen. Der in dieser Methode verwendete Katalysator ist Alkali -Metallsalz oder alkalisches Erdmetallsalz, und die katalytische Aktivität von Kaliumcarbonat ist hoch. Im homogenen katalytischen System kann die Ausbeute von Propylencarbonat 12,6%erreichen.

Um die Schwierigkeiten der Produkttrennung und des durch homogenen katalytischen Reaktion verursachten Katalysatorrecycling -Recyclings zu überwinden, wurde Kaliumcarbonat für eine heterogene katalytische Reaktion auf aktiviertem Kohlenstoff geladen. Die Ergebnisse zeigten, dass die Produktselektivität verbessert wurde. Das Lösungsmittel -Acetonitril wurde im Syntheseprozess verwendet, der den grünen Grad des Prozesses reduzierte. Zinn organische Verbindungen wie BU2SNO oder BU2SN (OME) 2 können auch die Reaktion von 1, 2- Propanediol und Kohlendioxid, katalysieren, um Propylencarbonat unter überkritischen Bedingungen zu produzieren.

Die Zugabe von Cosolvent oder das Vorhandensein eines Dehydratisierungsmittels ist für die Produktion und den Ertrag des Produkts von Vorteil. Wasser wird während der Reaktion von 1, 2- Propanediol und Kohlendioxid erzeugt, wodurch die Atomnutzungsrate im Reaktionsprozess reduziert wird, und das Produkt wird hydrolysiert, sodass die Ausbeute des Produkts durch Wasser gehemmt wird. Dies ist ein wichtiges Problem, das im Industrialisierungsprozess gelöst werden muss.

4) Austauschmethode von Propylenglykol und Ester

Es kann durch Überschreitungen von 1, 2- propanediol mit Diethylcarbonat oder Dimethylcarbonat hergestellt werden.

Die Ausbeute davon betrug 88%, wenn Alkali -Metall oder alkalisches Erdmetall als Katalysator verwendet und 12 Stunden bei 144 Grad reagierte. Wenn Dibutyltin-Dilaurat und Spurenstarke als Katalysator zur Tranesterungsreaktion verwendet werden, wird Xylol-Rückfluss verwendet, um die Reaktionstemperatur zu kontrollieren, und Ethanol, das Nebenprodukt, können kontinuierlich fraktioniert werden, können die Betriebsschritte verringert werden. Die in dieser Methode verwendeten Rohstoffe sind jedoch teuer, und die Toxizität des Organotinkatalysators ist relativ hoch, daher ist sie kein idealer grüner Prozess.

2. Synthese basierend auf Propylenoxid

Die Zugabe von Propylenoxid und Kohlendioxid zu produzieren ist eine exotherme und volumenrückende Reaktion. Daher sind niedrige Temperatur- und Hochdruckbedingungen der Reaktion förderlich. Da es sich um eine Additionsreaktion handelt, kann die atomare Wirtschaft des Prozesses theoretisch 100 erreichen, aber die tatsächliche Situation hängt mit dem verwendeten katalytischen System zusammen.

Das katalytische System umfasst hauptsächlich homogenes katalytisches System und heterogenes katalytisches System. Im homogenen katalytischen System kann der komplexe Katalysator die Reaktion von Propylenoxid und Kohlendioxid auf die Herstellung katalysieren. Der Nachteil ist, dass die Katalysatorkonzentration relativ hoch und die Reaktionsausbeute relativ niedrig ist. Quaternäres Ammoniumsalz, quaternäres Phosphinsalz und Alkali -Metallsalzkatalysator haben eine hohe katalytische Aktivität für die Additionsreaktion von Propylenoxid mit Kohlendioxid und die Umwandlungsrate ist relativ hoch.

Ein homogener Metallionenkomplexkatalysator, Code -Name MC -3, katalysiert die Reaktion von Propylenoxid mit Kohlendioxid unter den Reaktionstemperaturbedingungen von 135 Grad und Druck von 3 MPa, und die Ausbeute davon beträgt mehr als 94%. Darüber hinaus kann der Alkali -Metall -Salzkatalysator auch die Synthese von katalysierenPropylencarbonatMit Hilfe des makrocyclischen Kronethers. Aufgrund der starken Toxizität des makrocyclischen Kronethers wird der praktische Wert dieser Synthesemethode verringert.

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