1、概述及定义
根据观研报告网发布的《中国碳酸二甲酯行业发展深度研究与投资前景预测报告(2023-2030年)》显示,碳酸二甲酯属于一种有机化合物,其化学式是C3H6O3,分子量为90.08,相对密度1.070,折射率1.3697;熔点4℃,沸点90.1℃,同时也是当今化工生产领域中广泛应用的一种化工原料。因其分子结构中有甲氧基、甲基和羧基等各种官能团的存在,所以其反应性能有很多,且在化工生产中具有易运输、污染少、方便安全等的优势。基于此,碳酸二甲酯在当今的汽油添加剂、涂料溶剂、甲基化试剂以及羰基化试剂等化工产品生产制造中得到了广泛应用。同时,因碳酸二甲酯的导电性能良好,在锂电池行业中也得到了良好应用。
DMC与其他溶剂的性能比较
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)/℃ |
18.3 |
-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/×10-3Pa·s |
0.625 |
0.316 |
2.41 |
0.79 |
0.579 |
表面张力/×10-5N·cm |
-128.5 |
- |
20.8 |
25.6 |
27.92 |
蒸汽热/J·g-1 |
-1369.06 |
523.0 |
676.58 |
249.82 |
363.69 |
介电常数 |
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 |
LD50/mg·kg-1 |
112900 |
– |
5800 |
- |
7530 |
卫生容许浓度/mg·L-1 |
1 |
- |
0.40 |
0.20 |
200×10-6 |
数据来源:观研天下整理
碳酸二甲酯(DMC)功能与用途
功能 |
用途 |
代替光气作羰基化剂 |
光气虽然反应活性较高,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可以代替光气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、异氰酸酯等,其中聚碳酸酯将是DMC需求量最大的领域,据预测2005年80%以上的DMC将用于生产聚碳酸酯 |
代替硫酸二甲酯作甲基化剂 |
由于与光气类似的原因,硫酸二甲酯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 |
低毒溶剂 |
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,介质介电常数小,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。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 |
汽油添加剂 |
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、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 |
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2、碳酸二甲酯产能分析
近年来,新能源汽车产销量不断上升,促使锂电池溶剂需求增加,我国碳酸二甲酯行业蓬勃发展。根据数据显示,2022年,我国碳酸二甲醋行业产能171.3万吨,2017-2022年实现年均复合增速30.19%。其中,山东石大胜华化工集团股份有限公司12.5万吨/年,东营海科和山东维尔斯化工分别为6万吨/年。
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我国碳酸二甲酯行业主要企业产能情况
企业名称 |
产能(万吨/年) |
山东石大胜华化工集团股份有限公司 |
12.5 |
东营海科 |
6 |
山东维尔斯化工 |
6 |
铜陵金泰化工股份有限公司 |
9 |
重庆东能 |
7 |
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3、碳酸二甲酯行业产量和需求量分析
在产销量方面,我国碳酸二甲酯行业呈现供过于求的产量过剩态势。根据数据显示,2022年我国碳酸二甲酯行业产量为105万吨,需求量为81.3万吨。
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4、碳酸二甲酯行业市场规模分析
同时,在国家和居民对于绿色环保要求持续提升的背景下,碳酸二甲酯作为有机合成的“新基石”得广泛应用,带动市场规模不断扩大。根据数据显示,我国碳酸二甲酯行业市场规模从2017年的26.73亿元增长至51.26亿元。
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5、碳酸二甲酯行业下游市场分析
我国碳酸二甲酯主要用于锂电池电解液溶剂部分和聚碳酸酯领域,是消费主市场。数据显示,2022年,我国碳酸二甲酯行业在聚碳酸酯领域需求为26.3万吨,锂电池电解液需求为26.7万吨,分别占比32.3%和32.8%,其他领域需求为28.3万吨。
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在锂电池电解液溶液方面,随着新能源汽车蓬勃发展带动DMC等主流电解液溶剂需求快速增长,锂电池电解液市场规模持续扩大。数据显示,2020年我国锂电池电解液溶剂需求量达到20.7万吨,2016-2020年均复合增长率为36.3%,2022年需求量将达26.5万吨;
数据来源:观研天下整理
数据来源:观研天下整理(WYD)
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