ไดเมทิลคาร์บอเนตเป็นสารประกอบอินทรีย์สำคัญที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเคมี ยา อิเล็กทรอนิกส์ และสาขาอื่นๆ บทความนี้จะแนะนำกระบวนการผลิตและวิธีการเตรียมไดเมทิลคาร์บอเนต

1、กระบวนการผลิตไดเมทิลคาร์บอเนต

กระบวนการผลิตไดเมทิลคาร์บอเนตสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท ได้แก่ วิธีทางเคมีและวิธีการทางกายภาพ

1） วิธีการทางเคมี

สมการปฏิกิริยาสังเคราะห์ทางเคมีของไดเมทิลคาร์บอเนตคือ: CH3OH+CO2 → CH3OCO2CH3

เมทานอลเป็นวัตถุดิบสำหรับไดเมทิลคาร์บอเนต และก๊าซคาร์บอเนตเป็นสารตั้งต้น กระบวนการทำปฏิกิริยาต้องใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา

มีตัวเร่งปฏิกิริยาหลายชนิด ได้แก่ โซเดียมไฮดรอกไซด์ แคลเซียมออกไซด์ คอปเปอร์ออกไซด์ และคาร์บอเนต คาร์บอเนตเอสเทอร์มีฤทธิ์เร่งปฏิกิริยาที่ดีที่สุด แต่การเลือกตัวเร่งปฏิกิริยายังต้องพิจารณาปัจจัยต่างๆ เช่น ต้นทุนและสภาพแวดล้อมด้วย

กระบวนการผลิตไดเมทิลคาร์บอเนตประกอบด้วยขั้นตอนต่างๆ เป็นหลัก เช่น การทำให้บริสุทธิ์ด้วยเมทานอล การออกซิเดชันของออกซิเจน ปฏิกิริยาการให้ความร้อน การแยก/กลั่น เป็นต้น ในระหว่างกระบวนการปฏิกิริยา จำเป็นต้องมีการควบคุมพารามิเตอร์อย่างเข้มงวด เช่น อุณหภูมิ ความดัน และเวลาปฏิกิริยา เพื่อปรับปรุงผลผลิตและความบริสุทธิ์

2）วิธีการทางกายภาพ

มีวิธีทางกายภาพหลักสองวิธีในการผลิตไดเมทิลคาร์บอเนต ได้แก่ วิธีการดูดซับและวิธีการบีบอัด

วิธีการดูดซับนี้ใช้เมทานอลเป็นสารดูดซับและทำปฏิกิริยากับคาร์บอนไดออกไซด์ที่อุณหภูมิต่ำเพื่อผลิตไดเมทิลคาร์บอเนต สารดูดซับนี้สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ และคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดจากปฏิกิริยาก็สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้เช่นกัน แต่อัตราการเกิดปฏิกิริยาค่อนข้างช้าและใช้พลังงานสูง

กฎการบีบอัดใช้คุณสมบัติทางกายภาพของ CO2 เพื่อสัมผัสกับเมทานอลภายใต้แรงดันสูง จึงทำให้สามารถเตรียมไดเมทิลคาร์บอเนตได้ วิธีการนี้มีอัตราการเกิดปฏิกิริยาที่รวดเร็ว แต่ต้องใช้อุปกรณ์บีบอัดกำลังสูงและมีราคาแพง

วิธีการทั้งสองวิธีข้างต้นมีข้อดีและข้อเสียของตัวเอง และสามารถเลือกใช้ได้ตามความต้องการในการใช้งานและปัจจัยทางเศรษฐกิจ

2、วิธีการเตรียมไดเมทิลคาร์บอเนต

มีหลายวิธีในการเตรียมไดเมทิลคาร์บอเนต และต่อไปนี้เป็นสองวิธีที่ใช้กันทั่วไป:

1） วิธีเมทานอล

นี่เป็นวิธีการที่ใช้กันทั่วไปที่สุดในการเตรียมไดเมทิลคาร์บอเนต ขั้นตอนการทำงานเฉพาะมีดังนี้:

(1) เติมเมทานอลและโพแทสเซียมคาร์บอเนต/โซเดียมคาร์บอเนต แล้วให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิปฏิกิริยาขณะคน

(2) ค่อยๆ เติม CO2 คนต่อไป และปล่อยให้เย็นลงหลังจากปฏิกิริยาเสร็จสิ้น

(3) ใช้กรวยแยกเพื่อแยกส่วนผสมและรับไดเมทิลคาร์บอเนต

ควรสังเกตว่าอุณหภูมิ แรงดัน เวลาในการเกิดปฏิกิริยา ตลอดจนประเภทและปริมาณของตัวเร่งปฏิกิริยาจะต้องได้รับการควบคุมในระหว่างกระบวนการเกิดปฏิกิริยาเพื่อปรับปรุงผลผลิตและความบริสุทธิ์

2） วิธีการออกซิเดชันออกซิเจน

นอกจากวิธีเมทานอลแล้ว วิธีออกซิเจนออกซิเดชันยังเป็นที่นิยมใช้ในการเตรียมไดเมทิลคาร์บอเนตอีกด้วย วิธีนี้ใช้งานง่ายและสามารถผลิตได้อย่างต่อเนื่อง

ขั้นตอนการดำเนินการเฉพาะมีดังนี้:

(1) เติมเมทานอลและตัวเร่งปฏิกิริยาลงไป ขณะกวนให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิปฏิกิริยา

(2) เติมก๊าซออกซิเจนเข้าไปในระบบปฏิกิริยาและคนต่อไป

(3) แยก กลั่น และทำให้บริสุทธิ์ส่วนผสมปฏิกิริยาเพื่อให้ได้ไดเมทิลคาร์บอเนต

ควรสังเกตว่าวิธีการออกซิเดชันออกซิเจนต้องมีการควบคุมพารามิเตอร์ เช่น อัตราการจ่ายและอุณหภูมิปฏิกิริยาของก๊าซออกซิเจน ตลอดจนสัดส่วนของส่วนประกอบปฏิกิริยา เพื่อปรับปรุงผลผลิตและความบริสุทธิ์

บทนำของบทความนี้ช่วยให้เราเรียนรู้เกี่ยวกับกระบวนการผลิตและวิธีการเตรียมไดเมทิลคาร์บอเนต ตั้งแต่โครงสร้างโมเลกุลไปจนถึงคำอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับกระบวนการทำปฏิกิริยาและวิธีการผลิต เราได้จัดทำระบบความรู้ที่ครอบคลุมและแม่นยำ หวังว่าบทความนี้จะเป็นแรงบันดาลใจให้ผู้อ่านได้เรียนรู้และค้นคว้าในสาขานี้