ไดเมทิลคาร์บอเนตเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่สำคัญซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเคมี ยา อิเล็กทรอนิกส์ และสาขาอื่นๆ บทความนี้จะแนะนำกระบวนการผลิตและวิธีการเตรียมไดเมทิลคาร์บอเนต

1、กระบวนการผลิตไดเมทิลคาร์บอเนต

กระบวนการผลิตไดเมทิลคาร์บอเนตสามารถแบ่งได้เป็น 2 ประเภท ได้แก่ วิธีทางเคมีและวิธีการทางกายภาพ

1）วิธีการทางเคมี

สมการปฏิกิริยาสังเคราะห์ทางเคมีของไดเมทิลคาร์บอเนตคือ: CH3OH+CO2 → CH3OCO2CH3

เมทานอลเป็นวัตถุดิบสำหรับไดเมทิลคาร์บอเนต และก๊าซคาร์บอเนตเป็นสารตั้งต้น กระบวนการปฏิกิริยาต้องใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา

ตัวเร่งปฏิกิริยามีหลายประเภท เช่น โซเดียมไฮดรอกไซด์ แคลเซียมออกไซด์ คอปเปอร์ออกไซด์ และคาร์บอเนต เอสเทอร์คาร์บอเนตมีผลเร่งปฏิกิริยาที่ดีที่สุด แต่การเลือกตัวเร่งปฏิกิริยายังต้องพิจารณาปัจจัยต่างๆ เช่น ต้นทุนและสภาพแวดล้อมด้วย

กระบวนการผลิตไดเมทิลคาร์บอเนตประกอบด้วยขั้นตอนต่างๆ เป็นหลัก เช่น การทำให้บริสุทธิ์ด้วยเมทานอล การเกิดออกซิเดชันของออกซิเจน ปฏิกิริยาการให้ความร้อน การแยก/กลั่น เป็นต้น ในระหว่างกระบวนการปฏิกิริยา จำเป็นต้องมีการควบคุมพารามิเตอร์ต่างๆ อย่างเข้มงวด เช่น อุณหภูมิ แรงดัน และเวลาในการเกิดปฏิกิริยา เพื่อปรับปรุงผลผลิตและความบริสุทธิ์

2）วิธีการทางกายภาพ

มีวิธีทางกายภาพหลักสองวิธีในการผลิตไดเมทิลคาร์บอเนต: วิธีการดูดซับและวิธีการบีบอัด

วิธีการดูดซับใช้เมทานอลเป็นสารดูดซับและทำปฏิกิริยากับ CO2 ที่อุณหภูมิต่ำเพื่อผลิตไดเมทิลคาร์บอเนต สารดูดซับสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ และคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดจากปฏิกิริยายังสามารถรีไซเคิลได้ แต่ความเร็วในการเกิดปฏิกิริยาจะช้าและใช้พลังงานสูง

กฎการบีบอัดใช้คุณสมบัติทางกายภาพของ CO2 เพื่อสัมผัสกับเมทานอลภายใต้แรงดันสูง จึงทำให้สามารถเตรียมไดเมทิลคาร์บอเนตได้ วิธีนี้มีอัตราการเกิดปฏิกิริยาที่รวดเร็ว แต่ต้องใช้อุปกรณ์บีบอัดที่มีกำลังสูงและมีราคาแพง

วิธีการทั้งสองข้างต้นมีข้อดีและข้อเสียของตัวเอง และสามารถเลือกใช้ได้ตามความต้องการใช้งานและปัจจัยทางเศรษฐกิจ

2、วิธีการเตรียมไดเมทิลคาร์บอเนต

มีหลายวิธีในการเตรียมไดเมทิลคาร์บอเนต และต่อไปนี้เป็นวิธีที่ใช้กันทั่วไปสองวิธี:

1）วิธีเมทานอล

นี่เป็นวิธีที่นิยมใช้กันมากที่สุดในการเตรียมไดเมทิลคาร์บอเนต ขั้นตอนการทำงานเฉพาะมีดังนี้:

(1) เติมเมทานอลและโพแทสเซียมคาร์บอเนต/โซเดียมคาร์บอเนต แล้วให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิปฏิกิริยาขณะคน

(2) ค่อยๆ เติม CO2 ลงไป คนต่อไป และปล่อยให้เย็นลงหลังจากปฏิกิริยาเสร็จสิ้น

(3) ใช้กรวยแยกเพื่อแยกส่วนผสมและรับไดเมทิลคาร์บอเนต

ควรสังเกตว่าต้องควบคุมอุณหภูมิ แรงดัน เวลาในการเกิดปฏิกิริยา ตลอดจนชนิดและปริมาณของตัวเร่งปฏิกิริยาในระหว่างกระบวนการเกิดปฏิกิริยา เพื่อปรับปรุงผลผลิตและความบริสุทธิ์

2） วิธีการออกซิเดชันออกซิเจน

นอกจากวิธีเมทานอลแล้ว วิธีการออกซิเดชันออกซิเจนยังมักใช้ในการเตรียมไดเมทิลคาร์บอเนตอีกด้วย วิธีนี้ใช้งานง่ายและสามารถผลิตได้อย่างต่อเนื่อง

ขั้นตอนการดำเนินการเฉพาะมีดังนี้:

(1) เติมเมทานอลและตัวเร่งปฏิกิริยาลงไป แล้วให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิปฏิกิริยาขณะทำการกวน

(2) เติมแก๊สออกซิเจนเข้าไปในระบบปฏิกิริยาและคนต่อไป

(3) แยก กลั่น และทำให้ส่วนผสมปฏิกิริยาบริสุทธิ์เพื่อให้ได้ไดเมทิลคาร์บอเนต

ควรสังเกตว่าวิธีการออกซิเดชันออกซิเจนต้องมีพารามิเตอร์ควบคุม เช่น อัตราการจ่ายและอุณหภูมิปฏิกิริยาของก๊าซออกซิเจน รวมถึงสัดส่วนของส่วนประกอบของปฏิกิริยา เพื่อปรับปรุงผลผลิตและความบริสุทธิ์

จากการแนะนำบทความนี้ เราจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับกระบวนการผลิตและวิธีการเตรียมไดเมทิลคาร์บอเนต ตั้งแต่โครงสร้างโมเลกุลไปจนถึงคำอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับกระบวนการปฏิกิริยาและวิธีการผลิต เราได้จัดทำระบบความรู้ที่ครอบคลุมและแม่นยำ ฉันหวังว่าบทความนี้จะเป็นแรงบันดาลใจให้ผู้อ่านได้เรียนรู้และค้นคว้าในสาขานี้