Dimetüülkarbonaat on oluline orgaaniline ühend, mida kasutatakse laialdaselt keemiatööstuses, meditsiinis, elektroonikas ja muudes valdkondades. See artikkel tutvustab dimetüülkarbonaadi tootmisprotsessi ja valmistamismeetodit.

1. Dimetüülkarbonaadi tootmisprotsess

Dimetüülkarbonaadi tootmisprotsessi võib jagada kahte tüüpi: keemiline meetod ja füüsikaline meetod.

1) Keemiline meetod

Dimetüülkarbonaadi keemilise sünteesi reaktsioonivõrrand on: CH3OH+CO2 → CH3OCO2CH3

Metanool on dimetüülkarbonaadi tooraine ja karbonaatgaas on reagent. Reaktsiooniprotsess vajab katalüsaatorit.

Katalüsaatoreid on mitmesuguseid, sealhulgas naatriumhüdroksiid, kaltsiumoksiid, vaskoksiid ja karbonaat. Karbonaatestril on parim katalüütiline toime, kuid katalüsaatori valikul tuleb arvestada ka selliste teguritega nagu hind ja keskkond.

Dimetüülkarbonaadi tootmisprotsess hõlmab peamiselt selliseid etappe nagu metanooli puhastamine, hapniku oksüdeerimine, kuumutamisreaktsioon, eraldamine/destilleerimine jne. Reaktsiooniprotsessi käigus on saagise ja puhtuse parandamiseks vaja rangelt kontrollida selliseid parameetreid nagu temperatuur, rõhk ja reaktsiooniaeg.

2) Füüsiline meetod

Dimetüülkarbonaadi tootmiseks on kaks peamist füüsikalist meetodit: absorptsioonimeetod ja kokkusurumismeetod.

Absorptsioonimeetod kasutab absorbendina metanooli ja reageerib madalal temperatuuril CO2-ga, moodustades dimetüülkarbonaadi. Absorbenti saab taaskasutada ja reaktsioonil tekkivat süsinikdioksiidi saab samuti ringlusse võtta, kuid reaktsioonikiirus on aeglane ja energiatarve suur.

Kokkusurumisseadus kasutab CO2 füüsikalisi omadusi kokkupuutel metanooliga kõrge rõhu all, saavutades seeläbi dimetüülkarbonaadi valmistamise. Sellel meetodil on kiire reaktsioonikiirus, kuid see nõuab suure võimsusega kokkusurumisseadmeid ja on kulukas.

Mõlemal ülaltoodud meetodil on oma eelised ja puudused ning neid saab valida vastavalt rakenduse vajadustele ja majanduslikele teguritele.

2. Dimetüülkarbonaadi valmistamismeetod

Dimetüülkarbonaadi valmistamiseks on mitmeid meetodeid ja järgmised on kaks levinumat meetodit:

1) Metanoolimeetod

See on dimetüülkarbonaadi valmistamise kõige sagedamini kasutatav meetod. Konkreetsed tööetapid on järgmised:

(1) Lisage metanool ja kaaliumkarbonaat/naatriumkarbonaat ning kuumutage segades reaktsioonitemperatuurini;

(2) Lisage aeglaselt CO2, jätkake segamist ja laske reaktsiooni lõppedes jahtuda;

(3) Kasutage segu eraldamiseks ja dimetüülkarbonaadi saamiseks jaotuslehtrit.

Tuleb märkida, et saagise ja puhtuse parandamiseks tuleb reaktsiooniprotsessi käigus kontrollida temperatuuri, rõhku, reaktsiooniaega, samuti katalüsaatori tüüpi ja kogust.

2) Hapniku oksüdeerimise meetod

Lisaks metanoolmeetodile kasutatakse dimetüülkarbonaadi valmistamiseks tavaliselt ka hapniku oksüdeerimise meetodit. See meetod on lihtne kasutada ja võimaldab pidevat tootmist.

Konkreetsed toiminguetapid on järgmised:

(1) Lisa metanool ja katalüsaator, kuumuta segades reaktsioonitemperatuurini;

(2) Lisage reaktsioonisüsteemi hapnikgaasi ja jätkake segamist;

(3) Reaktsioonisegu eraldatakse, destilleeritakse ja puhastatakse, et saada dimetüülkarbonaat.

Tuleb märkida, et hapniku oksüdeerimise meetod nõuab saagise ja puhtuse parandamiseks selliste parameetrite nagu hapnikugaasi toitekiirus ja reaktsioonitemperatuur, samuti reaktsioonikomponentide osakaalu kontrollimist.

Selle artikli sissejuhatuse kaudu saame teada dimetüülkarbonaadi tootmisprotsessist ja valmistamismeetoditest. Alates molekulaarstruktuurist kuni reaktsiooniprotsessi ja tootmismeetodi üksikasjaliku kirjelduseni oleme pakkunud tervikliku ja täpse teadmiste süsteemi. Loodan, et see artikkel inspireerib lugejaid õppima ja uurima seda valdkonda.