دی متیل کربنات یک ترکیب آلی مهم است که به طور گسترده در صنایع شیمیایی، پزشکی، الکترونیک و سایر زمینه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. این مقاله به معرفی فرآیند تولید و روش تهیه دی متیل کربنات می‌پردازد.

1، فرآیند تولید دی متیل کربنات

فرآیند تولید دی متیل کربنات را می‌توان به دو نوع تقسیم کرد: روش شیمیایی و روش فیزیکی.

۱） روش شیمیایی

معادله واکنش سنتز شیمیایی دی متیل کربنات: CH3OH+CO2 → CH3OCO2CH3

متانول ماده اولیه دی متیل کربنات است و گاز کربنات واکنش دهنده است. فرآیند واکنش نیاز به کاتالیزور دارد.

کاتالیزورهای مختلفی از جمله هیدروکسید سدیم، اکسید کلسیم، اکسید مس و کربنات وجود دارد. استر کربنات بهترین اثر کاتالیزوری را دارد، اما انتخاب کاتالیزور باید عواملی مانند هزینه و محیط زیست را نیز در نظر بگیرد.

فرآیند تولید دی متیل کربنات عمدتاً شامل مراحلی مانند خالص‌سازی متانول، اکسیداسیون اکسیژن، واکنش گرمایشی، جداسازی/تقطیر و غیره است. در طول فرآیند واکنش، کنترل دقیق پارامترهایی مانند دما، فشار و زمان واکنش برای بهبود بازده و خلوص مورد نیاز است.

۲） روش فیزیکی

دو روش فیزیکی اصلی برای تولید دی متیل کربنات وجود دارد: روش جذب و روش فشرده سازی.

روش جذب از متانول به عنوان جاذب استفاده می‌کند و در دماهای پایین با CO2 واکنش می‌دهد تا دی متیل کربنات تولید کند. جاذب قابل استفاده مجدد است و دی اکسید کربن تولید شده توسط واکنش نیز قابل بازیافت است، اما سرعت واکنش کند و مصرف انرژی بالا است.

قانون فشرده‌سازی از خواص فیزیکی CO2 برای تماس با متانول تحت فشار بالا استفاده می‌کند و در نتیجه به تهیه دی‌متیل کربنات دست می‌یابد. این روش سرعت واکنش بالایی دارد، اما به تجهیزات فشرده‌سازی با قدرت بالا نیاز دارد و پرهزینه است.

دو روش فوق مزایا و معایب خاص خود را دارند و می‌توانند بر اساس نیازهای کاربردی و عوامل اقتصادی انتخاب شوند.

2. روش تهیه دی متیل کربنات

روش‌های مختلفی برای تهیه دی متیل کربنات وجود دارد و دو روش زیر معمولاً مورد استفاده قرار می‌گیرند:

۱) روش متانول

این رایج‌ترین روش برای تهیه دی‌متیل کربنات است. مراحل خاص عملیات به شرح زیر است:

(1) متانول و کربنات پتاسیم/کربنات سدیم را اضافه کنید و در حین هم زدن، تا دمای واکنش حرارت دهید.

(2) به آرامی CO2 را اضافه کنید، به هم زدن ادامه دهید و پس از اتمام واکنش، خنک کنید.

(3) از یک قیف جداسازی برای جدا کردن مخلوط و به دست آوردن دی متیل کربنات استفاده کنید.

لازم به ذکر است که دما، فشار، زمان واکنش و همچنین نوع و مقدار کاتالیزور باید در طول فرآیند واکنش کنترل شوند تا بازده و خلوص بهبود یابد.

۲） روش اکسیداسیون اکسیژن

علاوه بر روش متانول، روش اکسیداسیون اکسیژن نیز معمولاً برای تهیه دی متیل کربنات استفاده می‌شود. این روش به راحتی قابل استفاده است و می‌تواند به تولید مداوم دست یابد.

مراحل عملیاتی خاص به شرح زیر است:

(1) متانول و کاتالیزور را اضافه کنید، در حالی که هم می‌زنید، تا دمای واکنش حرارت دهید.

(2) گاز اکسیژن را به سیستم واکنش اضافه کنید و به هم زدن ادامه دهید.

(3) مخلوط واکنش را جدا، تقطیر و خالص کنید تا دی متیل کربنات به دست آید.

لازم به ذکر است که روش اکسیداسیون اکسیژن برای بهبود بازده و خلوص، نیاز به کنترل پارامترهایی مانند سرعت تأمین و دمای واکنش گاز اکسیژن و همچنین نسبت اجزای واکنش دارد.

از طریق مقدمه این مقاله، می‌توانیم با فرآیند تولید و روش‌های تهیه دی‌متیل کربنات آشنا شویم. از ساختار مولکولی گرفته تا شرح مفصل فرآیند واکنش و روش تولید، ما یک سیستم دانش جامع و دقیق ارائه داده‌ایم. امیدوارم این مقاله بتواند الهام‌بخش یادگیری و تحقیق خوانندگان در این زمینه باشد.