דימתיל קרבונט הוא תרכובת אורגנית חשובה הנמצאת בשימוש נרחב בתעשייה הכימית, רפואה, אלקטרוניקה ותחומים אחרים. מאמר זה יציג את תהליך הייצור ושיטת ההכנה של דימתיל קרבונט.

1. תהליך ייצור של דימתיל קרבונט

תהליך הייצור של דימתיל קרבונט ניתן לחלק לשני סוגים: שיטה כימית ושיטה פיזיקלית.

1) שיטה כימית

משוואת תגובת הסינתזה הכימית של דימתיל קרבונט היא: CH3OH+CO2 → CH3OCO2CH3

מתנול הוא חומר הגלם לדימתיל קרבונט, וגז קרבונט הוא המגיב. תהליך התגובה דורש זרז.

ישנם זרזים שונים, כולל נתרן הידרוקסידי, תחמוצת סידן, תחמוצת נחושת וקרבונט. לאסטר קרבונט יש את ההשפעה הקטליטית הטובה ביותר, אך בחירת הזרז צריכה לקחת בחשבון גם גורמים כמו עלות וסביבה.

תהליך הייצור של דימתיל קרבונט כולל בעיקר שלבים כגון טיהור מתנול, חמצון חמצן, תגובת חימום, הפרדה/זיקוק וכו'. במהלך תהליך התגובה נדרשת בקרה קפדנית על פרמטרים כגון טמפרטורה, לחץ וזמן תגובה כדי לשפר את התפוקה והטוהר.

2) שיטה פיזיקלית

ישנן שתי שיטות פיזיקליות עיקריות לייצור דימתיל קרבונט: שיטת ספיגה ושיטת דחיסה.

שיטת הספיגה משתמשת במתנול כחומר סופג ומגיבה עם CO2 בטמפרטורות נמוכות לייצור דימתיל קרבונט. ניתן לעשות שימוש חוזר בחומר הסופג, וגם ניתן למחזר את הפחמן הדו-חמצני שנוצר בתגובה, אך קצב התגובה איטי וצריכת האנרגיה גבוהה.

חוק הדחיסה מנצל את התכונות הפיזיקליות של CO2 כדי לבוא במגע עם מתנול תחת לחץ גבוה, ובכך להשיג את הכנת דימתיל קרבונט. לשיטה זו קצב תגובה מהיר, אך היא דורשת ציוד דחיסה בעל עוצמה גבוהה והיא יקרה.

לשתי השיטות הנ"ל יתרונות וחסרונות משלהן, וניתן לבחור בהן על סמך צרכי היישום וגורמים כלכליים.

2. שיטת הכנה של דימתיל קרבונט

ישנן שיטות שונות להכנת דימתיל קרבונט, והן שתי שיטות נפוצות:

1) שיטת מתנול

זוהי השיטה הנפוצה ביותר להכנת דימתיל קרבונט. שלבי הפעולה הספציפיים הם כדלקמן:

(1) הוסיפו מתנול ואשלגן פחמתי/נתרן פחמתי, וחממו לטמפרטורת התגובה תוך כדי ערבוב;

(2) הוסיפו CO2 באיטיות, המשיכו לערבב, וקיררו לאחר השלמת התגובה;

(3) השתמשו במשפך הפרדה כדי להפריד את התערובת ולקבל דימתיל קרבונט.

יש לציין כי יש לשלוט בטמפרטורה, בלחץ, בזמן התגובה, כמו גם בסוג ובכמות הזרז במהלך תהליך התגובה כדי לשפר את התשואה והטוהר.

2) שיטת חמצון חמצן

בנוסף לשיטת המתנול, שיטת חמצון החמצן נפוצה גם להכנת דימתיל קרבונט. שיטה זו קלה לתפעול ויכולה להשיג ייצור רציף.

שלבי הפעולה הספציפיים הם כדלקמן:

(1) הוסיפו מתנול וזרז, חממו לטמפרטורת התגובה תוך כדי ערבוב;

(2) הוסיפו גז חמצן למערכת התגובה והמשיכו לערבב;

(3) יש להפריד, לזקק ולטהר את תערובת התגובה כדי לקבל דימתיל קרבונט.

יש לציין כי שיטת חמצון החמצן דורשת שליטה בפרמטרים כגון קצב האספקה ​​וטמפרטורת התגובה של גז החמצן, כמו גם שיעור רכיבי התגובה, כדי לשפר את התשואה והטוהר.

באמצעות מבוא למאמר זה, נוכל ללמוד על תהליך הייצור ושיטות ההכנה של דימתיל קרבונט. החל מהמבנה המולקולרי ועד לתיאור מפורט של תהליך התגובה ושיטת הייצור, סיפקנו מערכת ידע מקיפה ומדויקת. אני מקווה שמאמר זה יוכל לעורר השראה בלמידה ובמחקר של הקוראים בתחום זה.