დიმეთილკარბონატი მნიშვნელოვანი ორგანული ნაერთია, რომელიც ფართოდ გამოიყენება ქიმიურ მრეწველობაში, მედიცინაში, ელექტრონიკასა და სხვა სფეროებში. ეს სტატია გაგაცნობთ დიმეთილკარბონატის წარმოების პროცესსა და მომზადების მეთოდს.

1. დიმეთილის კარბონატის წარმოების პროცესი

დიმეთილის კარბონატის წარმოების პროცესი შეიძლება დაიყოს ორ ტიპად: ქიმიური მეთოდი და ფიზიკური მეთოდი.

1) ქიმიური მეთოდი

დიმეთილის კარბონატის ქიმიური სინთეზის რეაქციის განტოლებაა: CH3OH+CO2 → CH3OCO2CH3

მეთანოლი დიმეთილის კარბონატის ნედლეულია, ხოლო კარბონატის აირი - რეაქტანტი. რეაქციის პროცესს კატალიზატორი სჭირდება.

არსებობს სხვადასხვა კატალიზატორი, მათ შორის ნატრიუმის ჰიდროქსიდი, კალციუმის ოქსიდი, სპილენძის ოქსიდი და კარბონატი. კარბონატულ ეთერს საუკეთესო კატალიზური ეფექტი აქვს, თუმცა კატალიზატორის შერჩევისას ასევე უნდა იქნას გათვალისწინებული ისეთი ფაქტორები, როგორიცაა ფასი და გარემო.

დიმეთილის კარბონატის წარმოების პროცესი ძირითადად მოიცავს ისეთ ეტაპებს, როგორიცაა მეთანოლის გაწმენდა, ჟანგბადის დაჟანგვა, გათბობის რეაქცია, გამოყოფა/დისტილაცია და ა.შ. რეაქციის დროს, მოსავლიანობისა და სისუფთავის გასაუმჯობესებლად საჭიროა ისეთი პარამეტრების მკაცრი კონტროლი, როგორიცაა ტემპერატურა, წნევა და რეაქციის დრო.

2) ფიზიკური მეთოდი

დიმეთილის კარბონატის წარმოებისთვის ორი ძირითადი ფიზიკური მეთოდი არსებობს: შთანთქმის მეთოდი და შეკუმშვის მეთოდი.

შთანთქმის მეთოდი იყენებს მეთანოლს, როგორც შთამნთქმელს და დაბალ ტემპერატურაზე რეაგირებს CO2-თან დიმეთილის კარბონატის წარმოსაქმნელად. შთამნთქმელის ხელახლა გამოყენება შესაძლებელია და რეაქციით წარმოქმნილი ნახშირორჟანგის გადამუშავებაც შესაძლებელია, თუმცა რეაქციის სიჩქარე დაბალია და ენერგიის მოხმარება მაღალი.

შეკუმშვის კანონი იყენებს CO2-ის ფიზიკურ თვისებებს მაღალი წნევის ქვეშ მეთანოლთან კონტაქტისთვის, რითაც მიიღწევა დიმეთილის კარბონატის მიღება. ამ მეთოდს აქვს სწრაფი რეაქციის სიჩქარე, მაგრამ მოითხოვს მაღალი სიმძლავრის შეკუმშვის აღჭურვილობას და ძვირია.

ზემოთ ჩამოთვლილ ორ მეთოდს აქვს თავისი უპირატესობები და ნაკლოვანებები და მათი შერჩევა შესაძლებელია გამოყენების საჭიროებების და ეკონომიკური ფაქტორების საფუძველზე.

2. დიმეთილის კარბონატის მომზადების მეთოდი

დიმეთილის კარბონატის მომზადების სხვადასხვა მეთოდი არსებობს და ქვემოთ მოცემულია ორი ყველაზე ხშირად გამოყენებული მეთოდი:

1) მეთანოლის მეთოდი

ეს დიმეთილის კარბონატის მომზადების ყველაზე ხშირად გამოყენებული მეთოდია. კონკრეტული ოპერაციის ეტაპებია:

(1) დაამატეთ მეთანოლი და კალიუმის კარბონატი/ნატრიუმის კარბონატი და მორევის პარალელურად გააცხელეთ რეაქციის ტემპერატურამდე;

(2) ნელ-ნელა დაამატეთ CO2, განაგრძეთ მორევა და რეაქციის დასრულების შემდეგ გააგრილეთ;

(3) ნარევის გამოსაყოფად და დიმეთილის კარბონატის მისაღებად გამოიყენეთ გამყოფი ძაბრი.

უნდა აღინიშნოს, რომ მოსავლიანობისა და სისუფთავის გასაუმჯობესებლად რეაქციის პროცესში საჭიროა ტემპერატურის, წნევის, რეაქციის დროის, ასევე კატალიზატორის ტიპისა და რაოდენობის კონტროლი.

2) ჟანგბადის დაჟანგვის მეთოდი

მეთანოლის მეთოდის გარდა, დიმეთილის კარბონატის მისაღებად ფართოდ გამოიყენება ჟანგბადით დაჟანგვის მეთოდი. ეს მეთოდი მარტივი გამოსაყენებელია და უწყვეტი წარმოების მიღწევა შესაძლებელია.

კონკრეტული ოპერაციის ეტაპები შემდეგია:

(1) დაამატეთ მეთანოლი და კატალიზატორი, მორევის პარალელურად გააცხელეთ რეაქციის ტემპერატურამდე;

(2) რეაქციის სისტემას დაამატეთ ჟანგბადის აირი და განაგრძეთ მორევა;

(3) რეაქციის ნარევი გამოაცალკევეთ, გამოხდით და გაწმინდეთ დიმეთილის კარბონატის მისაღებად.

უნდა აღინიშნოს, რომ ჟანგბადის დაჟანგვის მეთოდი მოითხოვს ისეთი პარამეტრების კონტროლს, როგორიცაა ჟანგბადის აირის მიწოდების სიჩქარე და რეაქციის ტემპერატურა, ასევე რეაქციის კომპონენტების პროპორცია, მოსავლიანობისა და სისუფთავის გასაუმჯობესებლად.

ამ სტატიის შესავლის საშუალებით ჩვენ შეგვიძლია გავეცნოთ დიმეთილის კარბონატის წარმოების პროცესსა და მომზადების მეთოდებს. მოლეკულური სტრუქტურიდან დაწყებული რეაქციის პროცესისა და წარმოების მეთოდის დეტალური აღწერით დამთავრებული, ჩვენ წარმოგიდგენთ ყოვლისმომცველ და ზუსტ ცოდნის სისტემას. იმედი მაქვს, რომ ეს სტატია მკითხველს შთააგონებს ამ სფეროში სწავლისა და კვლევისთვის.