首页|期刊导航|化工学报|碳酸二甲酯-甲醇共沸体系的节能分离技术研究进展

碳酸二甲酯-甲醇共沸体系的节能分离技术研究进展OA

Research progress on energy-saving separation of dimethyl carbonate/methanol azeotropic mixture

中文摘要英文摘要

碳酸二甲酯(DMC)是重要的绿色化工中间体和锂电池电解液溶剂,然而,在DMC生产过程中,DMC与甲醇(MeOH)往往形成共沸体系且存在夹点区域,导致分离难度大,能耗占比高,是制约DMC节能高效生产的关键瓶颈.不同合成工艺如酯交换法、氧化羰基化法、尿素醇解法和二氧化碳直接合成法等所产生的DMC/MeOH混合物组成存在差异,直接影响分离难度、能耗、节能策略及技术适配性,因此亟需开展针对不同进料特性的节能高效分离技术的调研与研究.为此,针对DMC/MeOH共沸体系的节能分离,系统综述了变压精馏、萃取精馏、非均相共沸精馏及膜分离四种技术的基本原理、工艺流程、关键参数、节能方向和应用特性,重点分析了基于不同进料组成的技术适配规律:较低浓度的DMC进料时,萃取精馏展现操作弹性与经济性优势;较高浓度(近共沸组成)的DMC进料时,热集成非均相共沸精馏与变压精馏更具竞争力,精馏-膜耦合技术为节能分离提供重要支撑.展望未来,开发传统精馏耦合低成本绿色材料(膜、离子液体等)的集成工艺,将成为推动DMC节能、低碳和高值化发展的重点研发方向.

Dimethyl carbonate(DMC),as a crucial green chemical intermediate and solvent for lithium battery electrolytes,in production,DMC and methanol(MeOH)often form an azeotrope with pinch regions,making separation difficult and energy-intensive.The DMC/MeOH composition varies with synthesis routes,including transesterification,oxidation carbonylation,urea alcoholysis,and direct CO₂ synthesis,directly influences separation complexity,energy demand,and technology applicability.Therefore,research and investigation of energy-efficient separation technologies tailored to different feed characteristics are urgently needed.To address this,this systematic review examines the mechanisms,key parameters,and application characteristics of four mainstream separation technologies for DMC/MeOH azeotropic systems:pressure swing distillation,azeotropic distillation,extraction distillation,and membrane separation.It focuses on analyzing the adaptability patterns of these technologies based on different feed compositions.For a low concentration of DMC feeding,extractive distillation demonstrates operational flexibility and economic advantages.For the high-concentration DMC feedstocks(near the azeotropic composition),heterogeneous azeotropic distillation and pressure swing distillation become more competitive.Membrane coupling technology provides crucial support for energy-saving separation.It also prospects that the research and development focus will be on the integrated process of coupling distillation with low-cost green membrane materials and other separation media to promote the production of energy-saving and low-carbon DMC.

张阳光;王顺;刘杨;储金科;石慧;汤吉海;崔咪芬;乔旭;夏铭

南京工业大学化工学院,材料化学工程全国重点实验室,江苏 南京 211816南京工业大学化工学院,材料化学工程全国重点实验室,江苏 南京 211816南京工业大学化工学院,材料化学工程全国重点实验室,江苏 南京 211816南京工业大学化工学院,材料化学工程全国重点实验室,江苏 南京 211816南京工业大学化学与分子工程学院,江苏 南京 211816南京工业大学化工学院,材料化学工程全国重点实验室,江苏 南京 211816||国家"江苏先进生物与化学制造"协同创新中心,江苏 南京 211816南京工业大学化工学院,材料化学工程全国重点实验室,江苏 南京 211816南京工业大学化工学院,材料化学工程全国重点实验室,江苏 南京 211816||国家"江苏先进生物与化学制造"协同创新中心,江苏 南京 211816南京工业大学化工学院,材料化学工程全国重点实验室,江苏 南京 211816

化学化工

碳酸二甲酯共沸物分离精馏

dimethyl carbonateazeotropeseparationdistillationmembrane

《化工学报》 2026 (7)

3675-3690,封2,17

江苏省碳达峰碳中和科技创新专项资金项目(BT2025004)国家自然科学基金项目(22202225,22208361,22208154)南京工业大学新进人才启动项目(39801177)南京工业大学2025年校级教改课题(20250132)南京工业大学本科课程思政示范课程建设项目(20240030)南京工业大学化学与分子工程学院教育教学改革拔尖创新人才项目(2024YB02)

10.11949/0438-1157.20251332

评论