減緩溫室效應近年來已成為刻不容緩的議題，而除了二氧化碳捕獲及封存技術以外，二氧化碳再利用的研究也成為重要的發展項目。將二氧化碳轉化為其他價值更高的化合物為再利用的途徑之一，碳酸二甲酯即為一熱門化合物選擇，因其有許多用途，例如作為燃料添加劑、鋰電池溶劑以及製造高分子的單體等。以二氧化碳為原料轉化為其他化合物通常相當困難，因其有非常穩定的化學性質。然而此研究中提出經過製程強化的程序，可大幅提升製程的經濟可行性。碳酸二甲酯可經由幾種途徑製造而得，其中二氧化碳直接合成法為最簡單的途徑，因為此法僅有一化學反應式，且包含僅四種化合物。直接合成法的缺點為轉化率通常很低，此研究針對此特性進行製程結構改善，利用製程強化技術克服轉化率低的缺點。此研究提出一傳統製程(CDWC)以及三強化製程(DSR、RDSR以及RDSRT)，並比較各製程年度總成本(TAC)以及二氧化碳排放量。三個強化製程中，一塔與一側反應器的結合為主要的製程強化策略，能夠使TAC大幅降低，因為在這種製程結構中，整體製程的碳酸二甲酯反應轉化率可由10%提升至接近100%，也因為如此，後續的分離程序變得相當簡單。在塔與側反應器的結構中進一步加入一化合物EO作為除水劑更能夠提升產物分離效率，因水與EO反應後的產物為EG，其沸點較高，且與碳酸二甲酯的相對揮發度高，使得含有EO除水劑的強化製程都能有相當好的經濟可行性。結果指出，使用EO除水劑除去部分副產物水的RDSR製程具有最大的減碳排潛力，因其製程所排放之二氧化碳低於作為原料之消耗量；而使用EO除水劑於反應蒸餾塔內與副產物水完全反應的RDSRT製程則有最低的TAC，相較於傳統製程能夠節省高達88.6%的TAC(圖一)，此兩種製程皆顯現了強化製程結合除水劑的顯著優勢。（化工系錢義隆教授提供 ilungchien@ntu.edu.tw） 圖一、RDSRT強化製程與傳統製程相比可大幅減少TAC
減緩溫室效應近年來已成為刻不容緩的議題，而除了二氧化碳捕獲及封存技術以外，二氧化碳再利用的研究也成為重要的發展項目。將二氧化碳轉化為其他價值更高的化合物為再利用的途徑之一，碳酸二甲酯即為一熱門化合物選擇，因其有許多用途，例如作為燃料添加劑、鋰電池溶劑以及製造高分子的單體等。以二氧化碳為原料轉化為其他化合物通常相當困難，因其有非常穩定的化學性質。然而此研究中提出經過製程強化的程序，可大幅提升製程的經濟可行性。碳酸二甲酯可經由幾種途徑製造而得，其中二氧化碳直接合成法為最簡單的途徑，因為此法僅有一化學反應式，且包含僅四種化合物。直接合成法的缺點為轉化率通常很低，此研究針對此特性進行製程結構改善，利用製程強化技術克服轉化率低的缺點。此研究提出一傳統製程(CDWC)以及三強化製程(DSR、RDSR以及RDSRT)，並比較各製程年度總成本(TAC)以及二氧化碳排放量。三個強化製程中，一塔與一側反應器的結合為主要的製程強化策略，能夠使TAC大幅降低，因為在這種製程結構中，整體製程的碳酸二甲酯反應轉化率可由10%提升至接近100%，也因為如此，後續的分離程序變得相當簡單。在塔與側反應器的結構中進一步加入一化合物EO作為除水劑更能夠提升產物分離效率，因水與EO反應後的產物為EG，其沸點較高，且與碳酸二甲酯的相對揮發度高，使得含有EO除水劑的強化製程都能有相當好的經濟可行性。結果指出，使用EO除水劑除去部分副產物水的RDSR製程具有最大的減碳排潛力，因其製程所排放之二氧化碳低於作為原料之消耗量；而使用EO除水劑於反應蒸餾塔內與副產物水完全反應的RDSRT製程則有最低的TAC，相較於傳統製程能夠節省高達88.6%的TAC(圖一)，此兩種製程皆顯現了強化製程結合除水劑的顯著優勢。（化工系錢義隆教授提供 ilungchien@ntu.edu.tw）
圖一、RDSRT強化製程與傳統製程相比可大幅減少TAC