Herstellung von Dimethylcarbonat aus Harnstoff und Methanol in einem zweistufigen Verfahren über polymere Zwischenprodukte: Katalyse und Umesterung

Dimethylcarbonat (DMC) besitzt eine Vielzahl interessanter Anwendungsmöglichkeiten. Die bestehenden Produktionsverfahren stellen derzeit aber kein preisgünstiges DMC in ausreichender Menge für einen breiten Einsatz zur Verfügung. Bestehende Verfahren müssen also verbessert oder neue Verfahren zur DMC-Produktion entwickelt werden. Gegenstand dieser Arbeit ist ein neues Verfahren, in dem Harnstoff zunächst mit Polyethylenglykolen zu oligomeren Carbonaten umgesetzt wird und diese anschließend mit Methanol zu DMC umgeestert werden. Bei der Umesterung werden die Polyethylenglykole wieder frei und können erneut mit Harnstoff umgesetzt werden. Als Modellsubstanz für die Polyethylenglykole dient Tetraethylenglykol. Aus dem Abgleich von Experimenten mit der Literatur werden die Synthesewege von Ziel- und Nebenprodukten aufgeklärt und daraus Ansätze zur Optimierung des Verfahrens abgeleitet. An einer Miniplant aufgestellte Materialbilanzen dienen als Grundlage für eine Machbarkeitsstudie. Hierbei wird gezeigt, dass die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens entscheidend vom Ausmaß des thermischen Zerfalls der oligomeren Carbonate abhängt. Die im Prozess angestrebte Carbonatgruppe geht dabei als CO2 verloren, während das Tetraethylenglykol zu höheren Polyethylenglykolen verethert und somit langfristig dem Prozess nicht mehr zur Verfügung steht und ersetzt werden muss. Als weitere Schwerpunkte werden die Katalyse und die Kinetik der Umesterung behandelt. Abschießend erfolgt eine Potentialabschätzung dieses neuen Verfahrens zur DMC-Produktion.