碳酸丙烯酯和甲醇的酯交换法是工业上生产碳酸二甲酯的基本方法。由于甲醇钠优异的催化效果和较高的溶解度，主要使用甲醇钠作为酯交换法的均相催化剂。但甲醇钠催化剂易与水和二氧化碳反应导致失活，甲醇钠的催化活性不持久，并且影响反应的最终效果。本文比较了甲醇钾和甲醇钠在多种反应条件下对酯交换反应的催化活性，同为甲醇盐的甲醇钾催化活性均要大于甲醇钠，溶解度较高，溶解速度较甲醇钠快；在催化剂用量较低时，就有较好的催化效果；甲醇钾的催化效果更加持久，其与水和二氧化碳生成的碳酸钾对酯交换反应合成碳酸二甲酯也有较好的催化活性，对反应进行的影响不大。因此可选用甲醇钾代替甲醇钠作为酯交换法合成碳酸二甲酯的催化剂。
　　在甲醇钾催化剂的催化作用下，研究了甲醇和碳酸丙烯酯的进料摩尔比、催化剂用量和反应温度对于酯交换反应生成碳酸二甲酯的影响，最终确定了适宜的间歇反应条件。对碳酸丙烯酯和甲醇的酯交换反应进行了热力学和动力学研究。通过实验获得不同温度下的平衡浓度，由此计算出反应平衡常数K，根据lnK和1/T间的线性关系，获得该反应的反应焓为△rH为-21.28kJ/mol；根据反应机理建立反应速率方程，使用Matlab软件对反应速率方程积分得到碳酸丙烯酯浓度的计算值，后与实验数据比较，模拟计算出不同温度的反应速率常数k+；根据k+与T的关系推导出反应活化能Ea为40.37kJ/mol，指前因子A为22811.04mol/(L·min)。
　　最后使用AspenPlus软件对酯交换法合成碳酸二甲酯工艺流程中的反应精馏塔和加压精馏塔进行了模拟计算。主要研究了反应精馏塔的进料醇酯摩尔比、理论塔板数、进料位置、进料摩尔总量和回流比等操作参数对碳酸丙烯酯转化率和塔顶碳酸二甲酯质量分数的影响，得到了优化操作条件。在此优化操作条件下，碳酸丙烯酯的转化率达到99.80%，塔顶碳酸二甲酯的含量为31.85%；同时对加压精馏塔的塔釜出料量、理论板数，进料位置，回流比和塔压等条件进行了研究，得到优化操作条件。在此操作条件下，塔釜碳酸二甲酯的质量分数高达99.9968%，满足电池级碳酸二甲酯要求，塔顶得到了碳酸二甲酯质量分数为14.39%的甲醇碳酸二甲酯共沸物。