Где применяется метанол


Наверняка не раз каждый из нас слышал о массовых отравлениях контрафактной алкогольной продукцией (вплоть до летальных исходов), в которой был найден метанол. Что это такое и почему так пагубно сказывается его воздействие на организм? Зачем его добавляют в спиртные напитки? Какие могут быть последствия приема подобной продукции? Чтобы ответить на эти вопросы, необходимо обратиться к истории получения спирта, к распространению его в сферах человеческой деятельности и к клиническим исследованиям.

Метанол

Метанол – бесцветная ядовитая жидкость, является простейшим одноатомным спиртом и первым представителем гомологического ряда одноатомных спиртов. Также в научных кругах его именуют как древесный или метиловый спирт, карбинол или гидроксид метила. Жидкость получают путем перегонки древесины или лигнина – сложного вещества, остатков одеревеневших стенок клеток растений. В лабораторных условиях синтез метанола заключается в неполном окислении метана, а также путем репликации метана через метилхлорид.


метанол что это такоеВпервые этот одноатомный спирт был обнаружен в 1661 году Бойлем при перегонке сухой древесины. Через два столетия ученым Ж.Б. Дюма и Э. М. Пелиго удалось получить метанол в чистом виде. Синтезирование спирта в промышленных масштабах началось в 1923 году в Германии. В быту метанол используется в качестве растворителя, основы для антифризов, топлива и октановой добавки к бензину.

Влияние на организм

Метиловый спирт является одним из опаснейших ядов планеты. Попадание всего 10 мл этого вещества внутрь человеческого организма способно привести к необратимым паталогическим изменениям: слепоте, нарушению функционирования внутренних органов (почек, печени), поражению участков головного мозга. Смерть наступает, если в количестве 1-2 граммов на 1 килограмм веса попадает в организм метанол. Что это такое и почему такое малое количество вещества способно убить человека?кислота метанолВсе дело в том, что при попадании в организм одноатомный спирт окисляется до формальдегида – сильнодействующего яда, который поражает нервную систему и вступает в реакции с белками. Кроме того, токсический эффект проявляется не сразу после попадания вещества в кровь, а спустя несколько часов. Поэтому до появления первых симптомов отравления человек обычно успевает выпить смертельную дозу.

Опасность метанола


Главная опасность вещества состоит в том, что метанол и этанол (главный компонент алкогольной продукции) невозможно отличить: они имеют одинаковый вкус и запах, оба представляют бесцветную жидкость. Вместе с тем стоимость метанола гораздо ниже (от 15500 рублей за тонну). По этим причинам им нередко разбавляют спиртные напитки.отравление метаноломОчередная опасность вещества состоит в том, что отравление может произойти и в результате использования продукции, содержащей метанол. Что это такое и как это происходит? Испарения антифризов, жидкостей для омывания стекол, лакокрасочных веществ содержат в себе атомы спирта, которые, попадая в организм, накапливаются и вызывают патологические изменения. Поэтому отравиться может не только алкоголик, как это принято считать в нашей стране, но и пользователь недоброкачественного товара.

Отравление метанолом

Первые симптомы отравления возникают спустя 8-72 часа после приема метанола. В первую очередь страдает центральная нервная система: чрезмерная чувствительность к свету (светобоязнь), расширение зрачков, головная боль, головокружение и ухудшение общего самочувствия, снижение чувствительности, помутнение сознания.

Отравление метанолом особо опасно из-за гиперемии, или увеличения количества крови в тканях и органах, что происходит ввиду резкого повышения уровня эритроцитов и гемоглобина. В результате этого тело отекает, приобретает синеватый оттенок. Нарастание патологического процесса вводит больного в коматозное состояние из-за отека мозга.


метанол в домашних условияхГиперемия приводит к нарушению работы дыхательной системы – дыхание становится глубоким и неэффективным, у пострадавшего возникает чувство нехватки воздуха. Вместе с этим снижается пульс, сердце не справляется с «перегонкой» большого количества крови по организму и в результате отказывает. Наступает смерть.

Первая помощь при отравлении

При обнаружении первых признаков отравления следует немедленно вызвать скорую помощь. Если такой возможности нет, то следует увеличить количество потребляемой жидкости. Желательно пить напитки с содержанием щелочи: минеральную воду, раствор лимонной кислоты, а также употреблять помидоры, бананы, изюм, виноград, спаржу, мед и другие продукты.

В клинических условиях отравление метанолом лечится введением в организм этилового спирта. Если вы не уверены, что главным отравляющим веществом является метанол, от использования водки в качестве противоядия стоит отказаться. Спасти жизнь человеку может обильное промывание желудка, искусственно вызванная рвота.

Ужасающая статистика


За новейшую историю человечеством было зафиксировано семь случаев массового отравления метанолом. Наибольшее количество человек пострадало в июле 1981 года в Индии – от отравления скончалось 308 человек. В 2000 году власти Сальвадора заподозрили теракт, ведь в результате употребления спиртных напитков от отравления метанолом погибло 122 человека. Примечательно, что ни на одном из заводов-изготовителей алкоголя это вещество не было обнаружено.синтез метанолаВ России массовое отравление было зафиксировано в декабре 2016 года в результате употребления «Боярышника» – жидкости для принятия ванн, в составе которого позже был обнаружен метанол. Что это такое и как власти допустили подобное – неизвестно. Но в результате отравления пострадало 123 человека, из которых 76 скончались. 20 декабря был объявлен днем траура в Иркутской области.

Применение метанола

Наибольшее количество метанола идет на получение лакокрасочной продукции. Его используют в качестве растворителя благодаря высокой летучести и способности растворять органические и полимерные вещества. В европейских странах смесь метилового и этилового спиртов используется в парфюмерии. Но в России подобная продукция запрещена, как и любой другой потребительский продукт с метанолом.метанол и этанолИз-за высокого октанового числа некоторые «мастера» используют метанол в домашних условиях для получения высокооктанового топлива. В промышленных масштабах спирт применяется для получения биотоплива.


В природе метиловый спирт встречается крайне редко и в небольших количествах. В основном это эфирные масла жасмина и гаултерии. В состав этих масел входит антраниловая и салициловая кислота. Метанол в их составе не опасен для человека. Однако он может вызвать аллергическую реакцию. Поэтому чрезмерное увлечение маслами может пагубно сказаться на самочувствии.

fb.ru

Физические и химические свойства метилового спирта

Метиловый спирт представляет собой легкоподвижную бесцветную жидкость, которая по запаху и вкусу напоминает этиловый спирт. Он способен растворяться во многих органических растворителях: в бензоле, сложных эфирах, а также в воде. Метиловый спирт кипит при температуре 64оС. Для различных смесей, в состав которых он входит, это значение может несколько отличаться.

Впервые метиловый спирт получили Ж.Дюма и Э.Пелиго с помощью продуктов переработки сухой древесины. Это произошло в конце 19 века. Уже в 1923 году его начали синтезировать в промышленных масштабах.


С химической точки зрения метиловый спирт относится к одноатомным спиртам, который обладает свойствами слабой кислоты и основания. Он способен реагировать с водяными парами в присутствии катализатора (реакция имеет место в установках небольшой мощности). В результате такого взаимодействия получается смесь водорода и двуокиси углерода. Если очистить эту смесь от углекислого газа, можно получить 98% водород. При взаимодействии с активными металлами (натрий, калий и другие) получаются метилаты, а с кислотами — сложные эфиры.

Отравление метиловым спиртом

Метиловый спирт — сильный яд для организма. Даже небольшой дозы (около 5-10 мл) достаточно, чтобы навсегда потерять зрение. При легком отравлении наблюдается сильная головная боль и тошнота. Человек очень быстро утомляется и становится раздражительным. При отравлениях средней тяжести больного беспокоят частые головокружения, рвота и головные боли. Метиловый спирт поражает центральную нервную систему и через 2-6 дней вызывает частичную или полную потерю зрения. При тяжелых отравлениях наблюдаются все вышеперечисленные симптомы, которые довольно быстро перерастают в кому. Артериальное давление понижается, зрачки расширяются, а дыхание становится поверхностным. После тяжелого отравления метиловым спиртом выжить удается трем людям из четырех. Они остаются инвалидами на всю жизнь.

Применение метилового спирта

Метиловый спирт применяют в промышленности для изготовления множества органических веществ: уксусной кислоты, метилхлоридов, метиламинов, а также некоторых лекарств. Этот спирт обладает высоким октановым числом, что позволяет использовать его как добавку к бензину в целях экономии сырья. Активно разрабатываются технологии получения из него других спиртов: в частности, этилового.


www.kakprosto.ru

Описание продукта и его использование в жизнедеятельности человека

Метиловый спирт

Сегодня продукт получают путем каталитического синтеза при 2500С из водорода и ОН, используя давление 7 мПа и определенных катализаторах (оксид цинка, меди). До начала второй половины ХХ столетия метиловый спирт получали путем сухой перегонки древесины.

На сегодняшний день такой «древесный» способ считается второстепенным и практически не используется. А с целью производства более дешевого продукта используют нефтеперегонные отходы.

Внешние характеристики метанола:

  • жидкость, не имеющая цвета;
  • запах схож с этиловым спиртом, но не так ярко выраженный.

Эфиры, этанол, а также вода могут легко смешиваться с ним в любых пропорциях. Метиловый спирт имеет свойство разогреваться и сжиматься при соединении с водой. При смешивании медного купороса и чистого метанола образуется жидкость с голубоватым оттенком. Отличается низкой температурой закипания – 64,50С. Метанол легко воспламеняется, а огонь имеет бледно-голубоватый с оттенком зеленого цвет.


ПластмассаУ метанола есть несколько способов использования. В химической отрасли его применяют для производства пластмассы. Это одна из составляющих антифризов и растворителей.

Он используется и в качестве топлива. Особенно часто его применяют в спортивных автомобилях. Некоторые крупные автогиганты выпустили даже экспериментальные автомодели, которые работали на этом виде топлива.

В газовой промышленности  метанол применяют в борьбе с образованием гидратов.

Метиловый спирт – это яд, действие которого распространяется после внутреннего приема и негативно влияет на нервную и сосудистую системы организма.

Метанол хоть и является одним из видов алкоголя, но потреблять его внутрь строго воспрещается. Даже в небольшом количестве он может негативно повлиять на человека. Это опасное и ядовитое вещество.

Отравление метиловым спиртом

После приема внутрь метанол даже в минимальной дозе приводит к отравлению человека. Если 5–10 мл этого спирта вызывает слепоту, то доза в 30 грамм становится смертельной. Но для каждого человека количество пагубной дозы разнится, поэтому точно сказать о ней невозможно. Длительность действия на организм длится от 6 часов до 10 суток, что также зависит от особенностей человека.


После приема вещество пагубно действует на нервную и сосудистую систему. Человек умирает в результате нарушения работы дыхательных органов, что приводит к отечности легких и головного мозга.

Отравления метиловым спиртом классифицируют на такие виды:

  1. Быстропротекающее отравление возникает при одновременном приеме достаточно большой дозы древесного спирта. У человека очень быстро наблюдается глухота, потеря сознания, коллапс. Летальный исход может произойти уже через 2 часа.
  2. Замедленный вид интоксикации может иметь легкую, среднюю и более тяжелую форму отравления.

К симптоматике легкой степени относят такие признаки:

  • острая боль в голове;
  • общая слабость, вялость или недомогание;
  • тошнота и рвота;
  • озноб.

Отравление спиртомНо реакция может быть разной. Она очень схожа с признаками отравления этилом. И во многих случаях их путают. Человек на первых этапах отравления может и не догадываться о том, что употребил яд, а свое состояние воспринимает как реакцию на опьянение. Но при отравлении метиловым спитом во многих случаях тревожные симптомы нарастают.


Метил разрушает сосуды, нервные клетки, приводит к потере остроты зрения и слепоты. Человеку после отравления метилом необходима срочная квалифицированная помощь медицинских работников.

При этом опасность для человека составляет не только чистый метил, но и применение смесей, в которых даже в минимальных дозах содержится  этот компонент.

Отравление организма человека может происходить не только в результате попадания его в пищеварительный тракт, но и при вдыхании паров метанола, которые проникают через легкие. Метил имеет способность впитываться через кожные покровы.

После попадания внутрь он всасывается тканями, распределяясь по всему организму. Наибольшее его количество концентрируется в почках, желудке, кишечнике, а наименьшее его – в мышцах и жировой ткани, мозге.

У человека, который отравился метанолом, концентрация вещества в крови находится в пределах от 74 до 100 мг/куб. дм. Если отравление метанолом привело к смертельному исходу, то количество метанола в сыворотке крови составляет более 100 мг/куб.дм. Но такие показатели не являются догмой, так как смерть наступала и при других значительно меньших показателях, что, возможно, связано с прошествием времени, с момента потребления токсического вещества.

Потребление яда может быть целенаправленным или непредумышленным. Сегодня все чаще можно услышать, что люди отравились после потребления водки. После исследований продукта выяснилось, что это фальсификат, и в его состав добавлен метиловый спирт.

При первых проявлениях отравления метилом, должна быть быстрая реакция, направленная на очистку желудка от остатков не всосавшегося спирта путем искусственного вызывания рвоты.

Кислородная ингаляцияОтравившемуся нужны кислородные ингаляции. В домашних условиях, при отсутствии кислородной маски, его нужно вывести на свежий воздух. Прием активированного угля в этом случае оказывается не эффективный. Также очень важно быстро обратиться в медицинское учреждение для промывания и назначения лечения.

Терапия таких больных проводится двумя антидотными средствами:

  • этиловый спирт (не применяйте в домашних условиях!) действует как нейтрализатор метанола, не позволяя ему метаболизироваться в печени;
  • метилпиразол – алкогольдегидрогиназ.

Этиловый спирт, разведенный с глюкозой, при отравлении метиловым спиртом назначают внутривенно в более тяжелых стадиях интоксикации. При этом придерживаются определенной дозировки, которая назначается в соответствии с состоянием пациента. Первая доза вводится внутрь через зонд или дается выпить, если пострадавший в сознании.

Как правильно различать?

К большому сожалению, определить, что именно перед вами: этиловый или метиловый спирт практически невозможно. Особенно тяжело определить метил, если он входит в состав другого алкогольного продукта.

В домашних условиях есть два способа выявить древесный спирт.

Для этого нужно приготовить:

  • емкость металлическую;
  • градусник;
  • проволоку медную;
  • емкость прозрачную.

В металлическую емкость наливается жидкость и ставится на газовую горелку. Метиловый спирт должен закипать при температуре 640С, а реакция этанола наступает при 780С. Это будет первый способ определить, что перед нами.
ПроволокаВторой способ – при помощи медной проволоки. Ее необходимо раскалить добела, после чего окунуть в исследуемую жидкость. Далее, очень осторожно принюхиваемся к парам. Этанол имеет более приятный аромат, чем-то напоминающий яблоки. Если перед вами метанол, то испарения будут иметь раздражающий запах.

Но такой вид определения может быть применен только к неразбавленным спиртам.

Для выявления наличия метила проводят такое испытание – поджигание. Часть испытуемого материала необходимо налить в посуду и поджечь. Если перед вами этиловый спирт, то пламя будет синего цвета. Если в составе есть метиловый спирт, то он даст зеленоватый оттенок.

Для определения состава алкогольной продукции применяют сырой картофель. Для этого эксперимента в посудину с исследуемой жидкостью вкладывают кусочек этого корнеплода. Реакция на метанол по прошествии нескольких часов даст выраженный розовый оттенок. Если существенных изменений в цвете нет, то ваш продукт не содержит примесей метилового спирта.

Метиловый спиртПоэтому определить, нет ли в алкоголе метила практически невозможно. Но существует ряд правил, которые минимизируют возможность вхождения в состав этого ядовитого вещества. Как же не попасть на фальсификат и не отравиться метиловым спиртом.

Обращайте внимание на происхождение продукта. Покупайте только сертифицированный товар в точках, которые проверены и не занимаются продажей фальсификатов.

Лучше закупать продукцию в специализированных алкомаркетах, а не в небольших ларечках. Также обращайте внимание на стоимость. Если она намного ниже других, то от покупки такого продукта лучше отказаться.

alcogolizm.com

Химия — Метанол — Применение

01 марта 2011

Оглавление:
1. Метанол
2. Применение
3. Метанол в качестве топлива
4. Свойства метанола и его реакции
5. Нахождение в природе
6. Здравоохранение
7. Интересные факты

В органической химии метанол используется в качестве растворителя.

Метанол используется в газовой промышленности для борьбы с образованием гидратов. В органическом синтезе метанол применяют для выпуска формальдегида,формалина, уксусной кислоты и ряда эфиров, изопрена и др.

Наибольшее его количество идёт на производство формальдегида, который используется для производства фенолформальдегидных смол. Значительные количества CH3OH используют в лакокрасочной промышленности для изготовления растворителей при производстве лаков. Кроме того, его применяют как добавку к жидкому топливу для двигателей внутреннего сгорания. Используется в топливных элементах.

Благодаря высокому октановому числу, что позволяет увеличить степень сжатия до 16 и большей на 20 % энергетической мощностью заряда на основе метанола и воздуха, метанол используется для заправки гоночных мотоциклов и автомобилей. Метанол горит в воздушной среде, и при его окислении образуется двуокись углерода и вода:

2CH_3OH + 3O_2 to 2CO_2 + 4H_2O

Для получения биодизеля растительное масло переэтерифицируется метанолом при температуре 60 °C и нормальном давлении приблизительно так: 1 т масла + 200 кг метанола + гидроксид калия или натрия.

Во многих странах метанол применяется в качестве денатурирующей добавки к этанолу при производстве парфюмерии. В России использование метанола в потребительских товарах запрещено.

При добыче газа гидраты могут образовываться в стволах скважин, промысловых коммуникациях и магистральных газопроводах. Отлагаясь на стенках труб, гидраты резко уменьшают их пропускную способность. Для борьбы с образованием гидратов на газовых промыслах вводят в скважины и трубопроводы различные ингибиторы.

Работа топливных элементов основана на реакции окисления метанола на катализаторе в диоксид углерода. Вода выделяется на катоде. Протоны проходят через протонообменную мембрану к катоду где они реагируют с кислородом и образуют воду. Электроны проходят через внешнюю цепь от анода к катоду снабжая энергией внешнюю нагрузку.

Реакции:

На аноде CH3OH + H2O → CO2 + 6H + 6e

На катоде 1.5O2 + 6H + 6e → 3H2O

Общая для топливного элемента: CH3OH + 1,5O2 → CO2 + 2H2O

Получение муравьиной кислоты окислением метанола:

Получение муравьиной кислоты окислением метанола

Получение диметилового эфира дегидратацией метанола при 300—400 °C и 2-3 МПа в присутствии гетерогенных катализаторов — алюмосиликатов — степень превращения метанола в диметиловый эфир — 60 % или цеолитов — селективность процесса близка к 100 %. Диметиловый эфир — экологически чистое топливо без содержания серы, содержание оксидов азота в выхлопных газах на 90 % меньше, чем у бензина. Цетановое число диметилового дизеля более 55, при том что у классического нефтяного 38-53.

Метил-трет-бутиловый эфир получается при взаимодействии метанола с изобутиленом в присутствии кислых катализаторов. MTBE-Synthese.png

Метил-трет-бутиловый эфир применяется в качестве добавки к моторным топливам, повышающей октановое число бензинов. Максимальное законодательное содержание МТБЭ в бензинах Европейского союза — 15 %, в Польше — 5 %. В России в среднем составе бензинов содержание МТБЭ составляет до 12 % для АИ92 и до 15 % для АИ95, АИ98.

Гомологизация метанола

Гомологизация, то есть превращение органического соединения в свой гомолог путём внедрения одной или нескольких метиленовых групп, для спиртов была впервые осуществлена в 1940 году — на основе метанола каталитическим путём под воздействием высокого давления был синтезирован этанол:

mathsf{CH_3OH+CO+2H_2} xrightarrow{Co_2_8} mathsf{CH_3CH_2OH+H_2O}

Реакция гомологизации по своему механизму близка реакции гидроформилирования алкенов и в настоящее время с помощью модифицированных катализаторов кобальта и рутения и добавления йодид-ионов в качестве промоторов удаётся добиться 90 % выхода по этанолу.

Исходный метанол также получают из окиси углерода, так что общая схема выглядит следующим образом:

mathsf{C+H_2O}rightarrowmathsf{CO+H_2}rightarrowmathsf{CH_3OH} xrightarrow{CO + H_2} mathsf{CH_3CH_2OH}

Побочными продуктами реакции в случае синтеза этанола будут ацетальдегид, этилен и диэтиловый эфир.

В 1940 году впервые была осуществлена катализируемая оксидом кобальта при давлении 600 атм реакция метанола с синтез-газом с образованием в качестве основного продукта этанола… Впоследствии эта реакция, названная гомологизацией, вызвала огромный интерес у химиков. Ее привлекательность связана с возможностью получения этилена из угольного сырья Применение в качестве катализаторов карбонила кобальта Со28 позволило понизить давление до 250 атм, при этом степень превращения метанола составила 70 %, а основной продукт — этанол образовывался с селективностью 40 %. В дальнейшем были предложены более селективные катализаторы на основе соединений кобальта и рутения с добавками фосфиновых лигандов и было установлено, что реакцию можно ускорить с помощью введения промоторов — иодид-ионов. В настоящее время удалось достичь селективности по этанолу 90 %. Хотя механизм гомологизации до конца не установлен, можно считать, что он близок к механизму карбонилирования метанола.

Биометанол

Промышленное культивирование и биотехнологическая конверсия морского фитопланктона рассматривается как одно из наиболее перспективных направлений в области получения биотоплива.

В начале 80-х рядом европейских стран совместно разрабатывался проект, ориентированный на создание промышленных систем с использованием прибрежных пустынных районов. Осуществлению этого проекта помешало общемировое снижение цен на нефть.

Первичное производство биомассы осуществляется путём культивирования фитопланктона в искусственных водоёмах, создаваемых на морском побережье.

Вторичные процессы представляют собой метановое брожение биомассы и последующее гидроксилирование метана с получением метанола.

Основными доводами в пользу использования микроскопических водорослей являются следующие:

  • высокая продуктивность фитопланктона;
  • в производстве не используются ни плодородные почвы, ни пресная вода;
  • процесс не конкурирует с сельскохозяйственным производством;
  • энергоотдача процесса достигает 14 на стадии получения метана и 7 на стадии получения метанола;

С точки зрения получения энергии данная биосистема имеет существенные экономические преимущества по сравнению с другими способами преобразования солнечной энергии.

Просмотров: 32854

<<< Метил

4108.ru

Метанол (метиловый спирт, древесный спирт, метилгидрат, гидроксид метила, карбинол) – CH3OH бесцветная легкоподвижная горючая жидкость, практически не имеет запаха.

Метанол смешивается во всех соотношениях с водой, ацетоном, этанолом, бензолом и др. С щелочными металлами реагирует с выделением водорода, образуя метилаты; в реакции с кислотами образуются сложные эфиры. При взаимодействии с аммиаком в присутствии дегидратирующих катализаторов метанол дает метиламины.

С воздухом образует взрывоопасные смеси (температура вспышки 15,6 °C).

Метанол смешивается в любых соотношениях с водой и большинством органических растворителей.

Метанол — сильный яд, действующий на нервную и сосудистую системы с ярко выраженным кумулятивным эффектом, отравление происходит при приеме вовнутрь, вдыхании паров и при проникновении через кожу.

Токсическое действие метанола обусловлено так называемым «летальным синтезом» — метаболическим окислением в организме до очень ядовитого формальдегида. Приём внутрь 5—10 мл метанола приводит к тяжёлому отравлению (одно из последствий — слепота), а 30 мл и более — к смерти.

Получение метанола

В промышленных условиях метанол производят из CO и H2 в соотношении 1:2. В результате каталитической конверсии углеводородов природного газа с водяным паром происходит образование метанола.

Сегодня основную массу метанола производят из синтез-газа. В качестве сырья основным компонентом является метан. Есть методики получения метанола из отходов нефтеперераотки или из косующихся углей.

CO 2 + 3H2 <—> CH3OH + H2O + 49.53 kJ/mol

H2O + CO <—> CO2+ H2+ 41.2 kJ/mol

Сегодня, преимущественно все, получают метиловый спирт из природного газа по следующей технологической цепочке:

  • на первом этапе необходимо очистить природный газ от имеющихся в нем соединений серы. Это достигается путем гидрирования их до сероводорода с последующей адсорбцией последнего компонента оксидом цинка ZnO;
  • на следующем этапе необходимо произвести конверсию природного газа в синтез-газ. Можно использовать паровую, паро-углекислотную, паро-кислородную или паро-кислородно-углекислотную конверсивную технологию;
  • далее происходит непосредственно сам синтез метанола, с использованием содержащими медь катализаторами, при температуре 200-300°C и давлении 4-15 МПа. Получаемая на выходе реактора смесь, содержит 3-5% метилового спирта. После охлаждения полученой смеси и конденсации метанола-сырца оставшийся газ подают обратно в реактор. Метанол-сырец помимо метанола (94-99%) содержит также воду, бутиловые, амиловые спирты, пропанол и ряд других примесей;
  • ректификация метанола-сырца.

sintezgaz.org.ua

 

Метанол (метиловый спирт) является одним из важнейших по значению и масштабам производства органическим продуктом, вы­пускаемым химической промышленностью. Впервые метанол был найден в древесном спирте в 1661 г., но лишь в 1834 г. был выде­лен из продуктов сухой перегонки древесины Думасом и Пелиготом. В это же время была установлена его химическая формула. Способы получения метилового спирта могут быть различны: сухая перегонка древесины, термическое разложение формиатов, гидрирование метилформиата, омыление метилхлорида, каталити­ческое неполное окисление метана, каталитическое гидрирование .окиси и двуокиси углерода.

До промышленного освоения каталитического способа метанол получали в основном сухой перегонкой древесины. «Лесохимиче­ский метиловый спирт» загрязнен ацетоном и другими трудноотделимыми примесями. В настоящее время этот метод получения метанола практически не имеет промышленного значения. По при­чинам технического и главным образом экономического характера промышленное развитие получил метод синтеза метанола из окиси углерода и водорода.

Метанол являет­ся сырьем для получения таких продуктов как формальдегид (око­ло 50% от всего выпускаемого метанола), синтетический каучук (~11%), метиламин (~’9%), а также диметилтерефталат, метилметакрилат, пентаэритрит, уротропин. Его используют в производ­стве фотопленки, аминов, поливинилхлоридных, карбамидных и ионообменных смол, красителей и полупродуктов, в качестве рас­творителя в лакокрасочной промышленности. В большом количе­стве метанол потребляют для получения различных химикатов, например хлорофоса, карбофоса, хлористого и бромистого метила и различных ацеталей.

 

Метиловый спирт, метанол СН3ОН является простейшим пред­ставителем предельных одноатомных спиртов. В свободном со­стоянии в природе встречается редко и в очень небольших количе­ствах (например, в эфирных маслах). Его производные, наоборот, содержатся во многих растительных маслах (сложные эфиры), природных красителях, алкалоидах (простые эфиры) и т. д. При обычных условиях это бесцветная, легколетучая, горючая жидкость,. иногда с запахом, напоминающим запах этилового спирта. На организм человека метанол действует опьяняющим образом и яв­ляется сильным ядом, вызывающим потерю зрения и, в зависимо­сти от дозы, смерть.

Физические характеристики метанола при нормальных условиях следующие:

Молекулярный вес ………… 32,04

Плотность, г/см3 …………. 0,8100

Вязкость, мПа-с …………. 0,817

Температура кипения, °С ……… 64,7

Температура плавления, °С …….. —97,68

Теплота парообразования, ккал/моль …. 8,94

Теплота сгорания, ккал/моль

жидкого …………… 173,65

газообразного…………. 177,40

Плотность и вязкость метанола уменьшаются при повышении температуры таким образом:

Где применяется метанол Где применяется метанол Где применяется метанол Где применяется метанол Где применяется метанол Где применяется метанол -40 °С -20 °С О °С 20 °С 40 °С 60 °С

Плотность, г/см3 ……. 0,8470 0,8290 0,8100 0,7915 0,7740 0,7555.

Где применяется метанол Вязкость, мПа.с. …… 1,750 1,160 0,817 0,597 0,450 0,350

Метанол при стандартных условиях имеет незначительное дав­ление насыщенных паров. При повышении температуры давление насыщенных паров резко увеличивается".’ Так, при увеличении температуры с 10 до 60 °С давление насыщенных паров повы­шается от 54,1 до 629,8 мм рт. ст., а при 100 °С оно составляет 2640 мм рт. ст. углеводородами. Он хорошо поглощает пары воды, двуокись угле­рода и некоторые другие вещества.

Следует указать на способность метанола хорошо растворять большинство известных газов и паров. Так, растворимость гелия, неона, аргона, кислорода в метаноле при стандартных условиях выше, чем растворимость их в ацетоне, бензоле, этиловом спирте, циклогексане и т. д. Растворимость всех этих газов при разбавле­нии метанола водой уменьшается. Высокой растворимостью газов широко пользуются в промышленной практике, применяя метанол и его растворы в качестве поглотителя для извлечения примесей из технологических газов.

Свойства растворов метанола в смеси с другими веществами значительно отличаются от свойств чистого метилового спирта. Интересно рассмотреть изменение свойств системы метанол—во­да. Температура кипения водных растворов метанола закономерно увеличивается при повышении концентрации воды и давления . Температура затвердевания растворов по мере увеличения концентрации метанола понижается: -54 °С при содержании 40% СН3ОН и —132°С при 95% СН3ОН.

Плотность водных растворов метанола увеличивается при по­нижении температуры и почти равномерно уменьшается с увеличе­нием концентрации метанола от плотности воды до плотности »спирта при измеряемой температуре. Зависимость вязкости от концентрации метанола имеет при всех исследованных температурах максимум при содержании СН3ОН около 40%. В точке максимума вязкость раствора больше вязко­сти чистого метанола.

Метанол смешивается во всех отношениях со значительным числом органических соединений. Со многими из них он образует азеотропные смеси — растворы, перегоняющиеся без изменения состава и температуры кипения, т. е. без разделения; К настояще­му времени известно свыше 100 веществ, в числе которых имеются и соединения, обычно присутствующие в метаноле-сырце. К этим веществам, например, относятся ацетон, метилацетат, метилэтилкетон, метилпропионат и некоторые другие. Необходимо отметить, что азеотропные смеси с содержанием таких соединений, как ме-тилэтилкетон, метилпропионат, пропилформиат, изобутилформиат и ряд других имеют температуру кипения, близкую к температуре кипения чистого метанола (62—64,6 °С).

Метанол сочетает свойства очень слабого основания и еще бо­лее слабой кислоты, что обусловлено наличием алкильной и гидроксильной групп. При окислении метанола кислородом в присутст­вии катализатора образуется формальдегид:

СН3ОН + 0,5СО2 ↔ НСНО + Н2О

На этой реакции основан широко применяемый в промышлен­ности метод получения формальдегида, который используют в про­изводстве пластических масс. При действии щелочей металлов водород гидроксильной группы метанола замещается с образова­нием алкоголята

2СН3ОН + 2Na ——> 2CH3ONa + 2Н2

который стоек только в отсутствие воды, так как вода омыляет его до метанола и щелочи:

СН3ОNa + Н2О ® СН3ОН + NaOH

С аммиаком метанол образует метиламины:

СН3ОН + NH3 ——> CH3NH2 + Н2О

СН3ОН + СН32 ——> (CH3)NH2 + Н2О

CH3OH + (СН3)2NH2 ——> (СН3)3NH2 + Н2О

Эти реакции протекают в паровой фазе в присутствии катали­заторов при 370—400 °С и повышенных давлениях..

Дегидратацией на катализаторе при повышенных температурах получают диметиловый эфир:

2СН3ОН ——> (СН3)2О + Н2О

При взаимодействии метанола и минеральных кислот образуют­ся сложные эфиры. Этот процесс называется этерификацией, и его широко используют в промышленной практике для получения раз­личных метиловых эфиров — метилхлоридов, метилбромидов, метилнитратов, метилсульфатов и др.:

СН3ОН + H2SO4 ——>- СН33ОН + Н2О

Органические кислоты также реагируют с метанолом с образо­ванием сложных эфиров:

СН3ОН + СН3СООН ——> СН3СООСНз + Н2О

 

poznayka.org

Группа компаний «ЭНЕРГОСИНТОП»        125412 Москва, ул.Ижорская, д.13/19, корп.1-Б, офис 205

МОДУЛЬНЫЕ ЭНЕРГОНЕЗАВИСИМЫЕ УСТАНОВКИ ДЛЯ

ПЕРЕРАБОТКИ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ В МЕТАНОЛ, ВЫСОКО-

ОКТАНОВЫЙ БЕНЗИН, ДИМЕТИЛОВЫЙ ЭФИР И ВОДОРОД

 

 

тел.4841629        office@energosyntop.com

 

МЕТАНОЛ

Метанол (общепринятые названия-метиловый спирт, древесный спирт).

Химическая формула – CH3OH. Один из основных продуктов многотоннажной

химии, широко используется для получения множества ценных химических

веществ: формальдегида, сложных эфиров, аминов, растворителей, уксусной

кислоты. Мировое производство метанола превышает 20 млн т в год, и спрос на него постоянно растет, что связано с наметившейся тенденцией использовать метанол в новых областях, например для получения высокооктановых бензинов, топлива для электростанций, как сырья для синтеза белка и т.д.С этапами изучения химии метанола связаны имена величайших химиков. Впервые метанол был обнаружен еще в середине XVII века Робертом Бойлем при изучении продуктов перегонки дерева, однако в чистом виде метиловый спирт, или древесный, получаемый этим способом, был выделен только через 200 лет: тогда впервые удалось очистить его от примесей сопутствующих веществ, прежде всего уксусной кислоты и ацетона. В 1857 году Марселен Бертло получил метанол омылением хлористого метила. Процесс сухой перегонки древесины долгое время оставался, пожалуй, единственным способом производства метанола. Сейчас он полностью вытеснен каталитическим синтезом из оксида углерода и водорода. Получение метанола из синтез-газа впервые было осуществлено в Германии в 1923 году фирмой BASF. Процесс проводился под давлением 100-300атм на оксидных цинк-хромовых катализаторах (ZnO-Cr2O3) в интервале температур 320-400С, производительность первой промышленной установки доходила до 20 т/сут. Интересно, что в 1927 году в США был реализован промышленный синтез метанола, основанный не только на монооксиде, но и на диоксиде углерода. В настоящее время в результате развития и усовершенствования процесса получения метанола из синтез-газа используются реакторы большой мощности с производительностью до 2000 т метанола в сутки. Разработаны более активные катализаторы на основе оксидов цинка и меди, которые позволили смягчить условия синтеза — снизить давление до 50-100 атм, а температуру — до 250C. Суммарная реакция образования метанола: CO + 2H2=CH3OH

 

СИНТЕЗЫ НА ОСНОВЕ МЕТАНОЛА

Значительный рост темпов производства метанола связан, с одной стороны, с все расширяющимися сферами его применения и, с другой — с возрастающим дефицитом природного сырья (нефть, газ). Ниже показаны некоторые направления использования метанола.

Более 40% производимого метанола идет на получение формальдегида. Производство формальдегида в крупных масштабах обусловлено использованием его для получения ценных веществ, прежде всего формальдегидных смол, находящих широкое применение в промышленности полимеров: фенолформальдегидных, мочевиноформальдегидных и др. На это расходуется более 60% производимого формальдегида. Следует упомянуть использование формальдегида в качестве промежуточного вещества для получения изопрена, гексаметилентетрамина (уротропина), пентаэритрита и других ценных продуктов.

Уксусная кислота — важнейший химический продукт, который широко используется в промышленности для получения сложных эфиров, мономеров (винилацетат), в пищевой промышленности и т.д. Мировое производство ее достигает 5 млн т в год. Получение уксусной кислоты до недавнего времени базировалось на нефтехимическом сырье.

Из метанола также производится большое число органических растворителей и антифризов, автомобильных стеклоомывателей, красителей и проч. В настоящее время разворачивается промышленное производство новых типов элементов электропитания для мобильных компьютеров, телефонов и других электронных устройств на основе топливных элементов, в которых в качестве топлива служит метанол.

 

МЕТАНОЛ КАК АЛЬТЕРНАТИВНЫЙ ЭНЕРГОНОСИТЕЛЬ

Важнейшей проблемой в настоящее время является поиск альтернативных энергоносителей. Это связано не только с наступающим дефицитом нефтяного сырья, но и с проблемами экологии. Транспорт потребляет около 40% нефти, добываемой в мире. Использование углеводородного топлива в двигателях внутреннего сгорания сопровождается выбросами в атмосферу огромного количества вредных веществ: оксидов азота, монооксида углерода и др. Весьма привлекательной представляется возможность использования в качестве моторного топлива спиртов. При этом значительно уменьшаются вредные выбросы. Сама проблема использования спиртов в качестве топлива не нова, и в некоторых европейских странах в 20-30-е годы были изданы законы, предписывающие добавление спирта к бензинам.

По некоторым физико-химическим свойствам (теплота сгорания, октановое число и др.) метанол приближается, а по такой важнейшей характеристике, как теплота испарения, даже превосходит лучшие углеводородные топлива. Однако высокая гидрофильность метанола, токсичность, агрессивность по отношению к некоторым металлам, небольшая теплоемкость сдерживают его применение для двигателей внутреннего сгорания. К тому же использование метанола в качестве чистого топлива требует значительного переоборудования двигателей. Более экономичным путем представляется, поэтому переработка метанола в бензин. Процесс образования бензина из метанола на катализаторе ZSM-5 протекает через стадию дегидратации метанола в диметиловый эфир, который далее превращается в смесь углеводородов (бензин), состоящую более чем на 50% из ценных высокоразветвленных парафинов: 2CH3OH и  CH3OCH3. В настоящее время серьезно рассматривается проблема использования метанола в качестве добавок к топливу для энергетических установок. Помимо использования метанола как горючего отметим его применение в качестве сырья для получения высокооктановых добавок к бензину, прежде всего метил-трет-бутилового эфира (МТБЭ), который вытеснил в этом качестве токсичный тетраэтилсвинца.  Добавление небольших количеств этого антидетонатора позволяет использовать бензины без подмешивания к ним такого токсичного вещества, как тетраэтилсвинец. МТБЭ, промышленное производство которого в мире быстро растет, получают взаимодействием метанола с изобутиленом в присутствии кислых катализаторов:

 

МЕТАНОЛ ДЛЯ ГАЗОПЕРЕКАЧКИ

По прогнозам к 2005 году более 50% всей добычи газа в РФ будет сосредоточено в районах Крайнего Севера. Для предотвращения закупорки магистральных газопроводов и подземных газохранилищах кристаллогидратами при низких температурах воздуха в перекачиваемый газ необходимо вводить метанол. Потребность предприятий РАО «Газпром» в метаноле, удаленных от ентров его производства, составляет более 250тыс.т/год, в т.ч., в районе Уренгоя 80-82 тыс.т/год. Предполагается, что в связи с развитием масштабов добычи газа в районах крайнего севера в зонах вечной мерзлоты потребление метанола будет возрастать. Доставка метанола на промыслы Крайнего Севера как минимум удваивает его стоимость, а для некоторых месторождений, в частности Ямала, вообще отсутствует возможность его доставки. Решением указанной проблемы может быть создание легко транспортируемых малотоннажных (производительностью 5000 — 20000 тонн метанола в год) установок для организации производства метанола непосредственно в районах газодобычи.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Представленный материал позволяет заключить, что в будущем синтез-газ станет основным сырьевым ресурсом химической промышленности. Если цены на ископаемое сырье меняются в ряду нефть > природный газ > уголь, то их запасы располагаются в обратной последовательности. За последние годы в исследованиях в области синтезов на основе СО и Н2 достигнуты впечатляющие успехи, тем не менее в некоторых случаях разработанные процессы требуют жестких условий — высоких температур и давлений, что ограничивает их широкое промышленное использование. Поэтому крайне актуальной становится задача создания новых активных и селективных катализаторов, позволяющих осуществлять реакции синтез-газа в мягких условиях. Химикам предстоит выполнить огромную работу не только по созданию новых катализаторов, но и по разработке новых процессов, повышающих ресурсо- и энергоотдачу. Нет сомнений, что фундаментальные исследования в этом направлении послужат основой для будущих открытий.

 

energosintop.narod.ru


Categories: Напитки

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *