متانول (CH4O)

دانلود آنالیز متانول:لوگو

متانول (CH4O):

واژه متیل الکل ریشه یونانی دارد. Methu به معنی شراب و hyel به معنی چوب است. متیل در سال ۱۸۴۰ از کلمه متیلن مشتق شد و برای نامیدن متیل الکل استفاده شد. درسال ۱۸۹۲ از طرف انجمن بین المللی نامگذاری ترکیبات شیمیایی ، متیل الکل به متانول تغییر نام یافت.

نام ماده ی شیمیایی: متانولفرمول شیمیایی: CH4Oدمای ذوب: −۹۸ تا −۹۷ درجه سلسیوس 
دمای جوش: ‎۶۵ °Cچگالی: ۰٫۷۹۱۸ g cm−۳جرم مولی: ۳۲٫۰۴ g mol−۱
حلالیت در آب:  
نام های دیگر: متیل الکل، الکل متیلیک، متیل هیدرات، متیل هیدروکسید و الکل چوب

متانول به نام متیل الکل و الکل چوب هم شناخته می‌شود. متانول یک ترکیب شیمیایی با فرمول CH3OH بوده و ساده‌ترین نوع الکل است. متانول مایعی سبک ، فرار ، بدون رنگ و قابل اشتعال است. در اثر سوختن در هوا دی‌اکسید کربن و آب تولید می‌کند. متانول با شعله‌ای تقریبا بی‌رنگ می‌سوزد. این ترکیب از متابولیسم غیر هوازی گونه‌های زیادی از باکتریها تولید می‌شود. در نتیجه مقدار اندکی از بخار متانول در جو وجود دارد.

متانول موجود در اتمسفر بعد از گذشت چند روز توسط اکسیژن و نور خورشید به CO2 اکسید می‌شود.

تاریخچه

در فرآیند مومیایی کردن در مصر باستان ، از ماده‌ای استفاده می‌شد که حاوی متانول بود و از تجزیه حرارتی چوب بدست می‌آمد. متانول خالص اولین بار در سال ۱۶۶۱ توسط رابرت بویل از چوب استخراج شد. در سال ۱۸۳۴ شیمیدانهای فرانسوی انجمن Jean-Babtist ، ترکیب عناصر آن را بدست آوردند و همچنین کلمه متیلن را به شیمی آلی معرفی کردند.

در سال ۱۹۲۳ شیمیدان آلمانی ، “ماتیاس” پیر ، متانول را از گاز سنتز (مخلوطی از CO و H2 که از کک بدست می‌آید) تولید کرد. در این فرآیند ، از کرومات روی به عنوان کاتالیزور استفاده می‌شد و واکنش در شرایط سختی مانند فشار ۱۰۰۰-۳۰۰ اتمسفر و دمای حدود ۴۰۰ درجه سانتی‌گراد انجام می‌گرفت. در شیوه مدرن تولید متانول ، از کاتالیزورهایی استفاده می‌شود که در فشارهای پائین عمل می‌کنند و کارایی موثرتری دارند. 

متانول الکلی ایست یا باید بگوییم ماده ایست بی‌‌رنگ با بوی خاص و فراریت بالا.

 

متانول نخستين بار توسطA Mittasch  در سال ۱۹۱۳ از مونواکسیدکربن و هیدروژن در مجاورت کاتالیست آهن تهیه شد و ده سال بعد در سال ۱۹۲۳ با استفاده از كاتاليست‌های كرم و روی اولین واحد سنتز متانول صنعتی بوسیلهBadische Aniline-Und Soda Fabric Ludwigshafen مورد بهره‌برداری قرار گرفت.

نحوه ی تولید متانول:

امروزه گاز سنتز مورد نظر برای تولید متانول مانند گذشته از زغال بدست نمی‌آید، بلکه از واکنش متان موجود در گازهای طبیعی تحت فشار ملایم ۱۰-۲۰ اتمسفر و دمای ۸۵۰ درجه سانتی‌گراد با بخار آب و در مجاورت کاتالیزور نیکل تولید می‌شود. CO و H2 تولید شده ، تحت تاثیر کاتالیزوری که مخلوطی از مس و اکسید روی و آلومینیوم است، واکنش داده و متانول ایجاد می‌کنند. این کاتالیزور اولین بار درسال ۱۹۶۶ توسط ICI استفاده شد. این واکنش در فشار ۵۰-۱۰۰ اتمسفر و دمای ۲۵۰ درجه سانتی‌گراد صورت می‌گیرد.

روش دیگر تولید متانول ، واکنش دی‌اکسیدکربن با هیدروژن اضافی است که تولید متانول و آب می‌کند.

در گذشته متانول از هیدروژن‌دار کردن کاتالیزوری مونوکسیدکربن به‌دست می‌آمد. مخلوط هیدروژن و مونوکسیدکربن با نسبت ضروری، از واکنش آب با متان، آلکان‌های دیگر یا زغال سنگ در دمای بالا به‌دست می‌آمد.

در شیوه مدرن تولید متانول، از کاتالیزورهایی استفاده می‌شود که در فشارهای پایین عمل می‌کنند و کارایی موثرتری دارند. امروزه گاز سنتز مورد نظر برای تولید متانول مانند گذشته از زغال بدست نمی‌آید، بلکه از واکنش متان موجود در گازهای طبیعی تحت فشار ملایم ۱۰-۲۰ اتمسفر و دمای ۸۵۰ درجه سانتی‌گراد با بخار آب و در مجاورت کاتالیزور نیکل تولید می‌شود. CO و H۲ تولید شده، تحت تاثیر کاتالیزوری که مخلوطی از مس و اکسید روی و آلومینیوم است، واکنش داده و متانول ایجاد می‌کنند. این کاتالیزور اولین بار درسال ۱۹۶۶ توسط ICI استفاده شد. این واکنش در فشار ۵۰-۱۰۰ اتمسفر و دمای ۲۵۰ درجه سانتی‌گراد صورت می‌گیرد.

روش دیگر تولید متانول، واکنش دی‌اکسیدکربن با هیدروژن اضافی است که تولید متانول و آب می‌کند.

نحوه ی نگهداری متانول:

در محيط خنك و داراي تهويه مناسب نگهداري شود.

از عوامل اكسيد كننده، اسيدها، قلياها، نور مستقيم خورشيد، گرما يا شعله و مواد غذايي به دور باشد.

ظروف حاوي متانول بايد به‌نحو مناسبي برچسب‌گذاري و به زمين ارت شوند.

محل به طور مرتب از نظر نشتي و ريخت و پاش بررسي شود.

اغلب ظروف فلزي و پلاستيكي به استثناي ظروف سربي و منيزيومي براي نگهداري مناسب هستند.

مخازن جديد از فولاد ضدزنگ ساخته مي‌شوند.

کاربرد متانول:

متانول به عنوان یکی از محصولات استراتژیک در تولید بسیاری از محصولات نهایی مانند حلال‌ها ، رنگ‌ها ، پلاستیک‌ها و ضدیخ‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. تنوع مشتقات متانول و استفاده آن در صنایع مختلف، این محصول را به عنوان یک کالای استراتژیک مطرح ساخته است و هم از این روی نوسان قیمت آن بر بسیاری از صنایع تولیدی اثر می گذارد . قسمت اعظم متانول تولیدی در جهان صرف تولید فرمالدئیدها و اسید استیک و MTBE می‌شود.

استیک اسید (اتانوئیک اسید، CH3COOH، C2H4O2): یا جوهر سرکه تاریخچه بسیار قدیمی دارد. بشر از گذشته های بسیار دور از طریق غیرسنتزی و عمدتا به روش تخمیر و تقطیر به این ماده دسترسی داشته و در تولید مواد غذایی، دارویی و صنایعی مانند چرم سازی و تهیه رنگ ها و غیره از آن استفاده می کرده است. اسید استیک به صورت صنعتی از روشهای سنتزی تهیه می شود. یکی از این روش ها سنتز اسید استیک از متانول و مونواکسیدکربن (کربوناسیون) است.اسید استیک در تهیه موادی چون استانیلید، اتیل استات، ایزو پروپییل استات، بوتیل استات، استیل کلرلید، مونوکلرو استیک اسید، کتن و … مورد استفاده قرار می گیرد.

فرمالدئید: در صنعت از اکسیداسیون کاتالیزوری متانول، تهیه می‌شود. معمولا از نقره فلزی یا مخلوط اکسید آهن و مولیبدن به عنوان کاتالیزور استفاده می‌شود. در صورت استفاده از اکسید آهن و مولیبدن به عنوان کاتالیزور ، متانول با اکسیژن در دمای ۴۰۰ درجه سانتی‌گراد واکنش میدهد. از فرمالدئید به علت از بین بردن بیشتر باکتریها بعنوان محلول ضدعفونی کننده استفاده می‌شود. همچنین برای نگهداری از نمونه‌های بیولوژیکی هم مورد استفاده قرار می‌گیرد. عمده‌ترین استفاده فرمالدئید در تولید پلیمر و سایر ترکیبات شیمیایی است. رزینهای فرمالدئید ، از واکنش فرمالدئید با فنل ، اوره و ملامین ایجاد می‌شوند. این مواد معمولا بعنوان رزینهای چسبناک در تولید تخته‌های سه‌لایی ، در ساخت اسفنجهای قالب‌گیری شده و تولید اسفنجهای عایق کاربرد دارند.همچنین فرمالدئید در تولید پلی فرمالید، EDTA ، رزول، نوولاک، فنل فرمالید، پیرولیدون،متیل پیرولیدون،پلی استال و… نیز کاربرد دارد .

: MTBE متیل ترشری بوتیل اتر یک بنزین افزودنی است که برای افزایش عدد اکتان اضافه می شود و از متانول و ایزو بوتیلن تولید می شود.MTBE اولین ماده ی اکسیژن داری بود که به عنوان افزودنی به بنزین برای کامل تر شدن فرآیند احتراق در نظر گرفته شد، متانول که خود از اجزای اصلی بوجودآورنده ی MTBE است اغلب از گاز طبیعی و دیگر محصولات نفتی بدست می آید. این ماده عمدتاً به عنوان اکسیژن دار کننده ی سوخت بکار می رود. پس از کنار گذاشتن تترا اتیل سرب در کشور از روش اکسیژن دار کردن بنزین از طریق افزودن MTBE استفاده می شود، در واقع در حال حاضر عدد اکتان مورد نظر خود را به جای افزودن تترا اتیل سرب با افزودن MTBE بدست می آوریم.

اتیلن و پروپیلن : یکی از این فرآیندها تبدیل کاتالیستی ترکیبات متوکسی نظیر متانول و یا دی متیل اتر به مخلوط الفینها میباشد. این پروسه یا “متانول به الفین” نام دارد، متانول خام را به اتیلن و پروپیلن تبدیل مینماید. در طی این فرآیند ابتدا در مرحله اول، گاز طبیعی به متانول خام تبدیل میگردد و در مرحله دوم متانول حاصله از طریق یک واکنش کاتالیستی به اتیلن و پروپیلن تبدیل میگردد. از عمده ویژگیهای این فرآیند تبدیل عمده ترین جزء گاز طبیعی (متان) به الفین میباشد. متان حدود ۹۰ درصد از گاز طبیعی را تشکیل میدهد از اینرو تبدیل آن به الفین بسیار پرصرفه میباشد. اتیلن و پروپیلن تولیدی با خلوص بالای ۹۷ درصد بوده و میتوان آنرا به راحتی جدا ساخته و به واحد پلیمرسازی فرستاد . اقتصادی بودن این پروسه به عواملی نظیر قیمت و بازار فروش اولفینها، هزینه متانول خوراک، هزینه کاتالیست و پلنت بستگی دارد.بسته به زمان و مکانهای مختلف بازارهای متفاوتی برای اتیلن و پروپیلن وجود دارد. در آمریکا و اروپا تقاضا برای اتیلن اغلب بیشتر از پروپیلن میباشد در حالیکه در اقیانوسیه تقاضا برای پروپیلن بیشتر از اتیلن است.

متیل استات: متیل استات عمدتاً برای تولید استات سلولز استفاده می شود و به همین دلیل تولید متیل استات تقریباً برابر با مصرف آن می باشد. بیشترین میزان استات سلولز در تولید فیلتر سیگار و صنایع الیاف استفاده می شود. میزان تقاضا برای متیل استات بستگی به میزان تولید استات سلولز دارد . مصرف جهانی استات سلولز برای تولید فیلتر سیگار همچنان در حال رشد است و به همین دلیل پیش بینی می شود مصرف متیل استات که جهت تولید استات سلولز مصرف میشود تا سال ۲۰۱۱ رشد متوسطی داشته باشد.

متیل آمین : مونومتیل آمین یا متیل آمین با نام های متان آمین یا آمینومتان، دی متیل آمین با نام متیل متان آمین شناخته می شود.این مواد در دمای محیط به شکل گازی با بوی آمونیاکی که در آب، الکل و اتر محلول هستند ، همچنین به صورت خالص بسیار قابل اشتعال و سمی می باشند.

مونومتیل آمین در تولید ماده ای به نام متیل ایزوسیانات بکار می رود که این ماده خود ماده اولیه تولید سمومی مانند کارباریل سوین تمیک، بروت، کر بوفوران و کربوسولفان می باشد، همچنین با مونومتیل آمین فسژن شده سموم متومیل و اگزامیل تولید می شود .

حلال نرمال متیل پیرولیدون از مصارف عمده این حلال استخراج مواد از روغن های روان کننده می باشد . در این فرایند از متیل پیرولیدون برای جداسازی بنزن، تولوئن و زایلن استفاده می شود . همچنین این ترکیب به دلیل سمیت کم می تواندجایگزین حلال متیل کلراید در تولید رنگبرها شود و در پوشش های پلی آمیدیسیم و کابل نیز مصرف دارد.

آلکیل آلکانول آمین ها در نتیجه واکنش مونومتیل آمین با اکسید اتیلن آلکیل آلکانول آمین تولید می شود و از این مواد در داروسازی ، جذب و جداسازی ترکیبات CO2و H2S از گازطبیعی استفاده می شود.

سایر کاربردهای مونومتیل آمین تولید ماده فعال سطحی متیل تائورات که در صنایع نساجی و شوینده ، تولید موادی چون دی متیل اوره،کافئین و در ساخت مواد منفجره به صورت مونو متیل آمین نیترات مصرف می شود.

متانول يكي از سه محصول بسيار مهم صنايع شيميايي در دنيا بوده و مواد بسياري از آن مشتق مي‌شوند.

متانول به عنوان يكي از محصولات استراتژيك بوده و استفاده آن در صنايع مختلف، اين محصول را به‌عنوان يك كالاي استراتژيك مطرح ساخته است و هم از اين روي نوسان قيمت آن بر بسياري از صنايع توليدي اثر مي‌گذارد.

 

مصرف متانول در صنعت

انواع چسب‌های صنعتی

استفاده از متانول در انواع حلال‌ها و ضدیخ

تولید انواع پلاستیک، تخته سه لایی، رنگ و مواد منفجره

متیل متاکریلات برای تولید انواع لامینیت‌ها و انواع ورنی و…

در تولید انواع ظروف و تجهیزات آشپزخانه، دوربین‌های عکاسی

فرمالدئیدها( فرمالین) جهت مصارف خانگی و تولید انواع رزین‌ها

تهیهM.T.B.Eجهت ارتقا درجه آرام سوزی بنزین و جایگزین TEL

استفاده از دی متیل اتر موجود در متانول به جای cfc ها  در افشانه‌های آتروسل به عنوان پیشرانه

اسید استیک و استفاده از آن به‌عنوان محصول نهایی و یا استفاده برای تهیه انواع استات سلولز برای انواع الیاف و پارچه

با توجه به كمبود قابل پيش‌بيني منابع انرژي در آينده، مصرف مستقيم متانول به‌عنوان سوخت پاك و يا در توليد هيدروژن مصرفي پيل‌هاي سوختي، بسيار مورد توجه است.تولیدDMEدی متیل اتر( سوخت قرن بیست و یکم) و جایگزین نفت گاز

و …

ایمنی و خطرات متانول:

متانول ترکیبی سمی است. محصول متابولیت آن،اسید فرمیکو فرمالدئید، سبب نابینایی و مرگ می‌شود.

تماس با پوست

ايجاد خشكي، از بين رفتن چربي پوست و تحريك و سوزش ملايم

مي‌تواند از راه پوست جذب شده و روي سيستم اعصاب اثر بگذارد و سبب كاهش كارايي آن شود

موجب كوري و حتي مرگ مي‌شود

تماس با چشم

ايجاد لكه‌هاي تاريك در چشم و سبب كوري مي‌شود

باعث التهاب غشاهاي مخاطي مي‌گردد

بلعيدن و خوردن

سمي است

ايجاد سوزش در بافت غشايي دهان و گلو مي‌كند

بر دستگاه عصبي اثر گذاشته و سبب تهوع، كوري و حتي مرگ مي‌شود

استنشاق

بخار متانول سبب سوزش چشم، بيني، گلو و دستگاه تنفس مي‌شود

همچنين كارايي دستگاه اعصاب مركزي را كاهش داده و باعث كوري مي‌شود

حريق و انفجار

بخار متانول به‌راحتي در هوا منتشر شده و مشتعل مي‌گردد و توليد و  مي‌كند

در صورت وجود غلظت كافي بخار متانول، در اثر منابع احتراق، حريق و انفجار حادث مي‌شود

جابجايي و انبارش متانول

مقررات مربوط به محيط‌هاي نگهداري و ذخيره‌سازي در كارگاه‌هايي كه اين محصول استفاده يا جابجا مي‌شود:

جابجايي

از روش‌هاي ايمن كار استفاده كنيد تا از تماس متانول با چشم و پوست يا استنشاق آن پيش‌گيري شود.

در هنگام جابجايي ظروف متانول يا حضور در منطقه آلوده سيگار كشيدن و خوردن و آشاميدن ممنوع شود.

ظروف را كاملا بسته نگه داريد.

از ليفتراك‌هاي ضدانفجار استفاده كنيد و سعي كنيد ميزان تبخير متانول در حداقل باشد.

با به كار بردن اقدامات ايمني خطر حريق را كاهش دهيد.

برای اطلاعات دقیق تر درباره ی این ماده مخصوصا در زمینه های بنیادی و ایمنی به کتاب های مربوطه مراجعه فرمایید.