متانول ( Methanol – CH3OH ) چیست؟ خواص + کاربرد

متانول (Methanol) یک ماده شیمیایی آلی و ساده ترین الکل آلیفاتیک با فرمول CH3OH است. این یک مایع سبک، فرار، بی رنگ و قابل اشتعال با بوی الکلی متمایز مشابه بوی اتانول (الکل قابل شرب) است. در این مقاله به کمک تیم تحلیلی بازار نفت و گاز به بررسی این مایع و کاربرد آن در صنعت می پردازیم.

فرآیند ساخت متانول

متانول (متیل الکل) در ابتدا با حرارت دادن خرده چوب در غیاب هوا تولید می شد. برخی از کربوهیدرات های موجود در چوب برای تشکیل متانول تجزیه می شوند و سپس بخار متانول متراکم می شود. این فرآیند منجر به نام الکل چوب به عنوان نام رایج دیگر متانول شد. متانول به صورت تجاری توسط واکنش کاتالیزوری مونوکسید کربن (CO) با گاز هیدروژن (H2) تحت دما و فشار بالا سنتز می شود. مخلوط مونوکسید کربن و هیدروژن مورد نیاز برای ساخت متانول را می توان با سوزاندن جزئی زغال سنگ در حضور آب تولید کرد. با تنظیم دقیق مقدار آب اضافه شده، می توان نسبت صحیح مونوکسید کربن به هیدروژن را به دست آورد.

متانول همچنین الکل چوب نیز نامیده می شود زیرا زمانی عمدتاً توسط تقطیر مخرب چوب تولید می شد این ماده شامل یک گروه متیل است که به یک گروه هیدروکسیل قطبی مرتبط است. با بیش از 20 میلیون تن تولید سالانه، به عنوان پیش ساز سایر مواد شیمیایی از جمله فرمالدئید، اسید استیک، متیل ترت بوتیل اتر، متیل بنزوات، آنیزول، پراکسی اسیدها و همچنین مجموعه ای از مواد شیمیایی تخصصی تر استفاده می شود.

متانول الکل اولیه است که ساده ترین الکل آلیفاتیک است که شامل یک گروه متیل و یک الکل است. این نقش به عنوان یک حلال آمفی پروتیک، یک سوخت، یک متابولیت انسانی، یک متابولیت اشرشیاکلی، یک متابولیت موش و یک متابولیت مایکوپلاسما ژنیتالیوم دارد. این یک الکل آلکیل، یک ترکیب تک کربنی، یک ترکیب آلی فرار و یک الکل اولیه است. این اسید مزدوج متوکسید است. این مایع در دمای 64.96 درجه سانتی گراد (148.93 درجه فارنهایت) می جوشد و در دمای 93.9- درجه سانتی گراد (137- درجه فارنهایت) جامد می شود.

ساختار متانول

خواص متانول چیست؟

به عنوان یک مایع نسبتاً فرار بی رنگ با بوی تند کمی شیرین مانند بوی الکل اتیلیک به نظر می رسد. کاملا با آب مخلوط می شود. بخارات کمی سنگین تر از هوا هستند و ممکن است مقداری مسافت را تا منبع احتراق طی کنند و به عقب برگردند. هرگونه تجمع بخار در فضاهای محدود، مانند ساختمان ها یا فاضلاب، در صورت احتراق ممکن است منفجر شود متانول بسیار قابل اشتعال است. بخارات آن کمی سنگین تر از هوا است، می تواند حرکت کند و مشتعل شود. آتش سوزی متانول باید با مواد شیمیایی خشک، دی اکسید کربن، اسپری آب یا فوم مقاوم در برابر الکل خاموش شود.

Methanol در درجه اول به فرمالدئید تبدیل می شود که به طور گسترده در بسیاری از زمینه ها به ویژه پلیمرها استفاده می شود. این تبدیل مستلزم اکسیداسیون است:متانول و ایزوبوتن با هم ترکیب می شوند تا متیل ترت بوتیل اتر (MTBE) تولید شود. MTBE یک تقویت کننده اصلی اکتان در بنزین است.

متانول پیش ساز اکثر متیل آمین های ساده، متیل هالیدها و متیل اترها است. متیل استرها از متانول تولید می شوند که شامل ترانس استری شدن چربی ها و تولید بیودیزل از طریق ترانس استریفیکاسیون می شود.متانول یک حامل انرژی امیدوارکننده است زیرا به عنوان مایع ذخیره سازی آن آسان تر از هیدروژن و گاز طبیعی است. با این حال، چگالی انرژی آن کمتر از متان در هر کیلوگرم است. چگالی انرژی احتراق آن 15.6 MJ/L (LHV) است، در حالی که چگالی اتانول 24 و بنزین 33 MJ/L است.

مزایای دیگر Methanol، تجزیه پذیری زیستی آماده و سمیت کم محیطی آن است. در محیط های هوازی (اکسیژن موجود) و بی هوازی (فقدان اکسیژن) باقی نمی ماند. نیمه عمر متانول در آب های زیرزمینی فقط یک تا هفت روز است، در حالی که بسیاری از اجزای معمولی بنزین در صدها روز نیمه عمر دارند (مانند بنزن در 10-730 روز). از آنجایی که متانول با آب قابل اختلاط است و زیست تخریب پذیر است، بعید است در آب های زیرزمینی، آب های سطحی، هوا یا خاک انباشته شود. Methanol گاهی اوقات برای سوخت موتورهای احتراق داخلی استفاده می شود. با تشکیل دی اکسید کربن و آب می سوزاند.

جدول قیمت متانول

کاربرد متانول در صنعت چیست؟ 

متیل الکل خالص یک ماده مهم در سنتز شیمیایی است. مشتقات آن در مقادیر زیادی برای ساخت تعداد زیادی از ترکیبات، از جمله بسیاری از مواد رنگزای مصنوعی مهم، رزین ها، مواد دارویی و عطر استفاده می شود. مقادیر زیادی برای مواد رنگزا به دی متیلانیلین و برای رزین های مصنوعی به فرمالدئید تبدیل می شود. همچنین در ضدیخ های خودرو، در سوخت موشک و به عنوان یک حلال عمومی استفاده می شود. متانول همچنین یک سوخت با اکتان بالا و سوخت پاک است که یک جایگزین بالقوه مهم برای بنزین در وسایل نقلیه خودرویی است. متانول به دست آمده از چوب عمدتاً برای تبدیل الکل اتیلیک صنعتی برای نوشیدن استفاده می شود.

موارد استفاده متانول

• حلال جوهر، رزین، چسب و رنگ
• حلال در ساخت کلسترول،استرپتومایسین، ویتامین ها، هورمون ها و سایر داروها
• استفاده در ضدیخ برای رادیاتور خودرو
• تامین سوخت برای اجاق های پیک نیک
• سوخت جایگزین موتور
• ساخت مواد شیمیایی
• سوخت خودرو ها، هواپیما
• حلال پلاستیک ها

موارد استفاده متانول

سوخت متانول

سوخت Methanol برای حمل و نقل زمینی پیشنهاد شده است. مزیت اصلی اقتصاد متانول این است که می تواند با موتورهای احتراق داخلی بنزینی با حداقل تغییرات در موتورها و زیرساختی که سوخت مایع را تحویل و ذخیره می کند، سازگار شود. با این حال، چگالی انرژی آن کمتر از بنزین است، به این معنی که پر کردن مکرر آن مورد نیاز است. با این حال، معادل بنزین با اکتان فوق‌العاده بالا در اسب بخار است و اکثر سیستم‌های تزریق سوخت مدرن با کنترل کامپیوتر می‌توانند از آن استفاده کنند.

این ماده شیمیایی یک سوخت جایگزین برای کشتی‌ها است که به صنعت کشتی‌رانی کمک می‌کند تا مقررات سختگیرانه انتشار گازهای گلخانه‌ای را رعایت کند. به طور قابل توجهی انتشار اکسیدهای گوگرد (SOx)، اکسیدهای نیتروژن (NOx) و ذرات معلق را کاهش می دهد. متانول را می توان با راندمان بالا در موتورهای دیزل دریایی پس از اصلاحات جزئی با استفاده از مقدار کمی سوخت پایلوت (Dual سوخت) استفاده کرد.

دستورالعمل کیفیت سوخت اروپا به تولیدکنندگان سوخت اجازه می دهد تا حداکثر 3 درصد Methanol را با مقدار مساوی حلال با بنزین فروخته شده در اروپا ترکیب کنند. چین بیش از 4.5 میلیارد لیتر متانول در سال به عنوان سوخت حمل و نقل در ترکیبات سطح پایین برای وسایل نقلیه معمولی، و ترکیبات سطح بالا در وسایل نقلیه طراحی شده برای سوخت Methanol استفاده می کند. می تواند از انواع سوخت های الکلی استفاده کند که منجر به اسب بخار مشابه یا بالاتر می شود، اما برای یک تغییر ساده در تنظیمات نرم افزاری خودرو و احتمالاً یک قطعه مهر و موم یا لوله 50 سنت.

سوخت متانول

تفاوت متانول با اتانول

متانول دارای خواص عالی به عنوان یک حلال آلی قطبی است و به طور گسترده ای به عنوان یک حلال صنعتی استفاده می شود. با این حال، سمی تر از اتانول است. متیل الکل زمانی به عنوان سوخت موتور تجاری مورد توجه قرار می گرفت زیرا ارزان تر از اتانول است با این حال، افزایش علاقه به سوخت‌های مبتنی بر اتانول و مشکلات مربوط به خواص حلال متانول، که باعث مشکلاتی در سیستم‌های سوخت – به‌ویژه در خودروهای تزریق‌کننده سوخت می‌شود، منجر به کاهش علاقه تجاری به سوخت‌های متانول شده است.

این ماده تمایل به حل کردن اجزای پلاستیکی و لاستیکی به کار رفته در سیستم های سوخت مدرن دارد و باید از مواد مختلفی استفاده کرد که بتوانند در معرض متیل الکل در مدت زمان طولانی بدون حل شدن یا ترک خوردن زنده بمانند.اتانول جزء اصلی نوشیدنی های الکلی است. از آنجایی که این ماده بسیار سمی است، استفاده از آن به هیچ وجه مناسب نیست.

خطرات متیل الکل

متیل الکل در طول استفاده های صنعتی و به طور طبیعی از گازهای آتشفشانی، پوشش گیاهی و میکروب ها به محیط زیست آزاد می شود. قرار گرفتن در معرض ممکن است از هوای محیط و در طول استفاده از حلال ها رخ دهد. قرار گرفتن حاد کوتاه مدت یا مزمن طولانی مدت انسان با این ماده از طریق استنشاق یا بلع ممکن است منجر به تاری دید، سردرد، سرگیجه و حالت تهوع شود. هیچ اطلاعاتی در مورد اثرات تولید مثل، رشدی یا سرطان زایی Methanol در انسان در دسترس نیست. نقایص مادرزادی در فرزندان موش‌ها و موش‌هایی که از طریق استنشاق در معرض متیل الکل قرار گرفته‌اند، مشاهده شده است.