ماده شیمیایی متانول Methanol

ماده شیمیایی متانول Methanol

متانول ساده ترین الکل است که با نام متیل الکل نیز شناخته می‌شود، متیل الکل ریشه یونانی دارد و از دو واژه Methu به معنی شراب و hyel به معنی چوب تشکیل شده است. متانول یک ترکیب شیمیایی با فرمول CH₃OH بوده و مایعی سبک، فرار و قابل اشتعال است. در اثر سوختن در هوا، دی‌اکسید کربن و آب تولید می‌کند.

این ترکیب از متابولیسم غیر هوازی گونه‌های زیادی از باکتری‌ها تولید می‌شود، در نتیجه مقدار اندکی از بخار متانول در جو وجود دارد و متانول موجود در اتمسفر بعد از گذشت چند روز توسط اکسیژن و نور خورشید به CO₂ اکسید می‌شود. نقطه جوش و نقطه ذوب متیل الکل به ترتیب 148.3 و 144- درجه فارنهایت می باشد. مقدار حلالیت آن در آب زیاد است و در حدود 100 میلی گرم بر لیتر در دمای 70 درجه فارنهایت تعیین شده است و فشار بخاری در حدود 100 میلی متر جیوه در 70.2 درجه فارنهایت دارد. ویسکوزیته متیل الکل نیز 0.544 میلی پاسکال ثانیه در دمای 25 درجه سانتی گراد گزارش شده است.

فرآیند تولید متانول

متانول خالص اولین بار در سال 1661 توسط رابرت بویل از چوب استخراج شد. در سال 1834 شیمیدان‌های فرانسوی انجمن Jean-Babtist، ترکیب عناصر آن را بدست آوردند و همچنین کلمه متیلن را به شیمی آلی معرفی کردند. متیل در سال 1840 از کلمه متیلن مشتق شد و برای نامیدن متیل الکل استفاده شد. درسال 1892 از طرف انجمن بین المللی نامگذاری ترکیبات شیمیایی، متیل الکل به متانول تغییر نام یافت.

در سال 1923 شیمیدان آلمانی به نام ماتیاس، متانول 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 دما و فشار بسیار بالا انجام شد.

فرآیند کلی تولید متانول را می‌توان در سه مرحله ذیل خلاصه کرد:

• تولید گاز سنتز
• سنتز الکل متانول از گاز سنتز تولید شده در مرحله اول
• تقطیر

تولید گاز سنتز

گام اول ابتدا تولید گاز سنتز (synthesis gas or syngas) به وسیله آب و متان است، این مرحله که ریفرمینگ بخار نیز نام دارد یکی از متدوال ترین روش های تولید گاز سنتز (ترکیب دو ماده کربن مونو اکسید و هیدروژن) می باشد. در این مرحله از کاتالیست (نیکل) جهت انجام فرایند استفاده می شود.

سنتز الکل متانول از گاز سنتز تولید شده در مرحله اول

در این مرحله، گاز سنتز تولید شده در مرحله قبلی تحت فشار قرار می گیرد و مجدد از کاتالیست (مس) عبور داده شده و به متانول، بخار آب و هیدروژن تبدیل می گردد. در این فرایند هیدروزن مازاد تولید شده است و اگر دی اکسید کربن در دسترس باشد می توان با آن ترکیب شده و متانول را تولید کند.

تقطیر

در این مرحله متانول خام تولید شده از مرحله قبل، از برج های تقطیر جهت خالص سازی، عبور داده می شود و محصول با کیفیت مورد نظر حاصل می گردد.

کاربردهای متانول

شکل (1) نشان دهنده چگونگی توزیع کاربردهای مختلف متانول است.

شکل (1)

انتظار می رود تا سال 2025 میزان تولید متانول با رشدی 5 درصد و حجم تولید حدود 172 میلیون تنی رو به رو شود. کشور چین با در اختیار داشتن حدود 63 تولید متانول، یکی از بزرگترین وارد کنندگان این محصول نیز می باشد. این کشور در حالی که در سال 2000 حدود 12 درصد این بازار را در اختیار داشت و رتبه های اول و دوم در اختیار آمریکا و اروپا بود، موفق شد در سال 2016 حدود 63 درصد کل بازار تولید را در اختیار بگیرد و آمریکای شمالی و اروپا را در این حوزه به حاشیه براند.

در ایران نیز تولید متانول به طور جدی پیگیری می شود و امروزه ایران به یکی از کشورهای مهم تولید کننده این ماده در سطح آسیا و جهانی تبدیل شده است. به طوری که در سال قبل 30 درصد بازار واردات چین از ایران تامین می‌شد که این رقم در امسال به 50 درصد افزایش یافته است. همچنین قابل ذکر است که رکورد تولید روزانه متانول در ایران توسط پتروشیمی فن آوران شکسته شد و برای اولین بار به حدود 3042 تن در روز رسیده که این میزان حجم تولیدی در 15 سال اخیر بی سابقه بوده است. شکل (2) نیز نشان دهنده چگونگی توزیع صادرات متانول از کشور ایران به سایر کشورها است.

شکل (2)