متانول سبز Green Methanol
متانول با فرمول شیمیایی CH3OH از گسترده ترین مواد شیمیایی آلی و یکی از مهمترین مواد اولیه در صنایع شیمیایی می باشد. متانول به عنوان حامل انرژی میتواند به عنوان سوخت یا برای تولید انرژی در کاربردهای سوختی مورد استفاده قرار گیرد. این ماده شیمیایی مایعی بدون رنگ، قابل حل در آب و دارای بوی ملایم الکل است. از سال 1800 میلادی تاکنون، این محصول بالادستی به صورت گسترده برای تولید مواد شیمیایی صنعتی همانند فرمالدهید، استیک اسید، دی متیل تترافتالات، متیل متاکریلات و بسیاری دیگر از ترکیبات شیمیایی مورد استفاده قرار گرفته است. تقریبا 60% مصرف این ماده در حوزه تولید مواد شیمیایی و 40% باقی مانده برای سوخت استفاده می شود.
یکی از چالش های فرایند تولید ماده شیمیایی متانول، تولید گازهای گلخانهای میباشد. پس از انقلاب صنعتی و روند رو به رشد مصرف سوختهای فسیلی، غلطت گازهای گلخانه ای موجود در جو افزایش یافت. یکی از صنایعی که نقش بسزایی در انتشار و افزایش غلظت گازهای گلخانهای در اتمسفر و در نتیجه افزایش گرمایش جهانی دارد، صنعت تولید انرژی می باشد.
لذا کشورهای با صنایع مختلف درصدد محاسبهی میزان گازهای منتشر شده در صنایع مختلف و ارتباط آن با پدیدهی گرمایش جهانی و تلاش برای کاهش میزان انتشار آن برآمدند. امروزه غلظت کربن دی اکسید در اتمسفر در بالاترین حد خود میباشد و به صورت جدی نیز در حال افزایش است. به گزارش کنوانسیون تغییر اقلیم، کشور ایران در سال 2017 از نظر تولید گاز کربن دی اکسید در رتبه هفتم دنیا قرار گرفته است.
با توجه به این موضوع که سوخت های فسیلی در مرتبه اول تولید انرژی هستند، یکی از راهکارهای کاهش انتشار گازهای گلخانه ای، استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر و همچنین استفاده از متانول سبز می باشد.
در حال حاضر ، حدود 99 درصد از کل متانول تولید شده ناشی از استفاده از سوخت های فسیلی به عنوان مواد اولیه است که استفاده از گاز طبیعی حدود 85 درصد و زغال سنگ حدود 15 درصد را شامل می شود. با توجه به اهمیت تجاری متانول به عنوان منبع انرژی شیمیایی و بالقوه و با توجه به تقاضای روزافزون ناشی از تنوع تجاری آن، نگرانی ها در مورد ردپای کربن در صنعت متانول، به ویژه در مورد فرآیندهای تولید متانول مبتنی بر زغال سنگ در حال افزایش است.
هنگامی که متانول با استفاده از منابع تجدیدپذیر مانند زیست توده و یا از دی اکسید کربن تولید می شود این محصول متانول سبز یا متانول تجدیدپذیر نامیده می شود. یکی از چالش های تولید متانول سبز به عنوان جایگزین تولید متانول به صورت متداول، هزینه تولید آن می باشد. که به نظر می رسد نیاز به ایجاد بستری انگیزشی وجود داشته باشد.
کمپانی ایسلندیCarbon Recycling International توانسته با استفاده از CO2حاصل از انرژی زمین گرمایی، منابع انرژی های تجدید پذیر و آب شیرین، متانول تولید نماید. این کشور داری پتانسیل زیادی برای تأمین انرژی مورد نیاز ارزان و قابل اعتماد برای تولید متانول سبز می باشد. اگر فقط از CO2 و انرژی زمین گرمایی استفاده گردد، پتانسیل تولید متانول سبز در ایسلند 340میلیون لیتر در سال است و اگر از تمام ظرفیت انرژی زمین گرمایی و نیروی برق آبی استفاده گردد این پتانسیل به 2150 میلیون لیتر در روز می رسد.
متانول سبز با استفاده از فرایند زیر تولید می گردد:
CO2 + 3H2 CH3OH + H2O , ΔH = – 49kJmol Reactor
با توجه به مالیات های قابل توجهی که بر سوخت های فسیلی در کشورهای پیشرفته اعمال می شود، تولید متانول سبز در مقیاس صنعتی می تواند از نظر اقتصادی با تولید متانول به صورت متداول به رقابت بپردازد.
به نمونه ای از روش هایی که در جهان برای سنتز متانول سبز مورد استفاده قرار می گیرند در ذیل اشاره شده است:
- فرآیند سنتز متانول سبز از دی اکسید کربن و از طریق واکنش معکوس انتقال آب در یک راکتور غشایی
- فرایند سنتز متانول سبز از هیدروژناسیون CO2و از طریق استفاده از جو و انرژی تجدید پذیر
- تولید متانول سبز بر اساس واکنش کاتالیستی گلیسرول
- تولید متانول با استفاده از ضایعات بازیافتی
به طور کلی استفاده از متانول در صنایع مختلف این محصول را به عنوان يك كالاي استراتژيك مطرح ساخته است. تولید این محصول تحت عنوان “متانول سبز” با توجه به استراتژی های جدید زیست محیطی و مسئله گرمایش جهانی، با استقبال جهانی روبرو خواهد شد.