متانول (متیل الکل)
متیل الکل با فرمول شیمیایی CH3OH یک نوع الکل غیر مصرف کننده است که مایعی بی رنگ غیرقابل اشتعال و برای انسان سمی است PH این ماده بین 7 تا 7.5 بوده و خنثی است.نام های دیگر متیل الکل عبارت اند از:هیدروکسی متان،متیلول،الکل متیلیک،متیل هیدرات، الکل چوب، روح چوب و کربینول اتانول مایعی سبک، فرار، بی رنگ و قابل اشتعال با بوی مشخص الکل مشابه الکل متیلیک (الکل نوشیدنی) است. الکل متیلیک یک حلال قطبی است و به آن الکل چوب هم می گویند. امروزه این ترکیب به صورت صنعتی از هیدروژنه کردن مونوکسید کربن سالانه با نرخ بیش از 20 میلیون تن تولید می شود و پیش ساز سایر مواد شیمیایی نظیر فرمالدهید، استیک اسید و متیل ترتبوتیل اتر است . مقادیر کم الکل چوب در بدن هر انسان سالم و طبیعی وجود دارد. یک مطالعه در این باره مقدار 4.5 پی پی ام در بازدم را اندازه گیری کرده است.متوسط الکل متیلیک تولید شده در درون بدن انسان 0.45 گرم در روز است که ممکن است از پکتین میوه تولید شود. به عنوان مثال یک کیلوگرم سیب تا 1.4 گرم متانول تولید می کند. این ماده همچنین توسط فیتوپلانکتونها و باکتریهای غیرهوازی تولید می شود. علاوه بر آن در مقادیر فراوان در فضا یافت می شود و به عنوان نشانگر اجرام ستاره مانند در نجوم مورد استفاده قرار می گیرد و از طریق خطوط انتشار طیفی قابل شناسایی است. در سال 2006 منجمان با استفاده از تلسکوپ های رادیویی MERIN در رصدخانه Jodrell Bank ابر بزرگی از متیل الکل را در فضا کشف کردند که 463 میلیارد کیلومتر گسترش داشت. در سال 2016 هم ستاره شناسان با استفاده از تلسکوپ رادیویی ALMA متیل الکل را در یک دیسک تشکیل دهنده سیاره اطراف ستاره جوان TW Hydrae شناسایی کردند.
از جمله ویژگی متانول میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
· تجزیه پذیری زیستی
· حلالیت در آب
· سازگاری با موتورهای بنزینی
· انرژی احتراق کم
کاربردهای متیل الکل:
در دهه 1900 از متیل الکل به عنوان ضد یخ در خودرو استفاده میشد اما در سال 2019 این ماده توسط اتحادیه اروپا برای یخ زدایی شیشه جلوی ماشین ممنوع شد زیرا برای انسان خطرناک است.
در تصفیه خانه های فاضلاب ها برای تامین منبع غذایی کربن برای باکتری های نیتروژن کننده از متیل الکل به مقدار کمی استفاده میشود
1-تولید مواد شیمیایی
در مرحله اول الکل متیلیک به فرمالدهید تبدیل می شود که خود در بسیاری در زمینه ها به ویژه پلیمرها مورد استفاده دارد. متانول همچنین برای تولید اسید استیک به کار گرفته می شود. یکی از اکتانهای اصلی در بنزین methyl tert-butyl ether (MTBE) است که از ترکیب متیل الکل و ایزوبوتان به وجود می آید. تراکم کاربینول برای تولید هیدروکربنها و حتی آروماتیکها اساس تکنولوژیهای متعددی است که برای تبدیل گاز به مایع مورد استفاده قرار می گیرد و شامل الکل متیلیک به هیدروکربنها (MTH)، الکل متیلیک به بنزین(MTG)، الکل متیلیک به اولفین ها (MTO) و الکل متیلیک به پروپیلن (MTP) است. این واکنشها به واسطه زئولیت به عنوان کاتالیزور ناهمگن کاتالیز می شود.متانول پیش ساز ساده ترین متیل آمینها، متیل هالیدها و متیل اترهاست. متیل استرها از متانول تولید می شوند که شامل ترنس استریفیکاسیون چربیها و تولید بیودیزل است.
2-افزودنی بنزین
دستورالعمل کیفیت سوخت در اروپا به تولیدکنندگان سوخت اجازه اختلاط تا 3% الکل چوب را با بنزین فروخته شده در اروپا می دهد (به مقدار مساوی با حلال کمکی). چین بیش از 4.5 میلیارد لیتر متانول در سال به عنوان سوخت حمل و نقل در مخلوط های سطح پایین برای خودروهای معمولی و مخلوط های سطح بالا برای وسایل نقلیه طراحی شده برای سوختهای متانولی استفاده می کند.محصولات حاصل از سوختن این ماده در معادله ی زیر نشان داده شده است:
2CH3OH +3 O2 → 2 CO2 + 4 H2O
3-سایر مواد شیمیایی
ضدیخ: به علت پایین بودن نقطه انجماد به عنوان ماده موثر در تولید ضد یخ از آن استفاده میشود
سوخت: از این ماده میتوان به عنوان سوخت موتور های احتراق داخلی استفاده کرد .
تولید برق: متیل الکل از نظر تولید آلودگی بسیار پاک تر از دیگر سوخت های هم رده ی خود است و به همین علت در سوخت بسیاری از نیروگاهای برق از این ماده تامین میشود. با مخلوط کردن این ماده در بنزین میتوان یک سوخت بهتر به نام متیل ترشیو بوتیل اتر تولید کرد که کارایی شبیه بنزین ولی با آلاینده ی کمتر تولید کرد.
تولید پلاستیک: از الکل متیلیک و دیگر مشتقات آن برای تولید پلاستیک، پلی متیل متاکریلات ، پلی استر، پارچه و پشم شیشه از آن استفاده میشود
دیگر کاربرد های متانول:
· حلال
· تولید سوخت
· تولید پلاستیک
· تولید مکمل سوخت
· تهیهM.T.B.Eجهت ارتقا درجه آرام سوزی بنزین و جایگزین TEL
· مواد منفجره
· تولید ژل آتش زا
· تولید متیل آمین ها، متیل هالید ها ،متیل اتر ها، دی متیل اتر،انیدرید اسید، فرمالین، استیک اسید
تهیه فرم آلدهید
· تولید مواد شوینده ،شیشه پاک کن ،واکس لاستیک ،واکس داشبرد و انواع جرمگیر
· تولید انواع دوربین های عکاسی
· ساخت و تولید انواع رنگ و رزین
· داروسازی و تهیه عطر
· تولید انواع چسب های صنعتی
· متیل متاکریلات برای تولید انواع لامینیت‌ها و انواع ورنی و…
· تولید انواع تجهیزات آشپزخانه
· سوخت موتور و موشک
· موتور های دیزل دریایی
· استفاده از متانول در انواع حلال‌ها و ضدیخ
· تولید انواع پلاستیک، تخت سه لایی، رنگ و مواد منفجره
· فرمالدئیدها( فرمالین) جهت مصارف خانگی و تولید انواع رزین‌ها
· 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
تولیدDMEدی متیل اتر( سوخت قرن بیست و یکم) و جایگزین نفت گاز
کاربردهای جدید الکل چوب که از دیرباز ذهن‌ها را به خود مشغول کرده بود
با توجه به كمبود قابل پيش‌بيني منابع انرژي در آينده، مصرف مستقيم الکل متیلیک به‌عنوان سوخت پاك و يا در توليد هيدروژن مصرفي پيل‌هاي سوختي، بسيار مورد توجه است.
تولید متانول
برای تولید متیل الکل از مواد زیادی استفاده میشود ولی مهم ترین و اقتصادی ترین ماده اولیه برای تولید متیل الکل، گاز طبیعی است همچنین در چین برای تولید این ماده از ذغال سنگ استفاده میشود. به متیل الکل، روح چوب نیز میگویند که علت آن بخاطر این است که توسط تخریب چوب بوسیله باکتری های هوازی و فیتوپلانکتون ها تولید میشود.
تولید متانول شامل مراحل زیر میباشد:
1- آماده سازی خوراک
2- تولید گاز سنتزی
3- تراکم گاز سنتز شده
4- سنتز متیل الکل
5- تصفیه متیل الکل
6- سیستم بخار و کندانس
7- ذخیره سازی و بارگیری
بازار جهانی متیل الکل
متیل الکل از سال 2012 به عنوان خوراک برای واحد های تولید الفین مورد استفاده قرار گرفت. طی 5 سال اخیر تقاضای متیل الکل با رشد سالانه 4.4 درصد به 82 میلیون تن در سال 2019 رسید و پیش بینی میشود طی 5 سال بعدی با رشد 2.2 درصد به روند رو به افزایش خود ادامه دهد. ارزش کل تجارت جهانی این ماده در سال 2021 برابر 28500 میلیارد دلار بوده است. چین با صادرات 2500 میلیارد دلار در رتبه ی اول و با واردات 2000 میلیارد دلار در رتبه دوم را کسب کرد.بزرگ تولید کننده (36 ملیون تن در سال)و مصرف کننده(48 میلیون تن در سال) در جهان چین است.
MSDS متانول:
متانول به شدت اشتعال پذیر است و از آنجا که بخارات آن سنگین تر از هواست، می تواند انتشار یابد و ایجاد حریق کند. آتش حاصل از متانول باید با ترکیبات شیمیایی خشک، دی اکسید کربن، کف مقاوم در برابر الکل یا اسپری آب خاموش شود. متانول فوق‌العاده قابل احتراق بوده اما در دمای محیط آتش نمی‌گیرد. بین متانول و فلزاتی از قبیل پتاسیم، منیزیم، اکسیدکننده‌هایی مثل پرکلرات باریم، برومین کلرین، پراکسید هیدروژن و سدیم در صورت وجود حرارت خاصیت انفجاری ایجاد میکند متانول با کلروفرم، دی اتیل روی، کلریدسیانوریک و نیتریک اسید شدیداً واکنش می‌دهد. متانول ماده‌ای سمی است و نوشیدن آن موجب نابینایی و حتی مرگ میشود. هنگام استفاده از متانول باید از ماسک و دستکش استفاده کرد چون از طریق تنفس و پوست وآشامیدن نیز می‌تواند جذب شود. توجه و حساسیت نسبت به رعایت نکات ایمنی در این رابطه خوب است ولی از آنجا که بخار متانول در دمای اتاق وجود ندارد و ۶۵ درجه سانتی‌گراد نقطه جوش آن است، در مورد افرادی که در خطر مواجهه با بخارات آن هستند (یعنی در کارخانه‌ها و آزمایشگاه‌ها)، رعایت نکات ایمنی دارای اهمیت دوچندان است.
از عوارض مصرف متانول میتوان به موارد زیر اشاره کرد
· مستی
· پرحرفی
· مشکلات گوارشی
· ایست قلبی
· تشنج
· کمردرد
· تهوع
· سرگیجه
· دفع ادرار تیره
· اختلال بینایی
