Производство метанола: этапы организации бизнеса + расчет инвестиций

Косвенный способ гидратации этилена

В косвенным способе, на практике впервые примененном в промышленном масштабе в 1930 году, но сегодня считающимся почти полностью устаревшим, реакция получения спиртов заключается в превращении алкена в сульфат эфиры, который затем гидролизуют. Традиционно алкен обрабатывают серной кислотой с получением алкильные сульфатных эфиров. В случае производства этанола, этот шаг может быть записан так: Н₂SO₄ + С₂ Н₄ → C₂H₅ -O-SO₃H

Впоследствии этот сульфат эфира гидролизуют до регенерации серной кислоты и освобождения этанола: С₂Н₅-O-SO₃H + H₂O → H₂SO₄ + С₂Н₅ОН.

Способы получения спиртов чрезвычайно разнообразны, но нижеописанный процесс, пожалуй, известен, хотя бы понаслышке каждому читателю.

Способы получения алкогольных напитков

Весь этанол, содержащийся в алкогольных напитках производится посредством ферментации, вызванной дрожжами.

Вино производится путем ферментации из натуральных сахаров, присутствующих в винограде; сидр получают аналогичной ферментацией природного сахара в яблоках и грушах, соответственно; и другие фруктовые вина производятся ферментацией сахаров в любых других видах фруктов. Бренди и коньячные спирты (например, сливовица) производятся при перегонке напитков, получаемых брожением фруктовых сахаров.

Медовые напитки производятся путем ферментации из натуральных сахаров, присутствующих в меде.

Пиво, виски, и водка производятся путем ферментации зерен крахмала, которые преобразуются в сахар под действием фермента амилазы, присутствующей в зерновых ядрах, подвергшихся солодовому проращиванию. Другие источники крахмала (например, картофель и не солодовое зерно) могут быть добавлены к смеси, так как амилаза будет действовать также и на их крахмал.

Рисовые вина (в том числе саке) получают путем брожения зерновых крахмалов, превращаемых в сахар грибками Aspergillus огугае.

Ром и некоторые другие напитки получают ферментацией и дистилляцией сахарного тростника. Ром, как правило, производится из продукта сахарного тростника – патоки.

Во всех случаях брожение должно происходить в сосуде, который позволяет двуокиси углерода выходить, но предотвращает приход наружного воздуха. Это нужно потому, что воздействие кислорода предотвращает образование этанола, а накопление диоксида углерода создает риск разрыва сосуда .

Реакции замещения группы ОН

В присутствии концентрированной серной кислоты от метанола отщепляется вода. Процесс дегидратации протекает по двум возможным направлениям: внутримолекулярная дегидратация и межмолекулярная дегидратация.

3.2. Межмолекулярная дегидратация

При низкой температуре (меньше 140оС) происходит межмолекулярная дегидратация по механизму нуклеофильного замещения: ОН-группа в одной молекуле спирта замещается на группу OR другой молекулы. Продуктом реакции является простой эфир.

Например, при дегидратации метанола при температуре до 140оС образуется диметиловый эфир:

2CH3-OH → CH3OCH3 + H2O

Для чего нужен метанол?

Метанол имеет множество промышленных и научных целей.

Одним из наиболее распространенных видов использования метанола является ингредиент формальдегида. Этот химикат, который может быть получен из метанола, широко используется в производстве пластмасс, в том числе используемых в строительных материалах, автомобильных деталях, красках, взрывчатых веществах и искусственных тканях, устойчивых к морщинам. Формальдегид также используется гробовщиками и учеными для сохранения трупов и лабораторных образцов.

Метанол может быть использован для приготовления других полезных растворителей, включая уксусная кислота, диметиловый эфир и пропилен, который используется в антифризе. Метанол сам по себе также может быть ингредиентом антифриза.

Топливо как для бензиновых, так и для биодизельных автомобилей может включать метанол. Его легковоспламеняющаяся природа и полезность в качестве растворителя позволяют ему помочь другим видам топлива смешиваться и воспламеняться.

Чистый метанол даже использовался в качестве топлива для гоночных автомобилей. Это производит высокие скорости – но также привело к разрушительному пожару, который убил двух американских автогонщиков.

Метанольные пожары особенно опасны, потому что их очень легко зажечь, а пламя практически не видно. Это позволяет пожарам выходить из-под контроля и очень быстро ловить другие материалы.

Сегодня и в Соединенных Штатах, и в Европе действуют правила безопасности относительно того, сколько метанольного автомобильного топлива разрешено содержать.

Одноатомные спирты

Получение, свойства (как физические, так и химические) этих соединений зависят от количества атомов углерода, присоединенных к его же атому, непосредственно связанному с группой ОН. Поэтому одноатомные спирты могут быть сгруппированы в три класса на этой основе.

Первичные спирты имеют молекулу, в которой один атом углерода, связанный с ОН-группой, присоединен к еще одному атому C. Их общая формула RCH2ОН. Например, этанол – первичный спирт.

Вторичные спирты имеют в молекуле один атом углерода с ОН-группой, присоединенный к двум другими атомам C. Их общая формула R2СНОН. К ним относятся пропиловый и изопропиловый спирты.

Третичные спирты содержат в молекуле атом углерода с ОН-группой, присоединенный к трем другими атомам C. Их общая формула R3СОН.

Получение одноатомных спиртов в промышленности возможно целым рядом способов, которые будут рассмотрены ниже.

См. также[править | править вики-текст]

Гидрат метана
Экономика метанола
Комплексы железа встречаются в ферменте метан-моноксигеназе, окисляющем метан в метанол, в важном ферменте рибонуклеотид-редуктазе, который участвует в синтезе ДНК.
Мессершмитт Ме.163 Комета — немецкий ракетный истребитель-перехватчик времён Второй мировой войны. Me-163 имел жидкостный ракетный двигатель, в который подавалась 80-процентная перекись водорода и жидкий катализатор (раствор перманганата калия либо смесь метанола,гидразин-гидрата и воды)

В камере сгорания перекись водорода разлагалась с образованием большого объёма перегретой парогазовой смеси, создавая мощную реактивную тягу.

Меры предупреждения

Применение М. с. допускается лишь в тех производственных процессах, где он не может быть заменен менее токсичным веществом. В СССР запрещено изготовление политур, мастик и нитролаков на М. с. Предприятия обязаны согласовывать введение М. с. в производство с органами сан. надзора. Особенно строго регламентируются маркировка тары для М. с., правила его хранения и расхода, чтобы исключить случайный прием М. с. внутрь. Работающие с М. с. проходят специальный инструктаж, обеспечиваются защитными перчатками, резиновыми фартуками и противогазами марки «А». Рабочую одежду стирают каждые 10 дней.

Спиртовое брожение

Это биологический процесс, в котором молекулы, такие как глюкоза, фруктоза и сахароза, преобразуются в клеточную энергию с параллельным производством этанола и углекислого газа в качестве продуктов метаболизма. Брожение катализируется ферментами, содержащимися в дрожжах и протекает по сложному многоступенчатому механизму, которое включает в общем случае преобразование (на первом этапе) крахмала, содержащегося в растительных зернах, в глюкозу с последующим получением из нее этанола. Поскольку дрожжи выполняют это преобразование в отсутствие кислорода, спиртовое брожение считается анаэробным процессом.

Реакции получения спиртов брожением можно представить следующим образом:

Действие метанола на организм человека

В зависимости от того, какое количество выпито метилового спирта, такое и он окажет действие. При умеренной и лёгкой степени отравления метилом отмечаются следующие первые признаки:

Спутанность сознания и головокружение;
Расширение зрачков;
Боль в голове;
Тошнота и рвота, спазмы в желудке;
Сильная одышка;
Потемнение в глазах, возникновение мельтешения и пятен перед глазами;
Посинение кожного покрова;
Потеря контроля над движениями;
Ощущение боли при надавливании на правый бок;
Резкий скачок давления и последующее его понижение;
Общая слабость при усиленных сухожильных рефлексах и ломоты во всех мышцах.

Тяжёлая степень отравления метиловым спиртом характеризуется беспричинной агрессией больного, сильным понижением давления, дезориентацией в пространстве, ухудшением зрения (вплоть до абсолютной слепоты), посинением губ, конечностей, помутнением создания и выраженными судорогами ног и рук.

Где вы обычно покупаете алкогольную продукцию?

У частных лиц
В ларьках
В специализированных магазинах
Не употребляю алкоголь

Загрузка …

Если вовремя не принять меры и не оказать медпомощь, то у человека могут проявится более тяжёлые симптомы, обозначенными тремя стадиями.

Офтальмическая (глазная) — отмечается мельтешение пятен и «мурашек» перед глазами, постепенно сливающихся в сплошную плёнку. Затем зрачки перестают реагировать на световой источник, и отравившийся медленно слепнет.
Коллаптиоидная — на этой стадии ощущается нехватка воздуха, стеснение за грудной клеткой на фоне учащённого пульса и ритма сердца. Давление становится сниженным до критической отметки, возникает синюшность кожи, невыносимая слабость и обильное выделение пота. Дыхание больного прерывистое.
Коматозная — кожа становится мраморного оттенка, а веки отекают. Происходит полное поражение выделительной системы. Отравившийся пребывает без сознания с отсутствующими рефлексами. Отмечается абсолютный упадок дыхательной и сердечной функции, что способно повлечь за собой смерть.

При неоказании первой помощи при отравлении метилом и отсутствии госпитализации по прошествии 72 часов у больного может наступить летальный исход.

Токсичность

Употребление всего 10 мл чистого метанола может вызвать необратимую слепоту из-за разрушения зрительного нерва . 30 мл (1,0 жидких унций США) потенциально смертельны. Средняя смертельная доза составляет 100 мл (3,4 жидких унций США), то есть 1-2 мл / кг массы тела чистого метанола. Контрольная доза метанола составляет 0,5 мг / кг в сутки. Токсические эффекты начинаются через несколько часов после приема внутрь, и антидоты часто могут предотвратить необратимое повреждение. Из-за его сходства как по внешнему виду, так и по запаху с этанолом (спирт в напитках), их трудно различить; так же обстоит дело с денатурированным спиртом , фальсифицированными ликерами или алкогольными напитками очень низкого качества.

Метанол токсичен по двум причинам. Во-первых, метанол может быть фатальным из-за воздействия на центральную нервную систему, действуя как депрессант центральной нервной системы так же, как . Во-вторых, в процессе отравления он метаболизируется до муравьиной кислоты (которая присутствует в виде формиат-иона) через формальдегид в процессе, инициированном ферментом алкогольдегидрогеназа в печени . Метанол превращается в формальдегид через алкогольдегидрогеназу (ADH), а формальдегид превращается в муравьиную кислоту (формиат) через альдегиддегидрогеназу (ALDH). Превращение в формиат с помощью ALDH происходит полностью, без обнаруживаемого формальдегида. Формиат токсичен, потому что он ингибирует митохондриальную цитохром-с-оксидазу , вызывая гипоксию на клеточном уровне и метаболический ацидоз среди множества других метаболических нарушений.

Вспышки отравления метанолом произошли в основном из-за заражения употребляемого алкоголя . Это чаще встречается в развивающихся странах . Тем не менее, в 2013 году в США было зарегистрировано более 1700 случаев. Пострадавшие часто бывают взрослыми мужчинами. При раннем лечении результаты могут быть хорошими. Токсичность метанола была описана еще в 1856 году.

Из-за своих токсичных свойств метанол часто используется в качестве денатурирующей добавки для этанола, производимого для промышленного использования. Это добавление метанола освобождает промышленный этанол (широко известный как « денатурированный спирт » или «метилированный спирт») от акцизного налогообложения спиртных напитков в США и некоторых других странах.

В ходе COVID-19 пандемии , то за продуктами и лекарствами США обнаружили ряд дезинфицирующее продуктов , продаваемых , которые были помечены как содержащие этанол , но имели положительную реакцию на загрязнение метанола. Из-за токсического воздействия метанола при всасывании через кожу или проглатывании, в отличие от относительно более безопасного этанола, FDA распорядилось отозвать такие дезинфицирующие средства для рук, содержащие метанол, и выпустило предупреждение об импорте, чтобы остановить незаконный выход этих продуктов на рынок США. .

Примечания[править | править вики-текст]

methyl alcohol // FDA Substance Registration System — Unique Ingredient Identifier / Food and Drug Administration
М.М.Караваев, В.Е.Леонов, И.Г. Попов, Е.Т.Шепелев. Технология синтетического метанола. — Москва: Химия, 1984. — 239 с.
Mechanisms for hydrogenation of acetone to isopropanol and of carbon oxides to methanol over copper-containing oxide catalysts T.M. Yurieva, L.M. Plyasova, O.V. Makarova, T.A. Krieger, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 1996, V. 113, N. 3, P. 455—468.
Биодизель. Российская Национальная Биотопливная Ассоциация.Проверено 12 сентября 2010.
↑ Перейти к:1 2 3 4 Караханов Э. А. Синтез-газ как альтернатива нефти. II. Метанол и синтезы на его основе // Соросовский образовательный журнал. — 1997. — № 12. — С. 68.
Waganer K. Mariculture on land. — Biomass, 1981
Ethanol and Energy Independence — Journey to Energy Independence
Pierre Duret. New Generation of Engine Combustion Processes for the Future?, 2002
Internal Combustion Engines, Edward F. Obert, 1973
Energy Citations Database (ECD) — — Document #6329346
en:Carbon footprint
METHANOL (CAS Reg. No. 67-56-1), INTERIM ACUTE EXPOSURE GUIDELINE LEVELS (AEGLs) // EPA, 2005: «Odor: Alcoholic odor; pungent odor when crude; pungent «
П. Каррер (1960 г.), «Курс органической химии», стр. 117.
↑ Перейти к:1 2 Vale A (2007). «Methanol». Medicine 35 (12): 633–4.DOI:10.1016/j.mpmed.2007.09.014.
Methanol Poisoning Overview. Antizol. Архивировано из первоисточника 5 октября 2011.
https://www.epa.gov/chemfact/s_methan.txt «Humans — Ingestion of 80 to 150 mL of methanol is usually fatal to humans (HSDB 1994).»
https://www.epa.gov/chemfact/s_methan.txt B. Acute Toxicity 2. Animals — Oral LD50
Methanol (CASRN 67-56-1)
ГН 2.2.5.1313-03 — ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны — www.dioxin.ru. www.dioxin.ru. Проверено 12 ноября 2021.
ГОСТ 9805-84. Спирт изопропиловый. Технические условия. Настоящий стандарт распространяется на изопропиловый спирт, получаемый гидратацией пропилена
Nordoc.ru — ГН 2.1.6.695-98. Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест
как отличить этанол от метанола? — Форум химиков на XuMuK.ru
↑ Перейти к:1 2 Острые отравления — Электронное справочное руководство для врача скорой медицинской помощи. Глава 15
АЛКОГОЛЬДЕГИДРОГЕНАЗА МЛЕКОПИТАЮЩИХ — ОБЪЕКТ МОЛЕКУЛЯРНОЙ МЕДИЦИНЫ / Успехи биологической химии, т. 43, 2003, с. 3—18
Чем «незамерзайка» опасна для здоровья водителей
В Чехии расследуют историю о массовом отравлении контрафактным алкоголем

Метиловый спирт в судебно-медицинском отношении

Отравления Метиловым спиртом нередко бывают групповыми; обычно пострадавшие недостаточно информированы о ядовитости М. с. или пренебрегают ею. Смертельная доза при приеме внутрь 30—100 мл.

Цатологоанатомические изменения характерны для острой смерти и свидетельствуют о поражении сосудистой системы (выраженное полнокровие со стазами и мелкими множественными кровоизлияниями в головной мозг и другие внутренние органы, кровоизлияния в серозные и слизистые оболочки, темная «дегтеобразная» кровь в крупных сосудах и синусах твердой мозговой оболочки и др.). Наблюдаются симметричные очаги размягчения в головном мозге, в области внутренней капсулы, полосатого тела, иногда мозжечка. Распределение М. с. во внутренних органах зависит от относительного содержания в них воды, поэтому для хим. исследования берут кровь, мочу, цереброспинальную жидкость, почку, печень, мозг и желудок с содержимым. М. с. быстро всасывается и медленно окисляется, в крови максимальная его концентрация создается через 4—16 час.; длительнее всего М. с. сохраняется в цереброспинальной жидкости — до 12 дней.

М. с. частично выделяется слизистой оболочкой желудка, поэтому в промывных водах и рвотных массах его можно обнаружить в течение 2 сут. Муравьиная к-та — ядовитый метаболит М. с. — содержится в крови, моче, печени, почках и мозге. С мочой она выделяется в течение 5—6 дней.

Для суд.-хим. обнаружения Метилового спирта используют метод газожидкостной хроматографии (см.).

Библиография: Бережной Р. В. Судебно-медицинская экспертиза отравлений техническими жидкостями, с.26, М., 1977; Вредные вещества в промышленности, под ред. Н. В. Лазарева и Э. Н. Левиной, т. 1, с. 363, Л., 1976; Гадаскина И. Д. и Филов В. А. Превращения и определение промышленных органических ядов в организме, с. 232, Л., 1971; Егоров Ю. Л. и др. Состояние органа зрения работающих в производстве синтетических жирных кислот и спиртов и вопросы гигиенического нормирования содержания спиртов в воздухе, Гиг. труда и проф. заболев., № 11, с. 33, 1966; Несмеянов А. Н. и Несмеянов Н.А. Начала органической химии, кн. 1, М., 1974; Робертс Дж. и Касерио М. Основы органической химии, пер. с англ., т. 1, с. 405, М., 1978; Розенбаум Н.Д. Гигиена труда при работе с органическими растворителями, Свердловск, 1946; Mосsсhlin S. Klinik und Therapie der Vergiftungen, Lpz., 1964.

В. И. Розенгарт; Ю. Л. Егоров, P. В. Бережной (суд.).

Получение метилового спирта

Метиловый спирт получают из природного газа, который состоит в основном из метана. Существует несколько способов получения метилового спирта: перегонка лигнина и древесного сырья, разложение соли метановой кислоты, из метана и синтез-газа. Ежегодное мировое производства метанола – это примерно 60 млн тонн.

Каталитическое получение метилового спирта – сложный процесс, суммарная реакция может быть представлена в следующем виде:

СО – 2Н2 → СН3ОН.

Естественные источники получения

Наиболее распространен способ получения метилового спирта из природного газа, который состоит в основном из метана.

Искусственные источники получения

гидролиз

CH3Br + NaOHaq→CH3OH + NaBr (t0);

каталитическое окисление метана

2CH4 + O2→ 2CH3OH (p, t0);

гидрирование муравьиного альдегида

H-C(O)H + H2→CH3OH (kat = Ni, t0).

Окисление метанола

Реакции окисления в органической химии сопровождаются увеличением числа атомов кислорода (или числа связей с атомами кислорода) в молекуле и/или уменьшением числа атомов водорода (или числа связей с атомами водорода).

В зависимости от интенсивности и условий окисление можно условно разделить на каталитическое, мягкое и жесткое.

Метанол окисляется сначала в формальдегид, затем в углекислый газ:Метанол → формальдегид → углекислый газ

Типичные окислители — оксид меди (II), перманганат калия KMnO4, K2Cr2O7, кислород в присутствии катализатора.

Легкость окисления спиртов уменьшается в ряду:

метанол < первичные спирты < вторичные спирты < третичные спирты

4.1. Окисление оксидом меди (II)

Метанол можно окислить оксидом меди (II) при нагревании. При этом медь восстанавливается до простого вещества. Метанол окисляется до метаналя.

Например, метанол окисляется оксидом меди до муравьиного альдегида

CH3-OH + CuO → CH2O + H2O + Cu

4.2. Окисление кислородом в присутствии катализатора

Метанол можно окислить кислородом в присутствии катализатора (медь, оксид хрома (III) и др.). Метанол окисляется до метаналя.

2CH3-OH + O2 → 2CH2=O + 2H2O

4.3. Жесткое окисление

При жестком окислении под действием перманганатов или соединений хрома (VI) метанол окисляется до углекислого газа.

Спирт/ Окислитель	KMnO4, кислая среда	KMnO4, H2O, t
Метанол СН3-ОН	CO2	K2CO3

Например, при взаимодействии метанола с перманганатом калия в серной кислоте образуется углекислый газ

4.4. Горение метанола

При сгорании спиртов образуются углекислый газ и вода и выделяется большое количество теплоты.

CnH2n+1ОН + (3n+1)/2O2 → nCO2 + (n+1)H2O + Q

Например, уравнение сгорания метанола:

2CH3OH + 3O2 = 2CO2 + 4H2O

История

В процессе бальзамирования древние египтяне использовали смесь веществ, в том числе метанол, которые они получали при пиролизе древесины. Однако чистый метанол был впервые выделен в 1661 году Робертом Бойлем , когда он получил его путем дистилляции самшита (самшита). Позже он стал известен как «пироксилиновый спирт». В 1834 году французские химики Жан-Батист Дюма и Эжен Пелиго определили его элементный состав.

Они также ввели слово «метилен» в органическую химию, образовав его от греческого слова methy = «спиртовая жидкость» + = «лес, древесина, древесина, материал». «Метилен» обозначает «радикал», который содержит около 14% водорода по массе и содержит один атом углерода. Это был бы CH ₂ , но в то время считалось, что углерод имеет атомную массу всего в шесть раз больше, чем водород, поэтому они дали формулу как CH. Затем они назвали древесный спирт (l’esprit de bois) «бигидрат метилена» (бигидрат, потому что они думали, что формула была C ₄ H ₈ O ₄ = (CH) ₄ (H ₂ O) ₂ ). Термин «метил» был получен примерно в 1840 году путем обратного образования «метилена», а затем был применен для описания «метилового спирта». Это было сокращено до «метанола» в 1892 году Международной конференцией по химической номенклатуре . Суффикса -ил , который, в органической химии , образует имена углеродных групп, от слова метил .

Французский химик Поль Сабатье представил первый процесс, который можно было использовать для синтетического производства метанола в 1905 году. Этот процесс предполагал, что диоксид углерода и водород могут реагировать с образованием метанола. Немецкие химики Альвин Митташ и Матиас Пьер, работающие в компании Badische-Anilin & Soda-Fabrik (BASF), разработали средство для преобразования синтез-газа (смеси оксида углерода , диоксида углерода и водорода ) в метанол и получили патент. Согласно Боццано и Маненти, процесс BASF был впервые использован в Лойне , Германия, в 1923 году. Рабочие условия включали «высокие» температуры (от 300 до 400 ° C) и давления (от 250 до 350 атм) с катализатором на основе оксида цинка / хрома. .

Патент США 1569775 ( ) был подан 4 сентября 1924 г. и выдан 12 января 1926 г. компании BASF; В процессе использовался катализатор на основе оксида хрома и марганца в чрезвычайно жестких условиях: давление в диапазоне от 50 до 220 атм и температура до 450 ° C. Современное производство метанола стало более эффективным за счет использования катализаторов (обычно медных), способных работать при более низких давлениях. Современный процесс метанола низкого давления (LPM) был разработан ICI в конце 1960-х годов в действия технологического патента истек.

Во время Второй мировой войны метанол использовался в качестве топлива в нескольких конструкциях немецких военных ракет под названием M-Stoff и в смеси примерно 50/50 с гидразином , известной как C-Stoff .

Использование метанола в качестве моторного топлива привлекло внимание во время нефтяного кризиса 1970-х годов. К середине 1990-х в США было введено более 20 000 метанольных « гибких топливных транспортных средств » (FFV), способных работать на метаноле или бензине

Кроме того, низкие уровни метанола добавлялись в бензиновые топлива, продаваемые в Европе в течение большей части 1980-х годов и начало 1990-х гг. К концу 1990-х автопроизводители прекратили производство метанольных FFV, переключив свое внимание на автомобили, работающие на этаноле. Хотя программа FFV метанола имела технический успех, рост цен на метанол в середине-конце 1990-х годов в период падения цен на бензиновые насосы снизил интерес к метанольному топливу.

В начале 1970-х годов процесс был разработан Mobil для получения бензина топливо из метанола.

Между 1960-ми и 1980-ми годами метанол появился в качестве предшественника исходных химических веществ уксусной кислоты и уксусного ангидрида . Эти процессы включают в себя синтез Монсанто уксусной кислоты , процесс Cativa , и .

Общество и культура

В исследовании, опубликованном в 2002 году, было установлено, что 41% смертей в автомобильных авариях происходит из-за вождения в нетрезвом виде. Чем больше содержание алкоголя в крови водителя, тем больше риск. Употребление спиртных напитков имеет давнюю историю. Этому социальному явлению посвящены множество исследований.

Процесс распития алкогольных напитков и опьянение описаны во множестве художественных произведений. Известный новогодний фильм «Ирония судьбы, или С легким паром!» посвящен как раз последствиям злоупотребления спиртными напитками, пусть и в комедийной форме. Многие творческие люди использовали алкоголь как необходимый элемент генерации новых идей или легкий способ преодоления стресса.

Умеренное употребление алкоголя является приемлемым и даже желательным явлением в большинстве современных культур. Распитие спиртных напитков – это традиция на многих торжественных мероприятиях. Исключение составляет Ислам. По правилам этой религии, употребление любых спиртных напитков – это страшный грех.

Спецификации качества и анализ

Метанол коммерчески доступен с различной степенью чистоты. Коммерческий метанол обычно классифицируется в соответствии со степенью чистоты A и AA ASTM. Чистота как класса A, так и степени чистоты AA составляет 99,85% по весу метанола. Метанол марки «AA» также содержит следовые количества этанола.

Метанол для химического использования обычно соответствует классу AA. Помимо воды, типичные примеси включают ацетон и этанол (которые очень трудно отделить перегонкой). УФ-видимая спектроскопия — удобный метод обнаружения ароматических примесей. Содержание воды можно определить титрованием по Карлу-Фишеру .

Получение

До 1960-х годов метанол синтезировали только на цинкхромовом катализаторе при температуре 300—400 °C и давлении 25—40 МПа (= 250—400 Бар = 254,9—407,9 кгс/см²). Впоследствии распространения получил синтез метанола на медьсодержащих катализаторах (медьцинкалюмохромовом, медь-цинкалюминиевом или др.) при 200—300 °C и давлении 4—15 МПа (= 40—150 Бар = 40,79—153 кгс/см²).

Современный промышленный метод получения — каталитический синтез из оксида углерода(II)(CO) иводорода(2H₂) при следующих условиях:

температура — 250 °C,

давление — 7МПа (= 70 атм= 70 Бар = 71,38 кгс/см²),

катализатор— смесь ZnO (оксид цинка) и CuO (оксид меди(II)):

До промышленного освоения каталитического способа получения метанол получали при сухой перегонке дерева (отсюда его название «древесный спирт»). В данное время этот способ имеет второстепенное значение.

Также известны схемы использования с этой целью отходов нефтепереработки, коксующихся углей.

Молекулярная формула — CH₄O или CH₃—OH, а структурная: В настоящее время метиловый спирт получают синтетическим способом из монооксида углерода и водорода при температуре 300—400 °C и давления 300—500 атм в присутствии катализатора — смесиоксидов цинка, хрома и др. Сырьем для синтеза метанола служитсинтез-газ(CO + H₂), обогащенный водородом: :CO+ 2H₂ → CH₃OH

Крупнейшим производителем метанола в России является ОАО «Метафракс» в Губахе.

Реакция нуклеофильного замещения

Получение спиртов в лабораториях производится способами, которые используют в качестве исходных продуктов для реакций химические вещества самых разнообразных классов, от углеводородов до карбонильных соединений. Существует несколько способов, которые сводятся к нескольким основным реакциям.

Первичные галогеналканы реагируют с водными растворами щелочей NaOH или КОН, образуя, образуя, главным образом, первичные спирты в реакции нуклеофильного алифатического замещения. Когда, например, метилбромид реагирует с раствором едкого натра, то гидроксильные группы, образующинся при диссоциации щелочи, замещают ионы брома с образованием метанола.

Несколько реакций, позволяющих выполнять получение спиртов в лабораториях, приведены ниже.

Синтетический метанол

Схемэ установки для получения метилового спирта.

Синтетический метанол является гораздо более чистым продуктом, чем метиловый спирт, полученный сухой перегонкой дерева; последний всегда содержит следы ацетона.

Синтетический метанол может содержать до 0 1 % ацетона. Если же его содержание больше, то ацетон удаляют обработкой фурфуролом и щелочью.

Схема установки для получения метилового спирта.

Синтетический метанол является продуктом органического синтеза, но его производство размещено в основном на предприятиях азотной промышленности. По объему выпускаемой продукции это производство в азотной промышленности занимает одно из первых мест после минеральных удобрений.

Синтетический метанол чище получаемого при сухой перегонке дерева.

Синтетический метанол выпускают двух сортов ( табл. 32), отличающихся содержанием главным образом примесей.

Синтетический метанол получают взаимодействием оксидов углерода и водорода на катализаторе при повышенных температурах и давлениях. Промышленные процессы, основанные на использовании оксидов углерода и водорода, широко распространены как в органической, так и в неорганической технологии. Однако ввиду различия в составах требуемого газа, а также технологических режимов и протекающих реакций в каждом отдельном случае получение исходного газа имеет свои особенности.

Применяется чистый синтетический метанол ( пл. Доза 5 — 10 мг поражает зрительные нервы. С воздухом образует взрывоопасные смеси.

Применяется чистый синтетический Метанол ( пл.

При получении синтетического метанола образуется около 2 % диметилового эфира, на который в настоящее время спрос очень невелик.

Промышленное производство синтетического метанола началось с 1923 г. в Германии, осуществленное фирмой Веденская анилиновая и содовая фабрика ( BASF), с 1927 г. — в США и с 1934 г. — в России на Новомосковском химическом комбинате из водяного газа, получаемого газификацией кокса.

Системы для получения синтетического метанола весьма сходны по аппаратурному оформлению и по схеме производства с системами синтеза аммиака.

Получение метанола

Гидролиз соответствующих галогеноалкилов в присутствии гидроксидов активных металлов, например, щелочных или щелочноземельных, и при нагревании – это распространенный метод получения карбинола. В качестве исходных веществ берут хлор- или бромметан, результатом реакции будет замещение атома галогена функциональной группой –OH и получение метанола.

Еще один метод, ведущий к образованию первичных предельных спиртов – это восстановление альдегидов или карбоновых кислот. Для данной окислительно-восстановительной реакции применяют такие сильные восстановители, как натрийборгидрид или литийалюминийгидрид. Исходными соединениями являются муравьиная кислота или формальдегид. Один из современных методов получения карбинола – это его синтез из углерода, воды, водорода и монооксида углерода. Процесс проходит при температуре +250 °C, повышенном давлении и в присутствии окислов цинка и меди в качестве катализаторов. Новым, но экономически оправданным можно назвать метод получения спирта из микроскопических водорослей океанов и морей, биомасса которых действительно огромна. Растительный субстрат подвергают брожению, выделяющийся метан собирают и далее окисляют до метанола. Большими преимуществами производства биометанола считают отсутствие потребности в использовании запасов пресной воды, электроэнергии и чистоту технологии.