Метанол что это такое

Наверняка не раз каждый из нас слышал о массовых отравлениях контрафактной алкогольной продукцией (вплоть до летальных исходов), в которой был найден метанол. Что это такое и почему так пагубно сказывается его воздействие на организм? Зачем его добавляют в спиртные напитки? Какие могут быть последствия приема подобной продукции? Чтобы ответить на эти вопросы, необходимо обратиться к истории получения спирта, к распространению его в сферах человеческой деятельности и к клиническим исследованиям.

Метанол

Метанол – бесцветная ядовитая жидкость, является простейшим одноатомным спиртом и первым представителем гомологического ряда одноатомных спиртов. Также в научных кругах его именуют как древесный или метиловый спирт, карбинол или гидроксид метила. Жидкость получают путем перегонки древесины или лигнина – сложного вещества, остатков одеревеневших стенок клеток растений. В лабораторных условиях синтез метанола заключается в неполном окислении метана, а также путем репликации метана через метилхлорид.Впервые этот одноатомный спирт был обнаружен в 1661 году Бойлем при перегонке сухой древесины. Через два столетия ученым Ж.Б. Дюма и Э. М. Пелиго удалось получить метанол в чистом виде. Синтезирование спирта в промышленных масштабах началось в 1923 году в Германии. В быту метанол используется в качестве растворителя, основы для антифризов, топлива и октановой добавки к бензину.

Влияние на организм


Метиловый спирт является одним из опаснейших ядов планеты. Попадание всего 10 мл этого вещества внутрь человеческого организма способно привести к необратимым паталогическим изменениям: слепоте, нарушению функционирования внутренних органов (почек, печени), поражению участков головного мозга. Смерть наступает, если в количестве 1-2 граммов на 1 килограмм веса попадает в организм метанол. Что это такое и почему такое малое количество вещества способно убить человека?Все дело в том, что при попадании в организм одноатомный спирт окисляется до формальдегида – сильнодействующего яда, который поражает нервную систему и вступает в реакции с белками. Кроме того, токсический эффект проявляется не сразу после попадания вещества в кровь, а спустя несколько часов. Поэтому до появления первых симптомов отравления человек обычно успевает выпить смертельную дозу.

Опасность метанола

Главная опасность вещества состоит в том, что метанол и этанол (главный компонент алкогольной продукции) невозможно отличить: они имеют одинаковый вкус и запах, оба представляют бесцветную жидкость.
есте с тем стоимость метанола гораздо ниже (от 15500 рублей за тонну). По этим причинам им нередко разбавляют спиртные напитки.Очередная опасность вещества состоит в том, что отравление может произойти и в результате использования продукции, содержащей метанол. Что это такое и как это происходит? Испарения антифризов, жидкостей для омывания стекол, лакокрасочных веществ содержат в себе атомы спирта, которые, попадая в организм, накапливаются и вызывают патологические изменения. Поэтому отравиться может не только алкоголик, как это принято считать в нашей стране, но и пользователь недоброкачественного товара.

Отравление метанолом

Первые симптомы отравления возникают спустя 8-72 часа после приема метанола. В первую очередь страдает центральная нервная система: чрезмерная чувствительность к свету (светобоязнь), расширение зрачков, головная боль, головокружение и ухудшение общего самочувствия, снижение чувствительности, помутнение сознания.

Отравление метанолом особо опасно из-за гиперемии, или увеличения количества крови в тканях и органах, что происходит ввиду резкого повышения уровня эритроцитов и гемоглобина. В результате этого тело отекает, приобретает синеватый оттенок. Нарастание патологического процесса вводит больного в коматозное состояние из-за отека мозга.Гиперемия приводит к нарушению работы дыхательной системы – дыхание становится глубоким и неэффективным, у пострадавшего возникает чувство нехватки воздуха. Вместе с этим снижается пульс, сердце не справляется с «перегонкой» большого количества крови по организму и в результате отказывает. Наступает смерть.

Первая помощь при отравлении


При обнаружении первых признаков отравления следует немедленно вызвать скорую помощь. Если такой возможности нет, то следует увеличить количество потребляемой жидкости. Желательно пить напитки с содержанием щелочи: минеральную воду, раствор лимонной кислоты, а также употреблять помидоры, бананы, изюм, виноград, спаржу, мед и другие продукты.

В клинических условиях отравление метанолом лечится введением в организм этилового спирта. Если вы не уверены, что главным отравляющим веществом является метанол, от использования водки в качестве противоядия стоит отказаться. Спасти жизнь человеку может обильное промывание желудка, искусственно вызванная рвота.

Ужасающая статистика

За новейшую историю человечеством было зафиксировано семь случаев массового отравления метанолом. Наибольшее количество человек пострадало в июле 1981 года в Индии – от отравления скончалось 308 человек. В 2000 году власти Сальвадора заподозрили теракт, ведь в результате употребления спиртных напитков от отравления метанолом погибло 122 человека. Примечательно, что ни на одном из заводов-изготовителей алкоголя это вещество не было обнаружено.В России массовое отравление было зафиксировано в декабре 2016 года в результате употребления «Боярышника» – жидкости для принятия ванн, в составе которого позже был обнаружен метанол. Что это такое и как власти допустили подобное – неизвестно. Но в результате отравления пострадало 123 человека, из которых 76 скончались. 20 декабря был объявлен днем траура в Иркутской области.

Применение метанола


Наибольшее количество метанола идет на получение лакокрасочной продукции. Его используют в качестве растворителя благодаря высокой летучести и способности растворять органические и полимерные вещества. В европейских странах смесь метилового и этилового спиртов используется в парфюмерии. Но в России подобная продукция запрещена, как и любой другой потребительский продукт с метанолом.Из-за высокого октанового числа некоторые «мастера» используют метанол в домашних условиях для получения высокооктанового топлива. В промышленных масштабах спирт применяется для получения биотоплива.

В природе метиловый спирт встречается крайне редко и в небольших количествах. В основном это эфирные масла жасмина и гаултерии. В состав этих масел входит антраниловая и салициловая кислота. Метанол в их составе не опасен для человека. Однако он может вызвать аллергическую реакцию. Поэтому чрезмерное увлечение маслами может пагубно сказаться на самочувствии.

Источник: fb.ru

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 распространение 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) и водорода (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.

CO2 + 3H2 <—> CH3OH + H2O + 49.53 кДж/моль

H2O + CO <—> CO2 + H2 + 41.2 кДж/моль

Молекулярная формула — CH4O или CH3—OH, а структурная: Methanol flat structure.png 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 — смеси оксидов цинка, хрома и др. Сырьем для синтеза метанола служит синтез-газ (CO + H2), обогащенный водородом: :CO + 2 H2 → CH3OH[2]


(1)  mathrm{CH}_4 + mathrm{H}_2mathrm{O}  rightleftharpoons  mathrm{CO} + 3 ; mathrm{H}_2 ;  Delta H (300 ; mathrm{K}) = 206 ; mathrm{kJ}/mathrm{mol},
(2)  mathrm{CO} + mathrm{H}_2mathrm{O}  rightleftharpoons  mathrm{CO}_2 + mathrm{H}_2 ;  Delta H (300 ; mathrm{K}) = -41{,}2 ; mathrm{kJ}/mathrm{mol}.

Производство метанола (в тыс. тон):

год США Германия Мир Цена продажи($/т)
1928 24 18 140 84,7
1936 97 93 305 88,9
1950 360 120 349 83,1
1960 892 297 3930 99,7
1970 2238 нет данных 5000 89,7
1980 3176 870 15000 236,1
2004 3700 2000 32000 270

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

Применение

В органической химии метанол используется в качестве растворителя.

Метанол используется в газовой промышленности для борьбы с образованием гидратов (из-за низкой температуры замерзания и хорошей растворимости). В органическом синтезе метанол применяют для выпуска формальдегида, формалина, уксусной кислоты и ряда эфиров (например, МТБЭ и ДМЭ), изопрена и др.

Наибольшее его количество идёт на производство формальдегида, который используется для производства карбамидоформальдегидных и фенолформальдегидных смол. Значительные количества CH3OH используют в лакокрасочной промышленности для изготовления растворителей при производстве лаков. Кроме того, его применяют (ограниченно из-за гигроскопичности и отслаивания) как добавку к жидкому топливу для двигателей внутреннего сгорания. Используется в топливных элементах.

Благодаря высокому октановому числу, что позволяет увеличить степень сжатия до 16 и большей на 20 % энергетической мощностью заряда на основе метанола и воздуха, метанол используется для заправки гоночных мотоциклов и автомобилей. Метанол горит в воздушной среде, и при его окислении образуется двуокись углерода и вода:

2CH_3OH + 3O_2 to 2CO_2 + 4H_2O


Для получения биодизеля растительное масло переэтерифицируется метанолом при температуре 60 °C и нормальном давлении приблизительно так: 1 т масла + 200 кг метанола + гидроксид калия или натрия.

Во многих странах метанол применяется в качестве денатурирующей добавки к этанолу при производстве парфюмерии. В России использование метанола в потребительских товарах запрещено.

При добыче газа гидраты могут образовываться в стволах скважин, промысловых коммуникациях и магистральных газопроводах. Отлагаясь на стенках труб, гидраты резко уменьшают их пропускную способность. Для борьбы с образованием гидратов на газовых промыслах вводят в скважины и трубопроводы различные ингибиторы (метиловый спирт, гликоли).

Работа топливных элементов основана на реакции окисления метанола на катализаторе в диоксид углерода. Вода выделяется на катоде. Протоны (H+) проходят через протонообменную мембрану к катоду где они реагируют с кислородом и образуют воду. Электроны проходят через внешнюю цепь от анода к катоду снабжая энергией внешнюю нагрузку.

Реакции:

На аноде CH3OH + H2O → CO2 + 6H+ + 6e

На катоде 1.5O2 + 6H+ + 6e → 3H2O

Общая для топливного элемента: CH3OH + 1,5O2 → CO2 + 2H2O

Получение муравьиной кислоты окислением метанола:


Получение муравьиной кислоты окислением метанола

Получение диметилового эфира дегидратацией метанола при 300—400 °C и 2-3 МПа в присутствии гетерогенных катализаторов — алюмосиликатов — степень превращения метанола в диметиловый эфир — 60 % или цеолитов — селективность процесса близка к 100 %. Диметиловый эфир (C2H6O) — экологически чистое топливо без содержания серы, содержание оксидов азота в выхлопных газах на 90 % меньше, чем у бензина. Цетановое число диметилового дизеля более 55, при том что у классического нефтяного 38-53.

Метил-трет-бутиловый эфир получается при взаимодействии метанола с изобутиленом в присутствии кислых катализаторов (например, ионообменных смол). MTBE-Synthese (Reaktionsgleichung).png

Метил-трет-бутиловый эфир (C5H12O) применяется в качестве добавки к моторным топливам, повышающей октановое число бензинов (антидетонатор). Максимальное законодательное содержание МТБЭ в бензинах Европейского союза — 15 %, в Польше — 5 %. В России в среднем составе бензинов содержание МТБЭ составляет до 12 % для АИ92 и до 15 % для АИ95, АИ98.

Гомологизация метанола

Гомологизация, то есть превращение органического соединения в свой гомолог путём внедрения одной или нескольких метиленовых групп, для спиртов была впервые осуществлена в 1940 году — на основе метанола каталитическим путём под воздействием высокого давления был синтезирован этанол[3]:


mathsf{CH_3OH+CO+2H_2} xrightarrow{Co_2(CO)_8}  mathsf{CH_3CH_2OH+H_2O}

Реакция гомологизации по своему механизму близка реакции гидроформилирования алкенов и в настоящее время с помощью модифицированных катализаторов кобальта и рутения и добавления йодид-ионов в качестве промоторов удаётся добиться 90 % выхода по этанолу[3].

Исходный метанол также получают из окиси углерода (катализаторы на основе оксидов меди и цинка, давление 5-10 МПа, температура 250 °C)[3], так что общая схема выглядит следующим образом:

mathsf{C+H_2O}rightarrowmathsf{CO+H_2}rightarrowmathsf{CH_3OH} xrightarrow[- H_2O]{CO + H_2}  mathsf{CH_3CH_2OH}

Побочными продуктами реакции в случае синтеза этанола будут ацетальдегид, этилен и диэтиловый эфир.

В 1940 году впервые была осуществлена катализируемая оксидом кобальта при давлении 600 атм реакция метанола с синтез-газом с образованием в качестве основного продукта этанола… Впоследствии эта реакция, названная гомологизацией, вызвала огромный интерес у химиков. Ее привлекательность связана с возможностью получения этилена из угольного сырья Применение в качестве катализаторов карбонила кобальта Со2(СО)8 позволило понизить давление до 250 атм, при этом степень превращения метанола составила 70 %, а основной продукт — этанол образовывался с селективностью 40 %. В дальнейшем были предложены более селективные катализаторы на основе соединений кобальта и рутения с добавками фосфиновых лигандов и было установлено, что реакцию можно ускорить с помощью введения промоторов — иодид-ионов. В настоящее время удалось достичь селективности по этанолу 90 %. Хотя механизм гомологизации до конца не установлен, можно считать, что он близок к механизму карбонилирования метанола.

[4]

Биометанол

Промышленное культивирование и биотехнологическая конверсия морского фитопланктона рассматривается как одно из наиболее перспективных направлений в области получения биотоплива.[5]

В начале 80-х рядом европейских стран совместно разрабатывался проект, ориентированный на создание промышленных систем с использованием прибрежных пустынных районов. Осуществлению этого проекта помешало общемировое снижение цен на нефть.

Первичное производство биомассы осуществляется путём культивирования фитопланктона в искусственных водоёмах, создаваемых на морском побережье.

Вторичные процессы представляют собой метановое брожение биомассы и последующее гидроксилирование метана с получением метанола.

Основными доводами в пользу использования микроскопических водорослей являются следующие:

  • высокая продуктивность фитопланктона (до 100 т/га в год);
  • в производстве не используются ни плодородные почвы, ни пресная вода;
  • процесс не конкурирует с сельскохозяйственным производством;
  • энергоотдача процесса достигает 14 на стадии получения метана и 7 на стадии получения метанола;

С точки зрения получения энергии данная биосистема имеет существенные экономические преимущества по сравнению с другими способами преобразования солнечной энергии.

Метанол в качестве топлива

При применении метанола в качестве топлива следует отметить, что объемная и массовая энергоемкость (теплота сгорания) метанола (удельная теплота сгорания = 22,7 МДж/кг) на 40—50 % меньше, чем бензина, однако при этом теплопроизводительность спиртовоздушных и бензиновых топливовоздушных смесей при их сгорании в двигателе различается незначительно по той причине, что высокое значение теплоты испарения метанола способствует улучшению наполнения цилиндров двигателя и снижению его теплонапряженности, что приводит к повышению полноты сгорания спиртовоздушной смеси. В результате этого рост мощности двигателя повышается на 10—15 %. Двигатели гоночных автомобилей работающих на метаноле с более высоким октановым числом чем бензин имеют степень сжатия, превышающую 15:1, в то время как в обычном ДВС с искровым зажиганием степень сжатия для неэтилированного бензина как правило, не превышает 11,5:1. Метанол может использоваться как в классических двигателях внутреннего сгорания, так и в специальных топливных элементах для получения электричества.

Топливо Плотность
энергии
Смесь воздуха
с топливом
Удельная
энергия
смеси воздуха

с топливом

Удельная теплота
испарения
Октановое число (RON) Октановое число (MON)
Бензин 32 МДж/л 14,6 2,9 МДж/кг воздух 0,36 МДж/кг   91—99   81—89
Бутиловый спирт 29,2 МДж/л 11,1 3,2 МДж/кг воздух 0,43 МДж/кг   96   78
Этанол 19,6 МДж/л   9,0 3,0 МДж/кг воздух 0,92 МДж/кг 132   89
Метанол 16 МДж/л   6,4 3,1 МДж/кг воздух 1,2 МДж/кг 156 92

Недостатки

  • Метанол травит алюминий. Проблемным является использование алюминиевых карбюраторов и инжекторных систем подачи топлива в ДВС. Это относится в основном к метанолу-сырцу, содержащему значительные количества примесей муравьиной кислоты и формальдегида. Технически чистый метанол, содержащий воду, начинает реагировать с алюминием при температуре выше 50 °C, а с обычной углеродистой сталью не реагирует вовсе.
  • Гидрофильность. Метанол втягивает воду, что является причиной расслоения топливных смесей бензин-метанол.
  • Метанол, как и этанол, повышает пропускную способность пластмассовых испарений для некоторых пластмасс (например, плотного полиэтилена). Эта особенность метанола повышает риск увеличения эмиссии летучих органических веществ, что может привести к уменьшению концентрации озона и усилению солнечной радиации.
  • Уменьшенная летучесть при холодной погоде: моторы, работающие на чистом метаноле, могут иметь проблемы с запуском при температуре ниже +10 °C и отличаться повышенным расходом топлива до достижения рабочей температуры. Данная проблема однако, легко решается добавлением в метанол 10—25 % бензина.

Низкий уровень примесей метанола может быть использован в топливе существующих транспортных средств с использованием надлежащих ингибиторов коррозии. Т. н. европейская директива качества топлива (European Fuel Quality Directive) позволяет использовать до 3 % метанола с равным количеством присадок в бензине, продаваемoм в Европе. Сегодня в Китае используется более 1000 млн галлонов метанола в год в качестве транспортного топлива в смесях низкого уровня, используемых в существующих транспортных средств, а также высокоуровневые смеси в транспортных средствах, предназначенных для использования метанола в качестве топлива.

Помимо применения метанола в качестве альтернативы бензина существует технология применения метанола для создания на его базе угольной суспензии которая в США имеет коммерческое наименование «метакол» (methacoal[7]). Такое топливо предлагается как альтернатива мазута, широко используемого для отопления зданий (Топочный мазут). Такая суспензия в отличие от водоуглеродного топлива не требует специальных котлов и имеет более высокую энергоемкость. С экологической точки зрения такое топливо имеет меньший «углеродный след»[8], чем традиционные варианты синтетического топлива получаемого из угля с использованием процессов, где часть угля сжигается во время производства жидкого топлива.

Свойства метанола и его реакции

Метанол — бесцветная жидкость с запахом, напоминающим запах этилового спирта, но более слабым. Ощущается как запах вина. Температура кипения 64,7°.

Удельный вес при 0°/0° = 0,8142 (Копп); при 15°/15° = 0,79726; при 25°/25° = 0,78941 (Perkin); при 64,8°/4° = 0,7476 (Шифф); при 0°/4° = 0,81015; при 15,56°/4° = 0,79589 (Dittmar и Fawsitt). Капиллярная постоянная при температуре кипения a ² =5,107 (Шифф); Критическая температура 241,9° (Шмидт). Упругость пара при 15° = 72,4 мм; при 29,3° = 153,4 мм; при 43° = 292,4 мм; при 53° = 470,3 мм; при 65,4° = 756,6 мм (Д. Коновалов). Теплота горения равна 170,6, теплота образования 61,4 (Штоман, Клебер и Лангбейн).

Метанол смешивается во всех отношениях с водой, этиловым спиртом и эфиром; при смешении с водой происходит сжатие и разогревание. Горит синеватым пламенем. Подобно этиловому спирту — сильный растворитель, вследствие чего во многих случаях может заменять этиловый спирт. Безводный метанол, растворяя небольшое количество медного купороса, приобретает голубовато-зеленое окрашивание, поэтому безводным медным купоросом нельзя пользоваться для открытия следов воды в метаноле; но он не растворяет CuSO4.7H2O (Клепль).

Метанол (в отличие от этанола) с водой не образует азеотропной смеси, в результате чего смеси вода-метанол могут быть разделены ректификационной перегонкой. Температура кипения водных растворов метанола:

Methanol Mole % Т_кип, 760 мм.рт.ст. °C
0 100
5 92.8
10 88.3
15 84.8
20 82
25 80.1
30 78.2
35 76.8
40 75.6
45 74.5
50 73.5
55 72.4
60 71.6
65 70.7
70 69.8
75 68.9
80 68
85 67.1
90 66.3
95 65.4
100 64.6

Метанол дает со многими солями соединения, подобные кристаллогидратам (сольваты), например: CuSO4 ∙ 2СН3ОН; LiCl ∙ 3СН3ОН; MgCl2 ∙ 6СН3ОН; CaCl2 ∙ 4СН3ОН представляет собой шестисторонние таблицы, разлагаемые водой, но не разрушаемые нагреванием до 100° (Kane). Соединение ВаО ∙ 2СН3ОН ∙ 2Н2O получается в виде блестящих призм при растворении ВаО в водном Метаноле и испарении на холоде полученной жидкости при комнатной температуре (Форкранд).

С едкими щелочами метанол образует соединения 5NaOH ∙ 6СН3ОН; 3KOH ∙ 5СН3OH (Геттиг). При действии металлических калия и натрия легко дает алкоголяты, присоединяющие к себе кристаллизационный метанол и иногда воду.

При пропускании паров метанола через докрасна накаленную трубку получается C2H2 и др. продукты (Бертло). При пропускании паров метанола над накаленным цинком получается окись углерода, водород и небольшие количества болотного газа (Jahn). Медленное окисление паров метанола при помощи раскаленной платиновой или медной проволоки представляет лучшее средство для получения больших количеств формальдегида: 2СН3ОН+О2=2НСНО+2Н2О. При действии хлористого цинка и высокой температуры метанол дает воду и алканы, а также небольшие количества гексаметилбензола (Лебедь и Грин). Метанол, нагретый с нашатырем в запаянной трубке до 300°, дает моно-, ди- и триметиламины (Бертло).

При пропускании паров метанола над KOH при высокой температуре выделяется водород и образуются последовательно муравьинокислый, щавелевокислый и, наконец, углекислый калий.

Концентрированная серная кислота дает метилсерную кислоту CH3HSO4, которая при дальнейшем нагревании с Метанолом дает метиловый эфир (см.). При перегонке метанола с избытком серной кислоты в отгон переходит диметилсерная кислота (CH3)2SO4. При действии серного ангидрида SO3 получается CH(OH)(SO3H)2 и CH2(SO3H)2 (см. Метилен).

Метанол при действии соляной кислоты, пятихлористого фосфора и хлористой серы дает хлористый метил СН3Cl. Действием HBr и H2SO4 получают бромистый метил. Подкисленный 5%-й серной кислотой и подвергнутый электролизу, метанол дает СО2, СО, муравьинометиловый эфир, метилсерную кислоту и метилаль СН2(ОСН3)2 (Ренар). При нагревании метанола с хлористо-водородными солями ароматических оснований (анилином, ксилидином, пиперидином) легко происходит замещение водорода в бензольном ядре метилом (Гофман, Ладенбург); реакция имеет большое техническое значение при приготовлении метилрозанилина и других искусственных пигментов.

Нахождение в природе

В свободном состоянии[9] метиловый спирт встречается в природе лишь изредка и в очень небольших количествах (например в эфирных маслах), но производные его распространены довольно широко. Так, например, многие растительные масла содержат сложные эфиры метилового спирта: масла гаултерии — метиловый эфир салициловой кислоты С6H4(OH)COOCH3, масло жасмина — метиловый эфир антраниловой кислоты С6H4(NH2)COOCH3. Простые эфиры метилового спирта чрезвычайно часто встречаются среди природных веществ, например природных красителей, алкалоидов и т. п.

В промышленности метиловый спирт раньше получали исключительно путём сухой перегонки дерева. В жидких погонах, так называемом «древесном уксусе», наряду с уксусной кислотой (10 %), ацетоном (до 0,5 %), ацетальдегидом, аллиловым спиртом, метилацетатом, аммиаком и аминами содержится также 1,5-3 % метилового спирта. Для отделения уксусной кислоты продукты сухой перегонки пропускают через горячий раствор известкового молока, задерживающий её в виде уксуснокислого кальция. Значительно труднее отделить метиловый спирт от ацетона, так как температуры кипения их очень близки (ацетон, т.кип.56,5°; метиловый спирт, т.кип. 64,7°). Все же путём тщательной ректификации на соответствующих колоннах в технике удается почти полностью отделить метиловый спирт от сопутствующего ему ацетона. Неочищенный метиловый спирт называется также «древесным спиртом».

Токсичность

Hazard T.svg Метанол — яд, действующий на нервную и сосудистую системы. Токсическое действие метанола обусловлено так называемым «летальным синтезом» — метаболическим окислением в организме до очень ядовитого формальдегида.

Приём внутрь 5—10 мл метанола приводит к тяжёлому отравлению (одно из последствий — слепота), а 30 граммов и более — к смерти. Предельно допустимая концентрация метанола в воздухе равна 1 мг/м³ (у изопропилового спирта 10 мг/м³[10], у этанола — 5 мг/м³)[11].

Наиболее легкая форма отравления характеризуется наличием головной боли, общей слабостью, недомоганием, ознобом, тошнотой, рвотой. Поэтому опасен для жизни не только метанол, но и жидкости, содержащие этот яд даже в сравнительно небольшом количестве.

Особая опасность метанола связана с тем, что по запаху и вкусу он неотличим от этилового спирта, из-за чего и происходят случаи его употребления внутрь. В домашних условиях метанол можно отличить следующим способом: свернуть из толстой медной проволоки спираль и накалить ее на огне до красного свечения; при опускании спирали в метанол происходит его каталитическое окисление с выделением формальдегида, обладающего весьма резким запахом; этанол же такого эффекта не дает (будет напоминать запах прелых яблок). Второй способ — йодоформная реакция: с этиловым спиртом выпадет йодоформ желтого цвета, а с метанолом ничего не выпадает (реакция не подходит для определения содержания метанола в растворе этанола)[12].

Как указано в руководстве для врача скорой медицинской помощи, при отравлении метанолом антидотом является этанол, который вводится внутривенно в форме 10 % раствора капельно или 30—40 % раствора перорально из расчёта 1—2 грамма раствора на 1 кг веса в сутки.[13] Полезный эффект в этом случае обеспечивается отвлечением АДГ I на окисление экзогенного этанола.[14]

Следует учесть, что при недостаточно точном диагнозе за отравление метанолом можно принять алкогольную интоксикацию, отравление дихлорэтаном или четырёххлористым углеродом — в этом случае введение дополнительного количества этилового спирта опасно.[13]

Случаи массового отравления

  • 1-7 мая 1980 года в городе Оренбург в результате кражи из неохраняемой железнодорожной цистерны большого количества метанола произошло массовое отравление людей как в самом Оренбурге, так и в городах и посёлках области — Соль-Илецке, Саракташе и т.д. В результате отравления более 50 человек погибли, сотни были госпитализированы. Число потерявших зрение и ставших инвалидами вследствие токсического поражения центральной и вегетативной нервной системы неизвестно. Официальных данных о данном случае массового отравления до сих пор нет в открытой печати.
  • 9-10 сентября 2001 года на западе Эстонии, в городе Пярну произошло массовое отравление метиловым спиртом. В результате отравления 68 человек погибли, 40 человек стали инвалидами II степени (в связи с потерей зрения и/или острого поражения мозга и нервной системы) и 3 человека получили инвалидность I степени.
  • В 2010 году в России участились случаи продажи фальсифицированной незамерзающей жидкости для омывателей стёкол автомобилей: она содержит метиловый спирт и может негативно влиять на здоровье водителей, вызывая хроническое отравление парами метанола (при попадании жидкости на кожу при заливке жидкости в бачок, а также за счёт проникновения паров в салон автомобиля)[15]. В Европейском Союзе ограничения на использование метанола в незамерзающей жидкости нет.
  • В мае-июле 2011 года 6 российских туристов скончались от отравления метанолом в Турции. Закончившийся трагедией яхт-тур был организован компанией в Бодруме 26-27 мая. С 28 мая в больницы начали поступать российские туристы с жалобами на симптомы острого отравления. Выяснилось, что в напитках, в частности, в коктейле «виски с колой», который употребляли туристы, содержался технический спирт — метанол. Кроме того, прогулочная яхта не имела лицензии на выход в море.
  • В сентябре 2012 года в Чехии расследуют «метиловое дело» — так пресса назвала историю о массовом отравлении контрафактным алкоголем в Чехии за последние 30 лет. Погибли 27 человек, десятки в больницах. Еще четверо умерли в соседней Польше. Ядовитую смесь разливали в бутылки из-под напитка «Туземак» — это чешский аналог рома.[16]

См. также

  • Гидрат метана
  • Экономика метанола
  • Железо- 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.

Источник: dic.academic.ru

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.

CO2 + 3H2 <—> CH3OH + H2O + 49.53 кДж/моль

H2O + CO <—> CO2 + H2 + 41.2 кДж/моль

Молекулярная формула — CH4O или CH3—OH, а структурная: Метанол что это такоеВ 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[1]

Метанол что это такое

Метанол что это такое

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

На конец 2013 года германский концерн «GELSENCHEM Chemical Products GmbH» предлагает метанол 98,5% по цене 520euro за 10 тонн и это цена с доставкой по Германии.

Применение

В органической химии метанол используется в качестве растворителя.

Метанол используется в газовой промышленности для борьбы с образованием гидратов (из-за низкой температуры замерзания и хорошей растворимости). В органическом синтезе метанол применяют для выпуска формальдегида, формалина, уксусной кислоты и ряда эфиров (например, МТБЭ и ДМЭ), изопрена и др.

Наибольшее его количество идёт на производство формальдегида, который используется для производства карбамидоформальдегидных и фенолформальдегидных смол. Значительные количества CH3OH используют в лакокрасочной промышленности для изготовления растворителей при производстве лаков. Кроме того, его применяют (ограниченно из-за гигроскопичности и отслаивания) как добавку к жидкому топливу для двигателей внутреннего сгорания. Используется в топливных элементах.

Благодаря высокому октановому числу, что позволяет увеличить степень сжатия до 16[источник не указан 380 дней] и большей на 20 % энергетической мощностью заряда на основе метанола и воздуха, метанол используется для заправки гоночных мотоциклов и автомобилей. Метанол горит в воздушной среде, и при его окислении образуется двуокись углерода и вода:

Метанол что это такое

Для получения биодизеля растительное масло переэтерифицируется метанолом при температуре 60 °C и нормальном давлении приблизительно так: 1 т масла + 200 кг метанола + гидроксид калия или натрия.

Во многих странах метанол применяется в качестве денатурирующей добавки к этанолу при производстве парфюмерии. В России использование метанола в потребительских товарах запрещено.

При добыче газа гидраты могут образовываться в стволах скважин, промысловых коммуникациях и магистральных газопроводах. Отлагаясь на стенках труб, гидраты резко уменьшают их пропускную способность. Для борьбы с образованием гидратов на газовых промыслах вводят в скважины и трубопроводы различные ингибиторы (метиловый спирт, гликоли).

Работа топливных элементов основана на реакции окисления метанола на катализаторе в диоксид углерода. Вода выделяется на катоде. Протоны (H+) проходят через протонообменную мембрану к катоду где они реагируют с кислородом и образуют воду. Электроны проходят через внешнюю цепь от анода к катоду снабжая энергией внешнюю нагрузку.

Реакции:

На аноде CH3OH + H2O → CO2 + 6H+ + 6e

На катоде 1.5O2 + 6H+ + 6e → 3H2O

Общая для топливного элемента: CH3OH + 1,5O2 → CO2 + 2H2O

Получение муравьиной кислоты окислением метанола:

Метанол что это такое

Получение диметилового эфира дегидратацией метанола при 300—400 °C и 2-3 МПа в присутствии гетерогенных катализаторов — алюмосиликатов — степень превращения метанола в диметиловый эфир — 60 % или цеолитов — селективность процесса близка к 100 %. Диметиловый эфир (C2H6O) — экологически чистое топливо без содержания серы, содержаниеоксидов азота в выхлопных газах на 90 % меньше, чем у бензина. Цетановое число диметилового дизеля более 55, при том что у классического нефтяного 38-53.

Метил-трет-бутиловый эфир получается при взаимодействии метанола с изобутиленом в присутствии кислых катализаторов (например, ионообменных смол). Метанол что это такое

Метил-трет-бутиловый эфир (C5H12O) применяется в качестве добавки к моторным топливам, повышающей октановое число бензинов (антидетонатор). Максимальное законодательное содержание МТБЭ в бензинах Европейского союза — 15 %, в Польше — 5 %. В России в среднем составе бензинов содержание МТБЭ составляет до 12 % для АИ92 и до 15 % для АИ95, АИ98.

Источник: StudFiles.net

Метанол (метиловый спирт, древесный спирт, метилгидрат, гидроксид метила, карбинол) – CH3OH бесцветная легкоподвижная горючая жидкость, практически не имеет запаха.

Метанол смешивается во всех соотношениях с водой, ацетоном, этанолом, бензолом и др. С щелочными металлами реагирует с выделением водорода, образуя метилаты; в реакции с кислотами образуются сложные эфиры. При взаимодействии с аммиаком в присутствии дегидратирующих катализаторов метанол дает метиламины.

С воздухом образует взрывоопасные смеси (температура вспышки 15,6 °C).

Метанол смешивается в любых соотношениях с водой и большинством органических растворителей.

Метанол — сильный яд, действующий на нервную и сосудистую системы с ярко выраженным кумулятивным эффектом, отравление происходит при приеме вовнутрь, вдыхании паров и при проникновении через кожу.

Токсическое действие метанола обусловлено так называемым «летальным синтезом» — метаболическим окислением в организме до очень ядовитого формальдегида. Приём внутрь 5—10 мл метанола приводит к тяжёлому отравлению (одно из последствий — слепота), а 30 мл и более — к смерти.

Получение метанола

В промышленных условиях метанол производят из CO и H2 в соотношении 1:2. В результате каталитической конверсии углеводородов природного газа с водяным паром происходит образование метанола.

Сегодня основную массу метанола производят из синтез-газа. В качестве сырья основным компонентом является метан. Есть методики получения метанола из отходов нефтеперераотки или из косующихся углей.

CO 2 + 3H2 <—> CH3OH + H2O + 49.53 kJ/mol

H2O + CO <—> CO2+ H2+ 41.2 kJ/mol

Сегодня, преимущественно все, получают метиловый спирт из природного газа по следующей технологической цепочке:

  • на первом этапе необходимо очистить природный газ от имеющихся в нем соединений серы. Это достигается путем гидрирования их до сероводорода с последующей адсорбцией последнего компонента оксидом цинка ZnO;
  • на следующем этапе необходимо произвести конверсию природного газа в синтез-газ. Можно использовать паровую, паро-углекислотную, паро-кислородную или паро-кислородно-углекислотную конверсивную технологию;
  • далее происходит непосредственно сам синтез метанола, с использованием содержащими медь катализаторами, при температуре 200-300°C и давлении 4-15 МПа. Получаемая на выходе реактора смесь, содержит 3-5% метилового спирта. После охлаждения полученой смеси и конденсации метанола-сырца оставшийся газ подают обратно в реактор. Метанол-сырец помимо метанола (94-99%) содержит также воду, бутиловые, амиловые спирты, пропанол и ряд других примесей;
  • ректификация метанола-сырца.

Источник: sintezgaz.org.ua

Всем доброго времени суток, сегодня решил подробнее углубиться в тему впрыска метанола, потому что мне задают много вопросов по этому поводу, и я вижу есть смысл это систематизировать . и на примере моей машины и не только показать как все это работает, сразу скажу что сложного нет ничего и применяется этот девайс очень широко в мире . И так для чего он нужен : во первых снизить уровень детонации а во вторых снизить температуру входящего воздуха за счет воды .краткого курса по физике не ждите, буду просто приводить факты )
обратился к википедии, потому как своими словами пересказать это не возможно 🙂
При применении метанола в качестве топлива следует отметить, что объемная и массовая энергоемкость (теплота сгорания) метанола на 40-50 % меньше, чем бензина, однако при этом теплопроизводительность спиртовоздушных и бензиновых топливовоздушных смесей при их сгорании в двигателе различается незначительно по той причине, что высокое значение теплоты испарения метанола способствует улучшению наполнения цилиндров двигателя и снижению его теплонапряженности, что приводит к повышению полноты сгорания спиртовоздушной смеси. В результате этого рост мощности двигателя повышается на 10-15 %. Двигатели гоночных автомобилей работающих на метаноле с более высоким октановым числом чем бензин имеют степень сжатия, превышающую 15:1, в то время как в обычном карбюраторном ДВС степень сжатия для неэтилированного бензина как правило не превышает 10.1:1. Метанол может использоваться как в классических двигателях внутреннего сгорания, так и в специальных топливных элементах для получения электричества.
теперь немаловажный вопрос что и как заливать, смотрим видео :

можно мешать в немного большей пропорции и отдача будет больше, но есть шанс незаметно перескочить барьер воспламеняемости, риск благородное дело, но … на драг я заливаю чуть больше .
почему я мешал с водой своими словами тоже сказать сложно, потому украл обьяснение )
Хотя мы и говорим "впрыск воды", на деле чистая старая добрая H2O позволяет, в большей степени, снизить детонацию (плюс, действуя как антиоксидант, препятствует отложению карбоновых соединений), на деле же применяется смесь воды и метанола в соотношении 50/50. И сейчас объясним, почему.
Грубо говоря, вода играет роль интеркулера.

С одной стороны мы можем "загнать" в цилиндр больше кислорода, но, с другой, вода испаряется, оставляя меньше места для кислорода. Получается, что оба фактора нейтрализуют друг друга! Если бы не одно "но" — вода, испаряясь, увеличивается в объеме, а значит, и увеличивается давление внутри цилиндра, а, значит, наблюдается и прирост мощности — около 10%

Нелишним будет напомнить, что ни одна система не может полноценно использоваться без соответствующей настройки двигателя — это или забеднение смеси, или увеличения давления, или более раннее зажигание.

А теперь про метанол. Законы физики никто не отменял, и спирт горит гораздо медленнее, нежели бензин, благодаря чему давление в цилиндрах нарастает более планомерно, и его пик возникает позже. Что происходит? Увеличивается момент, а, следовательно, и мощность, которая напрямую зависит от соотношения момента и числа оборотов. Вот и еще около 30 лошадок!

Но самое "вкусное" — правильно установленная и настроенная система абсолютно безопасна для двигателя! Даже более — как уже было сказано, вода препятствует отложению карбоновых соединений! Словом, когда сгниет все железо, мотор еще твоим внукам достанется.
теперь я покажу почему это поможет именно "вам" и почему это на мой взгляд нужно — качества бензина оставляет желать лучшего, потому возникает проблема на турбомоторах с давлением, на этом фото изображен график детонации моей машины из которого отлично видно что уровень детонации упал почти вдвое :

а этот график разницы температуры входящего воздуха в фаренгейтах при разной дозе метанола и воды (доза регулируется прямо из салона автомобиля специальным пультом ):
на следующих фото разница в мощности, причем что примечательно чем больше буст тем больше разница в мощности :

и так какова цена вопроса : сам кит стоит от 250 до 500 долларов, думаю за такие деньги такой прирост просто сказка, в видео я сказал цену на ингридиенты, не думаю что будет большая разница, вопрос на счет бака, я использовал бак омывателей лобового, можно купить отдельный бак, в общем вариантов хватает .
вот такой пост я сегодня решил забабахать и потратил на него уйму времени, аплодисментов нинада, цветы в машину пожалуйста:) всем всего и удачи на дорогах !

Источник: www.drive2.ru


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector