مواد اولیه صنعتیمواد اولیه شیمیایی

متانول چیست و چه کاربردی دارد

متانول چه کاربردهایی در صنایع های مختلف دارد

سفارش محصول تماس با کارشناس

یکی از رایج ترین و مهم ترین حلال های آزمایشگاهی مورد استفاده در آزمایشگاه های تحلیلی متانول است. نه تنها برای استفاده در آزمایشگاه، این ترکیب همه کاره است که یک جزء کلیدی در بسیاری از اقلام روزمره و واکنش های شیمیایی مهم است. از نظر شیمیایی، متانول یک ترکیب الکلی است که به صورت یک گروه متیل قرار گرفته است. در ادامه قصد داریم به طور کامل به سوالات مهم : متانول چیست و چه کاربردی دارد ، مضرات متانول چیست ،متانول و اتانول چیست ، اکسیداسیون متانول چیست  و سایر موارد مهم در رابطه با متانول بپردازیم.

متانول چیست

متیل الکل (CH۳OH)، همچنین به عنوان متانول یا الکل چوب شناخته می شود، مایعی سبک، بی رنگ و قابل اشتعال در دمای اتاق است. در ساخت فرمالدئید و اسید استیک، در سنتز شیمیایی، در ضد یخ و به عنوان یک حلال استفاده می شود. مصرف متانول سمی است و ممکن است باعث کوری و مرگ شود.

متانول همچنین یک ماده “طبیعی” است که توسط موجودات زنده تولید می شود و از منابع مختلف آلی و معدنی ساخته می شود. در صنعت، متانول همچنین برای تولید مواد شیمیایی مورد استفاده برای تولید پارچه ها و الیاف پلی استر، پلاستیک های اکریلیک، آفت کش ها، حلال های نساجی، داروها و مایع برف پاک کن شیشه جلو استفاده می شود. به عنوان یک حلال در ساخت کلسترول، استرپتومایسین، ویتامین ها، هورمون ها و سایر مواد دارویی استفاده می شود.

فرمول متانول چیست

تعیین وزن مولکولی و تجزیه و تحلیل نشان می دهد که فرمول مولکولی متانول CH۴O است. کربن چهار ظرفیتی، اکسیژن دو ظرفیتی و هیدروژن یک ظرفیتی در متانول ساختار زیر را تشکیل می دهند:

متانول چیست و چه کاربردی دارد
متانول چیست و چه کاربردی دارد

ساختار متانول در اطراف اتم کربن متمرکز است و هر چهار الکترون ظرفیت آن پیوندهای منفرد تشکیل می دهند. سه پیوند کربن-هیدروژن (C-H)، یک پیوند کربن-اکسیژن (C-O) و یک پیوند اکسیژن-هیدروژن (O-H) در این مولکول وجود دارد. اتم اکسیژن همچنین حاوی دو جفت تک الکترون است.

ساختار لوئیس متانول یک نمایش تصویری از مولکول متانول است که نه تنها آرایش اتم‌ها در مولکول، بلکه پیوندهای کووالانسی بین الکترون‌های ظرفیتی آن ها و همچنین هر دو جفت تک الکترون‌هایی را که روی اتم اکسیژن وجود دارند را نشان می‌دهد.

متانول چیست و چه کاربردی دارد
متانول چیست و چه کاربردی دارد

تولید متانول چگونه است

متانول را چطور میتوان تولید کرد؟  می توان متانول را از طریق یکی از روش های زیر تولید کرد:

تولید از گاز سنتز

امروزه متانول عمدتاً توسط گاز سنتز بر اساس معادلات اصلی زیر تولید می شود:

متانول چیست و چه کاربردی دارد
متانول چیست و چه کاربردی دارد

واکنش گرمازا است زیرا در دماهای پایین و فشارهای بالاتر تولید می شود. واکنش توسط یک کاتالیزور مس انجام می شود. ثابت شده است که گاز سنتز و حداقل مقدار CO۲ برای تولید متانول مورد نیاز است.گاز مصنوعی مورد استفاده برای تولید متانول از اکسیداسیون جزئی زغال سنگ، نفت، آسفالت و روغن های سنگین و غیره به دست می آید.

اکسیداسیون جزئی گاز طبیعی (CH۴)

تولید متانول از گاز طبیعی بدون نیاز به تبدیل به گاز سنتز به دلیل ذخایر فراوان گاز طبیعی، مسیری قابل تقدیر و امیدوارکننده است. همچنین، ذخایر بزرگ متان به شکل هیدراته در مناطق وسیعی از تاندرای زیر قطبی و در زیر دریاها در مناطقی از فلات قاره وجود دارد.

واکنش ها به شرح زیر است:

متانول چیست و چه کاربردی دارد
متانول چیست و چه کاربردی دارد

متانول از CO۲

متانول با استفاده از CO۲ برای تولید خود با استفاده از یک کاتالیزور همگن، محققان و اقلیم شناسان را در مورد مسائل جهانی گرم شدن سطح جذب کرده است. واکنش این است:

متانول چیست و چه کاربردی دارد
متانول چیست و چه کاربردی دارد

گاز سنتز به دست آمده از واکنش فوق دارای محتوای هیدروژن کم است و بنابراین هیدروژن باید از منابع دیگر اضافه شود تا به مقدار کافی به ترکیب برسد.

این روش یک طرح دو طرفه است:

  1. با جذب گازهای گلخانه ای، یعنی CO۲، مشکل گرمایش زمین را حل می کند.
  2. استفاده از محصولات این واکنش به عنوان مواد اولیه برای تولید متانول.

عامل مهم درگیر در این مکانیسم، انتخاب کاتالیزور مناسب است. درجه حرارت بالا واکنش. تف جوشی و کک کردن کاتالیزور در دماهای بالا از دیگر محدودیت های مرتبط است. به عنوان یک هدف آینده، محققان قصد دارند کاتالیزوری را معرفی کنند که بتواند در برابر دمای بالا مقاومت کند و سینتیک فرآیند را بهبود بخشد.

متانول از اسید فرمیک و فرمالدئید

واکنش‌های فوق در شرایط فشار و دمای شدید عمل می‌کنند که برای بسیاری از کاتالیزورها مناسب نیستند و همچنین خطر یک فاجعه صنعتی را به همراه دارند. به منظور کاهش دمای کاری و فشار مورد نیاز برای سنتز متانول، مسیرهای جدیدی برای تبدیل گاز سنتز به متانول ابداع شده است. یکی از تکنیک‌های بالقوه تولید متانول از طریق متیل فرمات و هیدروژنولیز متوالی (حذف جایگزین با استفاده از هیدروژن) متیل فورمات به متانول است که منجر به سود خالص یک مولکول متانول می‌شود. واکنش ها عبارتند از:

متانول چیست و چه کاربردی دارد
متانول چیست و چه کاربردی دارد

یک مولکول متانول دو مولکول متانول تولید می کند. کربونیلاسیون در فاز مایع با استفاده از متوکسید سدیم یا پتاسیم به عنوان یک کاتالیزور همگن انجام می شود.

کاربردهای متانول

متانول در انواع واکنش های شیمیایی، اقلام رایج و فناوری های نوآورانه مانند:

فرمالدئید: متانول به راحتی به فرمالدئید تبدیل می شود که یک محصول تجاری پر استفاده است. پیشخوان آشپزخانه، مبلمان و قالب های داخلی وسایل نقلیه را می سازد. همچنین یک نگهدارنده عالی است که در پزشکی و وسایل مراقبت شخصی استفاده می شود.

سوخت زیستی: به جای سوخت های مبتنی بر نفت فعلی ما، متانول می تواند به عنوان یک منبع سوخت تجدید پذیر استفاده شود. ارزانتر است، خطر اشتعال کمتری دارد و راحت تر از بنزین به دست می آید. چگالی انرژی کمتری دارد اما همچنان به عنوان سوخت در اتومبیل های مسابقه ای در سراسر جهان استفاده می شود. حتی می تواند جایگزینی برای سوخت دیزل در صورت ترکیب با هیدروکسید پتاسیم باشد.

مایع شستشوی شیشه جلو: برای یخ زدایی پنجره های شما مناسب است زیرا الکل ها نقطه انجماد بسیار کمتری نسبت به آب دارند. یخ با الکل ترکیب می شود و نقطه انجماد را کاهش می دهد و در نتیجه باعث آب شدن یخ می شود.

نیترات زدایی فاضلاب: این فرآیند مهمی است زیرا از تشکیل شکوفه های جلبکی مضر و سمی که آب های ما را آلوده می کنند، جلوگیری می کند. شکوفه های جلبکی توسط باکتری هایی ایجاد می شود که در حضور نیترات تکثیر می شوند.

با افزودن متانول به یک سیستم فاضلاب، فعالیت باکتری های بی هوازی افزایش می یابد. این باکتری می تواند نیترات موجود در آب را تجزیه کند و اجازه دهد که به عنوان نیتروژن در هوا آزاد شود. این فرآیند در سیستم های تصفیه فاضلاب سراسر کشور رواج بیشتری دارد.

پیل‌های سوختی: متانول به عنوان سوخت در پیل‌های سوختی عمل می‌کند، زیرا می‌تواند مقدار زیادی انرژی را ذخیره کند در حالی که تنها فضای کمی را اشغال می‌کند. این سلول ها اغلب در دستگاه های کوچکی مانند لپ تاپ و تلفن وجود دارند.

DME: متانول را می توان به دی متیل اتر تبدیل کرد که معمولاً به عنوان پیشرانه آئروسل استفاده می شود. همچنین دارای ویژگی هایی است که می تواند جایگزین خوبی برای سوخت برای موتورهای دیزلی باشد.

استیل رزین: این ماده باعث می‌شود قوی‌ترین و مقاوم‌ترین ترموپلاستیک شما در برابر حرارت باشد. رنگ آمیزی آن آسان است، اصطکاک کم دارد و در برابر سایش مقاوم است. این ویژگی آن را برای عملیات مکانیکی با شدت بالا برای صنایعی مانند خودروسازی، فناوری و مراقبت های بهداشتی عالی می کند.

سوخت کمپینگ: بسیاری از علاقه مندان به فضای باز از متانول برای سوخت اجاق های کمپینگ خود استفاده می کنند. این به این دلیل است که برای سوخت اجاق گاز فقط حجم کمی لازم است و به راحتی می سوزد و آن را به گزینه ای محبوب برای سفرهای کمپینگ تبدیل می کند.

اسید استیک: متانول جزء اسید استیک است که برای ترشی در صنایع غذایی، پاک کننده های خانگی و به عنوان ضد عفونی کننده در روش های پزشکی استفاده می شود.

حلال آزمایشگاهی: بیشتر به عنوان حلال برای آنالیز HPLC یا طیف سنجی UV/VIS استفاده می شود. همچنین یک عامل خشک کننده و حلال عالی برای ایجاد استانداردهای آزمایشگاهی برای تجزیه و تحلیل ابزار می سازد. در الکتروفورز ژل حتی می تواند به عنوان یک عامل بی رنگ کننده عمل کند.

متانول چیست و چه کاربردی دارد
متانول چیست و چه کاربردی دارد

ایمنی در استفاده از متانول

متانول (CH۳OH) یک الکل سمی است که در مواد مختلف خانگی و صنعتی یافت می شود. اصطلاح “الکل های سمی” یک اصطلاح جمعی است که شامل متانول، اتیلن گلیکول و ایزوپروپیل الکل است. قرار گرفتن در معرض متانول می تواند بسیار خطرناک باشد و در صورت عدم درمان با عوارض و مرگ و میر قابل توجهی همراه باشد.

مسمومیت با متانول اغلب به دلیل بلع تصادفی یا عمدی و مسمومیت های اپیدمی تصادفی به دلیل خطاهای تقطیر و تخمیر و آلودگی نوشیدنی است. محصولاتی که حاوی متانول هستند عبارتند از مایع شوینده شیشه جلو ماشین، ضد یخ خط گاز، پاک کننده کاربراتور، مایع دستگاه کپی، عطر، سوخت گرم کننده غذا و انواع دیگر سوخت ها.

قرار گرفتن در معرض متانول می تواند درجات مختلفی از سمیت ایجاد کند و می تواند به طیف وسیعی از درمان ها از نظارت دقیق آزمایشگاهی تا درمان ضد سم و دیالیز نیاز داشته باشد. درمان های اولیه یا اتانول یا فومپیزول هستند و بر خلاف سمیت اتیلن گلیکول، اغلب دیالیز توصیه می شود.

نتیجه گیری

مشتقات متانول در اطراف شما هستند. آنها در خانه شما، ماشین شما، بیمارستان ها و محصولات متعددی هستند که در نزدیکترین فروشگاه شما قفسه ها را پوشانده اند. این ماده شیمیایی همه کاره آینده ای قوی به عنوان سوخت جایگزین دارد زیرا تحت تحقیقات و آزمایشات بیشتری قرار دارد. اگر در یکی از فرآیندهای خود به متانول نیاز دارید، با تامین کننده مواد شیمیایی خود تماس بگیرید و آنها می توانند به شما کمک کنند که کدام محصول متانولی برای شما مناسب است.

منبع : https://bit.ly/3FsvA1D

دلشاد دست مرد

دکتری شیمی دانشگاه صنعتی شریف - فعال در حوزه خرید و فروش مواد شیمیایی

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا
برای مشاوره تماس بگیرید