Metanol (alcool metilic) CH3OH este unul dintre cele mai importante din punct de vedere al importanței și al dimensiunilor producției de produs organic produs de industria chimică. În industria de rafinare a petrolului, alcoolul metilic servește ca solvent selectiv pentru purificarea benzinei din mercaptani și a unui reactiv azeotrop cu izolarea toluenului prin rectificare.
De asemenea, metanolul este utilizat ca solvent în producția de rășini uree, acid acetic, cauciuc sintetic, alcool polivinilic și acetal, antigel, aditivi de denaturare. S-a înregistrat o creștere semnificativă a interesului pentru metanol ca materii prime importante și rentabile pentru producerea hidrogenului și a gazului de sinteză, care sunt utilizate pe scară largă în industria metalurgică, în producția de amoniac. Utilizarea metanolului pentru tratarea apelor reziduale de la compușii de azot dăunători, pentru producerea de proteine furajere, este extinsă considerabil.
În industria chimică, metanolul este utilizat ca produs secundar pentru multe sinteze industriale. Cele mai mari cantități de metanol este utilizat pentru a produce formaldehidă, precum agent de metilare în fabricarea de produse importante, cum ar fi dimetil tereftalat, metacrilat de metil, unele pesticide.
Proprietățile fizice și toxice ale metanolului
Metanolul este un lichid incolor (bp 64,5 ° C, punct de topire: -97,9 ° C, densitate 0,79 g / cm3). Valoarea calorică a metanolului este de 5300 kcal / kg, ceea ce reprezintă jumătate din valoarea calorică a benzinei (11.000 kcal / kg). Mirosul metanolului este similar cu mirosul de alcool etilic și, pe această bază, nu se poate distinge. Este inflamabil, formează amestecuri explozive cu aerul (6 - 34,7% în volum), temperatura de autoaprindere a vaporilor în aer este de 4 64 0 C.
Metanolul este amestecat în toate proporțiile cu apă, alcooli, benzen, acetonă și multe alte lichide, dar este nemiscibil cu hidrocarburi alifatice. De asemenea, ca alcool etilic, formează o boltă și unii solvenți organici (de exemplu, acetonă, benzen, dicloretan) amestec azeotrop (aceasta înseamnă că punctul de fierbere al amestecului de mai jos substanțele individuale de temperatura de fierbere), ceea ce face ca separarea lor prin distilare (rectificare), dar utilizând în unele procese de fabricație, de exemplu în amestec cu alcool metilic etilen glicol este utilizat pentru extracția în toluen de benzină.
Metanolul este un pericol mare din cauza toxicității sale ridicate. Este o otravă puternică nervoasă și vasculară de acțiune cumulativă; are, de asemenea, un efect narcotic slab. Concentrația maximă permisă de vapori de alcool metilic în aerul clădirilor industriale este de 50 mg / m3.
Metode industriale de producere a metanolului
Printre metodele de obținere a alcoolului metil se pot distinge următoarele principale:
-distilarea uscată a lemnului,
-hidrogenarea catalitică a oxidului și a dioxidului de carbon (gaz de sinteză).
-oxidarea catalitică incompletă a metanului,
Distilarea uscată a lemnului.
Metanolul a fost descoperit pentru prima dată în alcool de lemn în 1661, dar numai în 1834 a fost izolat de produsele de distilare uscată a lemnului de către Dumas și Peligot.
Înainte de dezvoltarea industrială a metodelor catalitice, metanolul a fost obținut în principal prin distilare uscată (piroliză sau cocsificare) a lemnului, prin urmare denumirea de metanol este alcoolul din lemn.
sinteza metanolului formaldehidă
Metanolul produs prin această metodă a fost contaminat cu acetonă și alte impurități greu de separat. În prezent, această metodă de producere a metanolului nu are practic nici o semnificație industrială.
În mod tradițional, principalele produse de piroliză sunt gudronul și "zhizhka" - apa suprainfectată, iar cocsificarea este un reziduu de cocs (carbon), care este pur carbon. Produsele lichide de distilare uscată conțin alcool metilic, acetonă și alte impurități separate. Produsele gazoase sunt subproduse în aceste metode de prelucrare a materiilor prime solide.
Cu toate acestea, combustibilul solid păstrează ca materie primă o importantă valoare potențială. Dezvoltarea și introducerea în practica largă a noului proces de cărbune gazeificare tehnologic, scopul principal este de a obține un produs gazos, inclusiv gazul de sinteză sau „gazul de sinteză“ cuprinzând H2 CO2 CO poate modifica structura prime de bază materială, nu numai producția de metanol, dar, de asemenea, alte produse chimice importante.
Fig. 4 Tehnologie pentru obținerea metanolului din gazul de sinteză.
Randamentul produselor din toate procesele tehnologice menționate (piroliza, cocsificarea sau gazificarea) depinde de condițiile zonei de reacție.
Metoda de sinteză a metanolului din monoxid de carbon și hidrogen a fost dezvoltată în 1913 și dezvoltată și îmbunătățită intensiv.
Astăzi, gazul inițial de sinteză (singaz) pentru sinteza metanolului obținut ca rezultat al conversii (conversie) Materii prime hidrocarbonate: gaz natural, gaz de cocserie, hidrocarburi lichide (țiței, păcură, cracare catalitică ușoară) și combustibil solid (cărbune, șisturi bituminoase). Gazul de alimentare pentru sinteza metanolului se poate obține de la aproape toate tipurile de materii prime care sunt utilizate în generarea de hidrogen, de exemplu, în procedeul de sinteză a amoniacului. Prin urmare, producția de metanol se bazează adesea pe aceleași materii prime, și că producția de amoniac și este, prin urmare, o parte din producția chimică de bază. Un exemplu de o astfel de producție mixtă sunt OJSC „Nevinnomyssk Azot“, situat în Nevinnomyssk (Teritoriul Stavropol) și ONG-ul „Azot“, în Novomoskovsk.
Reacțiile care stau la baza producției de metanol
Sunt reversibile, omogene, exoterme și se continuă cu scăderea volumului. Prin urmare, echilibrul poate fi deplasat spre randamentul produsului, pe măsură ce crește presiunea și scade temperatura. Cu toate acestea, având în vedere faptul că rata de reacție scade la temperaturi scăzute, se recurge la încălzire. Procesul se desfășoară pe catalizatori cu conținut de zinc-crom și cupru. La producția internă de metanol este utilizat în principal catalizator crom-zinc activ (3ZnO-ZnCr2 O4) pri380--400 0 C și o presiune de 20 - 30 de MPa. Prin alegerea temperaturii optime și o valoare a presiunii, este necesar să se ia în considerare posibilitatea de-compusi: metan, mai mare alcooli, acizi, aldehide, cetone și esteri. Aceste reacții generează un consum inutil de gaz de sinteză și măresc costul purificării metanolului.
Astfel, sinteza industrială a alcoolului metil include trei etape principale:
- obținerea unui amestec de monoxid de carbon și hidrogen (gaz de sinteză);
- obținerea alcoolului metil brut;
- izolarea și purificarea alcoolului metil (rectificare).
Ca și în producerea de amoniac, principiul circulației este utilizat în sinteza metanolului. Gazul de sinteză purificat de la compușii de sulf este comprimat în compresor la o presiune de 5-9 MPa, răcit într-un frigider și alimentat într-un separator pentru separarea apei condensate. După trecerea separatorului, gazul de sinteză este amestecat cu gazul circulant, care este din nou adus la presiunea de lucru în compresorul de circulație.
In ultimii ani, a efectuat lucrările la crearea de unități combinate, unde sinteza combinată a metanolului exotermă și procesele endoterme pentru producerea gazului de sinteză, adică o termofixare autoîntreținută (principiul schimbului de căldură).
Aparatele de comandă și control ale instalațiilor industriale trebuie să asigure buna funcționare a procesului, în special să atenueze influența diferitelor încălcări ale sistemului prin comutarea automată a supapelor de mare viteză. O atenție deosebită este acordată prevenirii poluării mediului cu gaze reziduale și canalizare.
Dacă observați o eroare în text, selectați cuvântul și apăsați Shift + Enter
Articole similare
-
Caracteristicile tehnologiei de producție a anumitor tipuri de uleiuri - rezumate, eseuri gratuite
-
Planul de afaceri pentru producția de metanol este un exemplu
Trimiteți-le prietenilor: