متانول چیست و چه کاربردی دارد

متانول چیست

متانول به انگلیسی Methanol که با نام متیل الکل نیز شناخته می‌شود، ساده‌ترین الکل با فرمول CH₃OH (گروه متیل مرتبط با گروه هیدروکسیل، اغلب به اختصار MeOH) است. این یک ترکیب آلی متشکل از یک اتم کربن منفرد می باشد که به سه اتم هیدروژن (CH₃) و یک گروه هیدروکسی (OH) پیوند دارد. متانول ترکیب شیمیایی پر کاربرد برای صدها محصول روزمره از جمله پلاستیک، رنگ، قطعات خودرو و مصالح ساختمانی است. متیل الکل همچنین یک سوخت با اکتان بالا و یک منبع انرژی پاک می باشد که برای سوخت خودروها، کامیون‌ها، اتوبوس‌ها، کشتی‌ها، پیل‌های سوختی، دیگ‌ها و اجاق‌ها استفاده می‌شود.

متانول به عنوان یک مایع نسبتاً فرار ، بی رنگ و با بوی تند کمی شیرین مانند بوی الکل اتانول به نظر می رسد و می تواند به طور کامل با آب مخلوط شود. یک مایع بی رنگ است که در دمای ۶۴٫۷ درجه سانتی گراد (۱۴۸٫۵ درجه فارنهایت) می جوشد و در دمای ۹۷٫۶- درجه سانتی گراد (۱۴۳- درجه فارنهایت) جامد می شود. با هوا مخلوط های انفجاری تشکیل می دهد و با شعله غیر نورانی می سوزد.

کاربرد

کاربرد متانول در سنتز آلی، به عنوان سوخت، حلال و ضد یخ است. همچنین یک مایع قطبی در دمای اتاق می باشد که به عنوان ضد یخ، حلال، سوخت و به عنوان دناتوره کننده اتانول استفاده می شود.

متانول نوعی الکل است که عمدتاً از گاز طبیعی بدست می آید (بیشتر در کشورهای که از منابع گاز طبیعی برخور دار هستند). این ماده پایه ای از اسید استیک و فرمالدئید است و در سال های اخیر نیز به طور فزاینده ای در اتیلن و پروپیلن استفاده شده است. اختلاط متانول با موادی از این دست، آن را قادر می سازد تا به عنوان یک ماده میانی برای ساختن هزاران محصول استفاده شود که عملاً در اکثر بخش های از زندگی ما استفاده می شود. اسید استیک و فرمالدئید از جمله محصولات مشتق از آن هستند که به عنوان مواد پایه در پلاستیک اکریلیک استفاده می شوند. همچنین در تولید پارچه و الیاف مصنوعی که برای دوخت لباس بکار می روند. در تولید چسب، رنگ و تخته سه لا مورد استفاده در ساخت و ساز، و همچنین به عنوان یک عامل شیمیایی در داروها و مواد شیمیایی کشاورزی و کاربردهای بی شمار دیگر که متانول را در زندگی انسان به ماده با اهمیتی تبدیل نموده است.

متانول بهترین حلال برای استخراج مواد شیمیایی و گیاهی می باشد و در مقایسه با اتانول قابلیت استخراج بالایی دارد. قطبیت آن روی تعداد زیادی از مواد شیمیایی گیاهی از جمله ترکیبات قطبی و غیر قطبی کار می کند. قابلیت استخراج حداقل ۵۰ درصد در هر دو طرف قطبیت را دارد.

آیا متانول برای ضدعفونی سطوح مناسب است؟

متانول نباید به جای ضدعفونی کننده های دستی تولید شده بر پایه اتانول یا ایزوپروپیل الکل یا به عنوان ضدعفونی کننده برای تمیز کردن سطوح استفاده شود. مراکز بهداشت عمومی گزارش داده‌اند که متانول در مقایسه با سایر الکل‌ها توانایی ضعیفی در کشتن ویروس‌ها دارد و نسبت به سایر الکل‌ها کمتر موثر است.

تولید متانول

در سال ۱۹۵۲، میتسوبیشی گاز شیمیایی اولین شرکت در ژاپن بود که با موفقیت گاز طبیعی را به متانول سنتز کرد. برای بیش از یک دهه، متانول (MGC) و محصولات و مشتقات آن را در یک کارخانه واحد در نیگاتا در شمال ژاپن تولید کرد و امروزه عمدتاً به صورت صنعتی با هیدروژناسیون مونوکسید کربن تولید می شود. در تولید متانول از طریق هیدروژناسیون، دی اکسید کربن (CO₂) که یکی از گازهای گلخانه ای است و می تواند باعث گرم شدن کره زمین شود، در جو تبدیل به محصولات با ارزش مثل متانول می شود. متانول از فرآورده نفتی (گاز سنتز) از طریق هیدروژنه کردن CO و CO₂ و واکنش جابجایی آب-گاز معکوس تولید می شود. این عملیات دارای یک اثر مثبت مضاعف است، زیرا CO/CO₂ را از مخلوط متانول-آب حذف می‌کند، بنابراین امکان بازیافت کامل دی اکسید کربن و جلوگیری از حضور آن در محصول را فراهم می‌کند، در حالی که آب را از هیدروژن مرطوب حذف می‌کند، بنابراین از تاثیر منفی جلوگیری می‌ نماید. برای اینکه تولید متانول از طریق هیدروژناسیون گاز کربنیک به یک فرآیند رقابتی تبدیل گردد، باید شرایط عملیاتی بهینه با حداقل هزینه تولید در نظر گرفته شود.

از روش های دیگر تولید این ماده شیمیایی، تولید سوخت بیولوژیکی (بیودیزل) از طریق واکنش ترانس استریفیکاسیون (transesterification reaction) است. از این فرآیند در تصفیه خانه های فاضلاب و یا حتی همزمان با تولید میکروجلبک ها استفاده می شود تا متانول به عنوان سوخت بیولوژیکی و محصول جانبی تولید شود. روش های دیگری هم وجود دارد که درحال استفاده هستند مانند استفاده از زباله های کشاورزی، شهری و صنعتی برای ساخت گاز سنتز با استفاده از تکنیک هایی مشابه سنتز کردن. بنابراین، متانول به عنوان یک منبع سوخت سازگار با محیط زیست است و تقاضای آن در سراسر جهان به عنوان منبعی امیدوار کننده برای عصر جدید انرژی پاک در حال افزایش است.

کاربرد متانول به عنوان سوخت

متیل الکل را می توان در مقادیر کم با بنزین ترکیب نمود و در وسایل نقلیه جاده ای مورد استفاده قرار داد، یا می توان آن را در ترکیبات با نسبت بالا مانند M85 در خودروهای با سوخت انعطاف پذیر یا M100 در خودروهای اختصاصی متانول به عنوان جایگزینی برای بنزین یا گازوئیل استفاده کرد. متانول قرار است سوخت اصلی خودروها باشد، چه به‌ عنوان سوخت مایع، مخلوط با بنزین، یا در پیل‌های سوختی که در آنجا برای تهیه هیدروژن در خودرو و یا هیدروژن برای پیل سوختی استفاده شده است. در حالی که چند سال پیش، تنها مقدار کمی از آن به طور مستقیم به عنوان سوخت در خودروها استفاده می شد، این استفاده اکنون به سرعت در حال افزایش است. امروزه در کشور چین بنزین را با متانول با نسبت ۱۵ درصد بدون نیاز به طراحی مجدد موتور خودروها مخلوط می تمایند. با کمی طراحی مجدد، می توان از متانول بیشتری حتی تا ۸۵ درصد استفاده کرد. امروزه در سراسر جهان استفاده از متانول به عنوان سوخت تا ۱۰ درصد (حدود ۷ میلیون تن در سال) مورد استفاده قرار می دهد، و همچنان انتظار می رود در سال های آینده افزایش یابد.