Глава 3.

Метанол.

1. Основные физико-химические свойства метилового спирта.

Метиловый спирт - простейший алкоголь алифатического ряда.

Метанол представляет собой бесцветную прозрачную, ядовитую, легковоспламеняющуюся жидкость с запахом, напоминающим винный спирт. Растворяется в воде в любых соотношениях, хорошо растворяется в органических растворителях.

Химическая формула	CH3OH
Молекулярная масса	32,04
Плотность при 20С	792 кг/м^3
Температура кипения	64,7 С
Температура плавления	- 97,8 С
Вязкость при 20C	0,5506 мПа  с
Плотность паров по воздуху	1,1
Теплоемкость при 20C	2,49 кДж./(кг К)
Теплопроводность при 20C	0,202 Вт/(мг К)
Коэффициент диффузии пара в воздухе при 25C	0,162 см^2/с
Диэлектрическая постоянная	32,63
Давление паров при 20C	11,8 кПа

2. Применение и значение метанола.

Промышленное производство синтетического метанола, то есть продукта каталитического синтеза из окиси углерода и водорода, началось с 1923г. в Германии, с 1927г. – в США, с 1934г. – в СССР. Примерно в 1955г. мировое производство метанола превысило 1 млн. т/год, в связи с чем он вошел в число крупнотоннажных продуктов основного органического и нефтехимического синтеза. Именно с этого времени основным сырьем для производства метанола стали служить природный газ, попутные газы нефтепереработки и нефтедобычи, прямогонный бензин и некоторые другие нефтепродукты.

В химической промышленности метанол применяется в качестве полупродукта для многих промышленных синтезов. В наибольших количествах он применяется для получения формальдегида (применяемого для выработки пластмасс и формальдегидных смол), синтетического каучука, уротропина, метакрилатов, метиламинов и других продуктов. Также метанол служит селективным растворителем для очистки бензинов от меркаптанов в нефтеперерабатывающей промышленности. Он обладает высоким октановым числом и может применяться как составная часть моторного топлива, а также в качестве антифриза.

В последнее время одним из самых перспективных путей использования метанола является получение диметилового эфира и использованием последнего в качестве топлива. Уже в 1996 году диметиловый эфир упоминался в зарубежной печати как экологически чистое топливо XXI века.

Отделение ректификации метилового спирта установки по производству метанола М-750 предназначено для очистки метанола-сырца и получения товарного метанола-ректификата, утилизации тепла конвертированного газа и очистки технологического конденсата.

3. Современные узлы синтеза метанола.

В 1661 году впервые метанол был определён в продуктах, получаемых при сухой перегонке древесины, но лишь в 1834 году был выделен Думасом и Пелиготом .

В настоящее время известно ряд способов получения метилового спирта:

• Сухая перегонка древесины

• Термическое разложение формиатов

• Гидрирование метилформиата

• Окисление метилхлорида

• Каталитическое неполное окисление метана

• Каталитическое гидрирование оксида и диоксида углерода

Способ, основанный на сухой перегонке древесины, 90 лет назад был единственным освоенным процессом получения метанола. В 1913 году был разработан синтетический способ получения метанола из оксида углерода и водорода на цинк-хромовом катализаторе при давлении 250-350кгс/см². (В промышленных технологических процессах используют различные виды водородсодержащего сырья: это, главным образом, природный газ и отходы нефтепереработки, а также коксующий уголь, газы производства ацетилена пиролизом природного газа и др.).

Одним из перспективных направлений считается прямое окисление метана. Прямое окисление метана до метанола является предметом многих исследовательских и опытно-конструкторских работ на протяжении ряда лет. В институте химической физики им. Н.Н. Семёнова РАН профессором В.И. Веденеевым была разработана первая модель прямого окисления метана при умеренных температурах и повышенных давлениях. Результаты подтверждены испытаниями на пилотной установке производительностью 100т. метанола в год.

Современная технологическая схема производства из природного газа состоит из следующих стадий процесса:

1. Очистка природного газа от соединений серы каталитическим гидрированием их до H₂S, который затем адсорбируют поглотителем на основе ZnO.

2. Конверсия природного газа в синтез-газ, в основном, паровая или пароуглекислотная, а также парокислородная или парокислородноуглекислотная. После охлаждения и конденсации водяных паров газ компримируют.

3. Каталитический синтез метанола. Газ на выходе из реактора содержит 3-5% СНзОН, затем газ охлаждают и конденсируют продукты реакции, оставшийся газ смешивают с исходным газом и рециркулируют в реактор. Метанол-сырец содержит кроме 94-99 % метанола также воду, этанол, пропанол, бутиловые и амиловые спирты, диметиловый эфир и др.

4. Ректификация метанола-сырца: на первой ступени отгоняют легколетучие компоненты, на второй, метанол отделяют от воды и высококипящих компонентов. Товарный метанол содержит обычно 0,02 - 0,08 мас.% воды.