الکلها – متانول

الکلها به دسته های مختلفی تقسیم بندی می شوند و همه ی انها معمولا پسونداُل دارند.

شرکت کویر شیمی در این مقاله به شرح مختصری از متانول پرداخته است.

کربینل-متیل هیدروکسید

نام الکل از کلمه یونانی متی (شراب) و ایلو (چوب) گرفته شده است.  اولین بار توسط بویل در سال 1661 میلادی تهیه شده است.

متانول با مصرف سالانه بیشنر از 12000000 متریک تن تولید سالانه ،در جهان بیست و یکمین مقام را دارد.

به متانول ،الکل چوب (عرق چوب)هم می گویند.زیرا متانول در صنعت به مدت یک قرن از تقطیر چوب تهیه می شود.

الکل خالص را از استری کردن ان با اسید اکسالیک و صابونی کردن استر خالص تهیه می کنند.

متانول سالهای بسیار بیشترین مصرف را به عنوان ماده اولیه در تهیه فرم الدئید داشت ، بدین منظور تقریبا نصف متانل تولیدی مصرف می شود.

طرز تهیه و خواص شیمیایی متانول:

به طور خلاصه می توان گقت که یکی از راههای تهیه متانل ،ایجاد واکنش بین کربن منوکسید و هیدروژن در 230-400 درجه سانتی گراد می باشد.
روش تهیه متانول در فشار کمتر با استفاده از کاتالیزرورهای اکسیدهای روی ،مس، کرومیت طراحی و اجرا شده است.ولی به علت مسموم شدن کاتالیزور در اثر ترکیب با گوگرد یا کلریدها ،باید گازهای خالص مصنوعی بکار برد.
متانول به علت ویژگیهایی که دارد واکنشهای متعددی با ترکیبات شیمیایی دارد.

از این روست که مواد شیمیایی چندی از ان تهیه می کنند،از جمله با کربونیل کردن ان ،استیک اسید تهیه می شود،این اسید را به روش دیگری یعنی ترکیب متانول با کربن منوکسید نیز می توان تهیه کرد.
از ترکیب متانول با کربن مونوکسید و هیدروژن در یک محیط متشابه الترکیب ،اتانل نیز به دست می اید.

خواص فیزیکی:

متانول مایعی زلال ،سفید مانند اب ،با بویی ملایم در دمای معمولی است .متانل با شعله کمی ابی می سوزد و اگر با اب مخلوط شود،حجم ان کم شده و گرما تولید می کند.
از جمله خواص فیزیکی متانول به شرح زیر می باشد:
نقطه انجماد 68/97-
نقطه جوش 70/64-
دمای بحرانی 43/239
فشار بحرانی 8096

 

 

واکنش های شیمیایی :

متانول ،واکنشهای شاخص الکها به عنوان یک گروه مواد شیمیایی را پذیرا است.
واکنشهای با اهمیت ویژه از نقطه نظر صنعتی ،عبارتند از :هیدروزن گیری ،هیدزوژن گیری اکسیداتیو،تبدیل به فرم الئید روی کاتالیزورهای نقره یا مولیبدن –اکسید اهن،کربونیل دار کردن و تبدیل به استیک اسید توسط کاتالیزورکبالت یا رودیوم ،دی متیل اتردر اثر حذف اب با کاتالیزور اسید از متانول تشکیل می شد.
واکنش کاتالیز شده با اسید ایزوبوتیلن و متانل به تشکیل متیل –بوتیل اتر نوع سوم منجر مشود که ماده بالا برنده مهم اکتان بنزین است و این واکنش از خواص کاربردی رو به ازایش متانول است.

مسمویت متانول:

بیشترین خطر شناخته شده متانول برای سلامتی انسان ،کوری در اثر نوشیدن است.
بلع متانول ممکن است در اثر دامنه وسیعی از حرکات متقابل صورت گیرد،احتمالا ممکن است در اثر نوشیدن مقادیر متنوع اتانول عمل شود.
اتانول بطور انتخابی توسط بدن متابولیزه شده و سبب می شود دفع مسمومیت در اثر تنفس به مقدار زیادی صورت گیرد.
طبق گزارش نوشیدن 25-100 میلی گرم متانول سبب مرگ می شود.

علائم اولیه مسمومیت عبارتند از :

ضعف
خستگی
سردرد
سرگیجه
حالت تهوع
درد شکمی

مصارف متانول:

تاکنون تقریبا تمام متانول تولیدی برای تهیه الدئید بکار رفته است .
در اینده به علت مصرف متانول در تولید انبوه و روبه رشد مواد شیمیایی مانند استیک اسید ،متیل بوتیل اتر نوع سوم ،اکسینل و مواد شیمیایی واسط دیگر،فرم الدئید این موقعیت را از دست خواهد داد.
فرم الدئید در تولید رزینهای امین دار فنلی(49%)،1و4-بوتان دی ال(8%)،رزینهای استال(7%)،پنتااری تریتول(7%)و4و4-متیلن دی فنیل ایزواسیانات(3%) ویک گروه مصارف لوازم خانگی و خودرو دارد.
این رزینها برای ساخت تخته جند لایی ،تخته های فشرده (نئوپان)،ورقه های پلاستیکی ،رزینهای ریخته گری و پوششها بکار میروند.
چون بازار این مواد با تغییرات در وضع اقتصادی نوسان می کند،به اسانی می توان قسمت عمده سود و ضرر در تولید اتانول را وقتی چرخه های اقتصادی بالا و پایین می روند براورد کرد.
یکی از مصارف جالبتر و رو به رشد متانول کاربرد ان به عنوان افزایش دهنده اکتان بنزین است.
کاربردهای مهم دیگر متانول در تهیه متیل کریلات،متیل امینها،متیل هالیدها ودی متیل ترفتالات است.
متانول به عنوان حلال و عناوین متعدد دیگر در اینده مصرف بسیار خواهد داشت.
یکی از مصارف اینده متانول کاربرد مستقیم ان در سوختها است.

الزاما ان را می توان به عنوان جانشینی برای سوخت دیزل یا بنزین یا یک ارزان کننده بنزین مصرف کرد.

مصارف سوختی دیگر ان از جمله به عنوان سوخت برای توربینهای الکتریکی حداکثری در محل هایی که سوختهای تمیز سوز نیاز است بسیار مورد توجه است.
متانول همچنین در ساخت بنزین در فرایند تبدیل متانول به بنزین مصرف شود.
مصرف عمده بالفعل دیگر متانول در تولید پروتئین تک سلولی است.
Scpها به عنوان افزودنیهای غذای حیوانات ،جانشین مکملهای پروتئینی مانند پودر شیر شده ،غذای سویا و غذای ماهی می گردند.

متانول یک ترکیب شیمیایی جالب و مهم است که ویژگی‌ها و کاربردهای مختلفی دارد. در ادامه به برخی نکات و اطلاعات اضافی درباره متانول اشاره می‌کنم:

۱. خواص فیزیکی و شیمیایی

– نقطه جوش: متانول دارای نقطه جوش نسبتا پایین (حدود ۶۴.۷ درجه سانتی‌گراد) است.
– حلالیت: این ماده در آب بسیار حل‌شدنی است و به عنوان یک حلال مؤثر در بسیاری از واکنش‌های شیمیایی استفاده می‌شود.
– قابلیت اشتعال: متانول به راحتی اشتعال‌پذیر است و بخارات آن می‌توانند خطرناک باشند.

۲. کاربردها

– صنعت خودرو: به عنوان سوخت پاک و تجدیدپذیر در برخی خودروها و موتورهای خاص استفاده می‌شود.
– صنعت داروسازی: به عنوان یک ماده اولیه در تولید داروها و ترکیبات شیمیایی پزشکی.
– تولید پلیمرها: در تولید پلیمرهای مختلف مانند پلی‌متیل متاکریلات (PMMA) به کار می‌رود.

۳. خطرات و ایمنی

– سمی بودن: متانول به شدت سمی است و مصرف آن می‌تواند منجر به مسمومیت و آسیب‌های جدی به سلامتی شود. علائم مسمومیت شامل سردرد، سرگیجه، و در موارد شدیدتر، کوری و مرگ است.
– اقدامات ایمنی: در هنگام کار با متانول، استفاده از تجهیزات ایمنی مانند دستکش و عینک محافظ ضروری است.

۴. تحقیق و توسعه

– تحقیقات جدید: تحقیقات در مورد استفاده از متانول به عنوان سوخت جایگزین و در فرآیندهای شیمیایی پایدار در حال افزایش است.
– پروژه‌های پایدار: پروژه‌های بسیاری در حال بررسی روش‌های پایدار برای تولید متانول از CO₂ و منابع تجدیدپذیر هستند.

۵. بازار جهانی

– تقاضا و عرضه: با توجه به کاربردهای متنوع، تقاضا برای متانول در بازار جهانی در حال افزایش است و کشورهای مختلف به تولید آن پرداخته‌اند.

متانول به عنوان یک ماده شیمیایی کلیدی در صنایع مختلف، نقش مهمی در اقتصاد و علم دارد و تحقیقات بیشتر در این زمینه می‌تواند به بهبود فرآیندها و کاهش اثرات زیست‌محیطی کمک کند.

روش‌های تولید متانول :

تولید متانول به چندین روش مختلف انجام می‌شود که شامل فرآیندهای شیمیایی و بیوشیمیایی است. در زیر به برخی از روش‌های اصلی تولید متانول اشاره شده است:

1. فرآیند سنتز گاز:

– این روش شامل گازسازی مواد اولیه مانند زغال‌سنگ، نفت خام یا گاز طبیعی است. این مواد به مونوکسید کربن (CO) و هیدروژن (H₂) تبدیل می‌شوند. سپس این گازها در دما و فشار بالا با یک کاتالیزور (معمولاً کاتالیزورهای مسی) به متانول تبدیل می‌شوند.

2. گاز طبیعی:

– یکی از رایج‌ترین روش‌ها، تبدیل گاز طبیعی به متانول است. در این فرآیند، گاز طبیعی ابتدا به سنتز گاز تبدیل می‌شود و سپس به متانول تبدیل می‌گردد.

3. تولید بیولوژیکی:

– برخی میکروارگانیسم‌ها می‌توانند متانول را از مواد زیستی تولید کنند. این روش شامل استفاده از باکتری‌ها یا جلبک‌ها برای تبدیل CO₂ و مواد آلی به متانول است.

4. تبدیل دی‌اکسید کربن:

– در این روش، دی‌اکسید کربن (CO₂) به همراه هیدروژن به متانول تبدیل می‌شود. این فرآیند می‌تواند به عنوان یک راهکار برای کاهش اثرات تغییرات اقلیمی در نظر گرفته شود.

5. فرآیندهای شیمیایی دیگر:

– برخی روش‌های شیمیایی دیگر نیز وجود دارند که می‌توانند متانول را از ترکیبات آلی یا سایر منابع تولید کنند.

هر یک از این روش‌ها مزایا و معایب خاص خود را دارند و انتخاب روش مناسب بستگی به عوامل مختلفی از جمله هزینه‌ها، منابع موجود و نیازهای بازار دارد.

درمان مسمومیت با متانول :

مسمومیت با متانول یک وضعیت پزشکی اورژانسی است و نیاز به درمان فوری دارد. در صورت مشکوک بودن به مسمومیت با متانول، باید بلافاصله به مراکز درمانی مراجعه کنید. درمان مسمومیت با متانول شامل مراحل زیر است:

۱. تسکین علائم و حمایت از تنفس

– پشتیبانی تنفسی: در صورت وجود مشکلات تنفسی، ممکن است نیاز به تنفس مصنوعی یا اکسیژن درمانی باشد.

۲. شستشوی معده

– اگر مسمومیت در ساعات اولیه پس از مصرف متانول رخ دهد، شستشوی معده می‌تواند به کاهش جذب ماده سمی کمک کند.

۳. استفاده از آنتی‌دوت

– اتانول: اتانول به عنوان یک آنتی‌دوت برای مهار متابولیسم متانول به فرمیدهید (فرمالدهید) استفاده می‌شود. این ماده با رقابت برای آنزیم‌های کبدی (الکل دهیدروژناز) از تبدیل متانول جلوگیری می‌کند.
– فومپیزول: این دارو نیز به عنوان یک آنتی‌دوت مؤثر برای مسمومیت با متانول استفاده می‌شود و مشابه اتانول عمل می‌کند.

۴. دفع متانول

– هیدراتاسیون و دیالیز: در موارد شدید، ممکن است نیاز به دیالیز همودیالیز برای حذف متانول و محصولات متابولیک آن از خون باشد. این روش به ویژه در مواردی که سطح متانول در خون بالا باشد، مؤثر است.

۵. مراقبت‌های بعدی

– پایش علائم: بیمار باید تحت نظر پزشکان متخصص قرار گیرد تا عوارض احتمالی مانند آسیب به کبد یا کلیه کنترل شود.

نکات مهم

– پیشگیری: از مصرف مواد حاوی متانول و استفاده نادرست از محصولات صنعتی باید پرهیز کرد.
– اورژانس پزشکی: در صورت مشکوک بودن به مسمومیت، هیچ زمانی را از دست ندهید و فوراً به مراکز درمانی مراجعه کنید.

در هر صورت، درمان مسمومیت با متانول باید تحت نظارت پزشک و در محیط بیمارستانی انجام شود.
متانول و فن آوری های نوین
متانول به عنوان یک ماده شیمیایی کلیدی در فناوری‌های نوین مورد توجه قرار گرفته است. در زیر به چندین کاربرد و فناوری مرتبط با متانول اشاره می‌شود:

۱. سوخت‌های هیدروژنی و پیل‌های سوختی

– پیل‌های سوختی متانول: این پیل‌ها برای تبدیل متانول به الکتریسیته استفاده می‌شوند. آنها می‌توانند به عنوان منبع انرژی پاک و قابل حمل برای خودروها و دستگاه‌های الکترونیکی مورد استفاده قرار گیرند.
– تولید هیدروژن: متانول می‌تواند به عنوان منبع هیدروژن در فرآیندهای مختلف شیمیایی استفاده شود. هیدروژن تولید شده می‌تواند در پیل‌های سوختی مصرف شود.

۲. تولید سوخت‌های تجدیدپذیر

– تبدیل CO₂ به متانول: فناوری‌های جدید در حال بررسی روش‌هایی برای تولید متانول از دی‌اکسید کربن و هیدروژن هستند. این فرآیند می‌تواند به کاهش گازهای گلخانه‌ای کمک کند.
– بیودیزل و سوخت‌های زیستی: متانول به عنوان یک ماده اولیه برای تولید بیودیزل از روغن‌های گیاهی و چربی‌های حیوانی استفاده می‌شود.

۳. مواد شیمیایی پایه

– پیش‌سازهای شیمیایی: متانول به عنوان یک ماده اولیه در تولید بسیاری از مواد شیمیایی مانند فرمالدهید، متیل‌استات و متیل‌اکریلات استفاده می‌شود. این مواد در صنعت رنگ، پلاستیک و داروسازی کاربرد دارند.

۴. فناوری‌های ذخیره‌سازی انرژی

– ذخیره‌سازی انرژی: متانول به عنوان یک حامل انرژی می‌تواند در سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی استفاده شود. این ویژگی می‌تواند به انتقال و ذخیره‌سازی انرژی‌های تجدیدپذیر کمک کند.

۵. تحقیقات و توسعه

– پژوهش‌های جدید: تحقیقات در حال انجام برای بهبود روش‌های تولید متانول از منابع تجدیدپذیر و کاهش هزینه‌های تولید است. این امر می‌تواند به توسعه فناوری‌های جدید و پایدار کمک کند.

۶. کاربردهای صنعتی

– فناوری‌های تصفیه آب: متانول به عنوان یک ماده شیمیایی برای تصفیه آب و کاهش آلودگی به کار می‌رود.
نتیجه‌گیری
متانول به عنوان یک ماده شیمیایی چندمنظوره در فناوری‌های نوین و پایدار مورد استفاده قرار می‌گیرد. این فناوری‌ها نه تنها به بهبود کارایی و کاهش هزینه‌ها کمک می‌کنند، بلکه می‌توانند به کاهش اثرات منفی زیست‌محیطی نیز کمک نمایند. با پیشرفت در این زمینه، متانول می‌تواند نقش مهمی در آینده انرژی و صنعت ایفا کند.

مقررات و استاندارهای متانول

مقررات و استانداردهای متانول به منظور تضمین ایمنی، سلامت و حفاظت از محیط زیست در تولید، حمل و نقل، و استفاده از این ماده تعیین شده‌اند. در زیر به برخی از این مقررات و استانداردها اشاره می‌کنم:

۱. استانداردهای ایمنی

– استانداردهای OSHA: اداره ایمنی و بهداشت شغلی ایالات متحده (OSHA) مقررات خاصی برای کار با متانول و مواد شیمیایی سمی دارد. این مقررات شامل اطلاعات در مورد PPE (تجهیزات حفاظت فردی) و شرایط کاری ایمن است.
– NFPA: انجمن ملی آتش‌نشانی (NFPA) خطرات مرتبط با متانول را به صورت طبقه‌بندی شده ارائه می‌دهد. این طبقه‌بندی شامل خطرات آتش‌سوزی، سلامتی و واکنش‌پذیری است.

۲. مقررات زیست‌محیطی

– EPA: آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده (EPA) قوانین و مقرراتی برای کنترل آلودگی و مدیریت مواد شیمیایی، از جمله متانول، دارد. این مقررات به محدود کردن انتشار گازهای گلخانه‌ای و مواد سمی کمک می‌کند.
– REACH: در اتحادیه اروپا، مقررات REACH (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals) نیاز به ثبت و ارزیابی مواد شیمیایی، از جمله متانول، را مشخص می‌کند.

۳. حمل و نقل

– ADR: توافق‌نامه حمل و نقل مواد خطرناک (ADR) در اروپا، مقررات خاصی برای حمل و نقل متانول به صورت جاده‌ای دارد. این مقررات شامل بسته‌بندی، برچسب‌گذاری و مستندات لازم است.
– IMDG: کد بین‌المللی دریایی برای حمل و نقل مواد خطرناک (IMDG) نیز مقرراتی برای حمل و نقل متانول به صورت دریایی دارد.

۴. استانداردهای صنعتی

– ASTM: سازمان ASTM International استانداردهایی برای کیفیت و روش‌های آزمایش متانول و محصولات مرتبط با آن دارد. این استانداردها به تضمین کیفیت و ایمنی محصولات کمک می‌کنند.

۵. آموزش و آگاهی

– برنامه‌های آموزشی: بسیاری از سازمان‌ها و شرکت‌ها برنامه‌های آموزشی برای کارکنان در زمینه ایمنی و استفاده صحیح از متانول ارائه می‌دهند تا خطرات ناشی از این ماده کاهش یابد.
نتیجه‌گیری
مقررات و استانداردهای مرتبط با متانول به عنوان ابزاری برای حفاظت از سلامت عمومی و محیط زیست عمل می‌کنند. رعایت این مقررات برای تولیدکنندگان، توزیع‌کنندگان و مصرف‌کنندگان متانول ضروری است و به کاهش خطرات و بهبود ایمنی کمک می‌کند.