Chemistry & Materials Codexery

Methanol

Простейший спирт, ключевое промышленное химическое вещество и космический маркер.

Метанол, также известный как метиловый спирт, древесный спирт или древесный уксус, является простейшим алифатическим спиртом, в котором метильная группа связана с гидроксильной группой (CH₃OH). Это легкая, летучая, бесцветная и легковоспламеняющаяся жидкость с характерным алкогольным запахом, напоминающим этанол, однако он значительно более токсичен. Название «древесный спирт» происходит от его исторического получения путем сухой перегонки древесины. Сегодня его в основном производят промышленным способом путем гидрирования оксида углерода. Ежегодное мировое производство превышает 20 миллионов тонн, а основное применение — в качестве сырья для формальдегида, уксусной кислоты, метил-трет-бутилового эфира и других химических веществ. Небольшие количества метанола естественным образом присутствуют в организме здоровых людей: в среднем 4,5 части на миллион в выдыхаемом воздухе, а эндогенная продукция составляет около 0,45 грамма в день, частично за счет пектина во фруктах. Он также вырабатывается анаэробными бактериями и фитопланктоном. В космосе метанол в изобилии встречается в областях звездообразования и служит астрономическим маркером; в 2016 году он был обнаружен в протопланетном диске вокруг звезды TW Гидры. Исторически древние египтяне использовали метанол, полученный при пиролизе древесины, для бальзамирования. Роберт Бойль впервые выделил чистый метанол в 1661 году, перегоняя самшит, и назвал его «пироксилиновым спиртом». В 1834 году французские химики Дюма и Пелиго определили его состав и ввели термин «метилен» от греческих корней, означающих «алкогольная жидкость» и «древесина». Слово «метил» появилось около 1840 года, а «метанол» был принят в 1892 году. Первый синтетический процесс был представлен Полем Сабатье в 1905 году, а компания BASF в 1923 году коммерциализировала высокотемпературный метод с использованием катализатора из оксида цинка и хрома. Современное низкотемпературное производство метанола с использованием медных катализаторов было разработано компанией ICI в конце 1960-х годов. Во время Второй мировой войны метанол использовался в качестве ракетного топлива (M-Stoff) и в смеси с гидразином (C-Stoff), а также в качестве водно-метанольного антидетонатора для авиационных двигателей. Интерес к метанолу как к моторному топливу достиг пика во время нефтяных кризисов 1970-х годов, что привело к появлению более 20 000 автомобилей с гибкой системой питания в США к середине 1990-х годов, хотя впоследствии производство сократилось.

Quick Facts

Chemical formula
CH3OH
Also known as
  • methyl alcohol
  • wood alcohol
  • wood spirit
Annual production
over 20 million tons
Primary industrial use
  • precursor to formaldehyde
  • acetic acid
  • MTBE
Toxicity
more acutely toxic than ethanol

Facts from the source article.

Контекст

Метанол — это легкая, летучая, бесцветная и легковоспламеняющаяся жидкость. Он имеет характерный алкогольный запах, напоминающий этанол, но значительно более токсичен. Его химическая структура состоит из метильной группы, связанной с полярной гидроксильной группой. Небольшие количества метанола естественным образом присутствуют в организме здоровых людей: средняя эндогенная продукция составляет 0,45 грамма в день, возможно, за счет метаболизма пектина, содержащегося во фруктах; например, один килограмм яблок может дать до 0,6 грамма метанола. В космосе метанол в изобилии встречается в областях звездообразования и обнаруживается по спектральным линиям излучения, служа маркером таких областей. Исторически древние египтяне использовали метанол, полученный при пиролизе древесины, в процессе бальзамирования. Чистый метанол был впервые выделен в 1661 году Робертом Бойлем путем перегонки самшита. Термин «метанол» был принят в 1892 году Международной конференцией по химической номенклатуре. Промышленное производство эволюционировало от сухой перегонки древесины к синтетическим методам; ключевым современным процессом является низкотемпературный процесс производства метанола, разработанный компанией ICI в конце 1960-х годов с использованием медных катализаторов. Во время Второй мировой войны метанол использовался в качестве топлива в немецких военных ракетах под названием M-Stoff и в смеси примерно 50/50 с гидразином, известной как C-Stoff, а также в качестве антидетонационного агента в двигателях с наддувом.

Путеводитель

Значение метанола заключается в его двойной роли: как основного промышленного химического вещества и как потенциального альтернативного топлива. Будучи сырьем для формальдегида, уксусной кислоты и МТБЭ, он лежит в основе производства полимеров, растворителей и бензиновых присадок. Его использование в процессах «метанол в углеводороды» и «метанол в бензин» открывает пути получения жидкого топлива из природного газа. Как энергоноситель, метанол легче хранить, чем водород или природный газ, хотя его энергетическая плотность ниже, чем у бензина. Он биоразлагаем и обладает низкой экотоксичностью, с коротким периодом полураспада в грунтовых водах. В транспортном секторе метанол может использоваться в двигателях внутреннего сгорания с минимальными модификациями и значительно снижает выбросы оксидов серы, оксидов азота и твердых частиц при использовании в качестве судового топлива. Его обнаружение в межзвездном пространстве также делает его ценным маркером областей звездообразования. Несмотря на технический успех, интерес к метанолу как к моторному топливу снизился в конце 1990-х годов из-за роста цен на метанол и низкой стоимости бензина, хотя Китай продолжает использовать значительные его объемы в качестве транспортного топлива.

More in Химия и материалы

Заметили ошибку?

Исправления от читателей сразу попадают в нашу очередь на проверку. Предложить правку · Как собираются источники для этого сайта

Комментарии

Загрузка…
Открыть в интерактивном кодексе →