متانول

متانول (Methanol) با فرمول شیمیایی CH₃OH، یکی از پرکاربردترین ترکیبات شیمیایی در جهان و ساده ترین نوع الکل است. این ماده بی رنگ و فرار با بوی خاص و تند خود در طبیعت به صورت محدود در بعضی از فرآیندهای زیستی وجود دارد ولی به طور صنعتی از گازهای طبیعی و زغال سنگ تولید می شود. این ماده با نام‌های متیل الکل یا الکل چوب نیز شناخته می‌شود. این الکل به آسانی در آب و بسیاری از حلال‌های آلی حل می‌شود و دارای نقطه ذوب و جوش پایینی است که در شرایط مختلف به‌ راحتی  قابل استفاده می باشد. متانول از نظر شیمیایی یک دناتوره‌کننده سنتی برای اتانول است و به دلیل ساختار مولکولی و خواص خاص خود، کاربردهای فراوانی به عنوان یک حلال آزمایشگاهی، ماده اولیه سوخت، ترکیبات شیمیایی (فرمالدهید ، اسید استیک و ...)، ضد یخ خودرو و جایگزین سوخت فسیلی دارد. این ماده با تطبیق پذیری بالای خود و کاربردهای گسترده به عنوان یکی از مهم ترین الکل های صنعتی شناخته می شود. البته باید توجه داشت که این ماده سمی و اشتعال پذیر است و کار با آن نیازمند رعایت اصول ایمنی و استفاده از تجهیزات محافظتی مناسب می باشد.  

تاریخچه و روش تولید متانول

 در زمان مصر باستان از ترکیبات حاوی این ماده در مومیایی سازی استفاده می شد. در سال 1661 رابرت بویل (Robert Boyle) با سوزاندن چوب جعبه، متانول خالص را استخراج و آن را روح جعبه نامگذاری کرد. پس از آن در سال 1834 شیمی دانان فرانسوی ترکیب شیمیایی آن را مشخص کردند و واژه متیلن را معرفی کردند که بعدها به متیل و سپس به متانول تغییر یافت. در سال 1923 شیمیدان آلمانی ماتیاس پیر (Matthias Pier) روش صنعتی برای تولید این ماده از گاز با استفاده از کاتالیزور کرومات روی ابداع کرد. این روش در دما و فشار بسیار بالا انجام می شد و سبب پیشرفت زیادی برای تولید صنعتی این ماده شد. 

امروزه متانول بیشتر از متان موجود در گاز طبیعی به دست می‌آید. در فرآیند اصلی که به آن رفرمینگ بخار-متان (SMR) می‌گویند، متان با بخار در حضور کاتالیزور نیکل واکنش می‌دهد و مونوکسید کربن و هیدروژن تولید می‌شود. سپس این مخلوط طی فرآیندی در دما و فشار بالا به متانول تبدیل می‌شود. با افزایش دی اکسید کربن (CO₂) به فرآیند، می توان متانول بیشتری تولید کرد. اخیراً دانشمندان دریافته اند که می توان با استفاده از انرژی خورشیدی و گاز دی اکسید کربن نیز متانول تولید کرد. این روش حدود 95 درصد راندمان دارد و کاربردهای بالقوه‌ای در کاهش انتشار  CO₂از نیروگاه‌ها به کمک جذب  CO₂و تبدیل آن به سوخت مایع، متانول دارد، که می‌تواند به عنوان جایگزین سوخت پاک‌تر استفاده شود. تیم تحقیقاتی که این روش جدید را بیان کرده اند، این فناوری را گامی امیدوار کننده به سمت تولید سوخت پایدارتر در مناطقی که دسترسی آسان به زیرساخت‌های سوخت سنتی ندارند، مانند مناطق دورافتاده می‌دانند. شرکت یکتا شیمی آزما ارائه دهنده این حلال باکیفیت و مقرون‌به‌صرفه  می باشد جهت اطلاع از قیمت و خرید آن به بخش ارتباط با ما مراجعه نمایید و با ما در تماس باشید.

کاربرد متانول در صنایع مختلف

این ماده حقیقتا ماده ای اساسی و مهم در صنایع مختلف به شمار می‌آید و در تولید ترکیبات شیمیایی، سوخت، حلال‌ها و ... نقش مهمی دارد.

1. ماده اولیه برای تولید مواد شیمیایی دیگر: 

متانول ساختار بسیار ساده ای دارد و به عنوان یک ماده پایه در تولید بسیاری از ترکیبات شیمیایی کاربرد دارد. برای مثال حدود 30 درصد از مصرف متانول برای تبدیل شدن آن به فرمالدهید استفاده می شود. فرمالدهید در صنایع چوب، مبلمان، برای ساخت تخته های فشرده و چسب های قوی کارایی دارد همچنین در صنایع ساختمانی برای تولید محصولات مقاوم به رطوبت از این ماده استفاده می شود. متانول در تولید اسید استیک که در تولید محصولات (پلاستیک، رنگ، چسب، رزین و ... ) مورد استفاده قرار می گیرد، استفاده می گردد. علاوه بر این Methanol در تولید متیل ترشری بوتیل اتر (MTBE) که یک ماده افزودنی در سوخت خودرو است کاربرد دارد و باعث افزایش اکتان بنزین و کاهش آلاینده ها می شود. 

2. حلال:

 این ماده کاربردهای گسترده‌ای به عنوان حلال دارد، در آزمایشگاه ها از آنجا که مواد شیمیایی را در خود حل می کند و باعث می شود تا آن‌ها به راحتی در دستگاه‌های تحلیل شیمیایی، جداسازی یا شناسایی شوند؛ می تواند در تحلیل‌های کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا(HPLC)  و طیف‌سنجی UV/VIS کارآمد باشد. همچنین، Methanol یک عامل خشک‌کننده عالی بوده که می‌تواند رطوبت مواد را جذب کند. این ویژگی آن را به حلالی ایده‌آل برای آماده‌سازی استانداردهای آزمایشگاهی برای تحلیل‌های دستگاهی تبدیل می‌کند. 

متانول برای تولید انواع رزین، چسب جوهر و رنگزا مصرف می شود. در صنایع رنگ و رزین این ماده به عنوان حلال رنگ، جلا دهنده و همچنین حلال رزین بر پایه نیتروسلولز کاربرد دارد. خوب است بدانید این ماده  نسبت به آب نقطه انجماد پایین تری دارد از این رو وقتی با آب ترکیب شود می تواند نقطه انجماد را کاهش دهد و سبب آب شدن یخ شود درنتیجه حلال مناسبی در شیشه شوی خودرو و ضد یخ خودرو بوده به صورت کلی در صنایع برای جلوگیری از یخ زدگی سیستم های خنک کننده مصرف می شود. متانول حتی در صنعت داروسازی هم به عنوان حلال مصرف می شود.

3. سوخت و پیل های سوختی: 

 بنزین از طریق سوخت های فسیلی (نفت و گاز) تولید می شود اما می توان از متانول به عنوان سوخت تجدید پذیر استفاده کرد. متانول نسبت به بنزین قیمت پایین تر، خطر اشتعال کمتر، روش تولید آسان تر و از همه مهم تر تولید آلاینده های کمتری دارد از این رو می تواند به طور مستقیم یا به صورت ترکیب با بنزین برای سوخت رسانی به خودرو ها استفاده شود. برای مثال این ماده به عنوان سوخت در خودروهای مسابقه ای در سراسر جهان استفاده می شود. همچنین در صورت ترکیب با هیدروکسید پتاسیم می تواند جایگزینی برای سوخت دیزل شود. این ماده می تواند به طور قابل توجهی انتشار سموم را کاهش دهد که آن را به یک گزینه سوخت سازگار با محیط زیست تبدیل می کند و همچنین احتمال انفجار وسایل نقلیه را کاهش می دهد. با توجه به محدودیت‌های زیست‌محیطی جدید، از آن به عنوان سوختی کم آلاینده برای کشتی‌ها و وسایل دریایی استفاده می‌شود. این ماده زمانی که در توربین های گاز مصرف می شود می تواند تخلیه‌های خطرناک اکسید نیتروژن را 80 درصد کاهش دهد. 

از آنجایی که می تواند مقدار زیادی انرژی را ذخیره کند و در عین حال مقدار کمی فضا را اشغال کند به عنوان سوخت در پیل‌های سوختی استفاده می‌شود. این انرژی را با واکنش‌های الکتروشیمیایی تولید می‌کند. مصارف این پیل‌ها در وسایل الکتریکی، تلفن‌های همراه، لپ تاپ و منابع انرژی قابل حمل می باشد.

4. تصفیه آب و فاضلاب:

 دنیتریفیکاسیون (حذف نیترات از فاظلاب) این فرآیند اهمیت زیادی دارد چون از تشکیل شکوفه های جلبکی مضر و سمی جلوگیری می کند. پدیده شکوفه جلبکی توسط باکتری هایی ایجاد می شود که در حضور نیترات تکثیر می شوند و می توانند آب را آلوده کنند. با افزودن متانول به سیستم فاضلاب، فعالیت باکتری های بی هوازی (باکتری های که نیاز به اکسیژن ندارند) افزایش پیدا می کند. این باکتری می تواند نیترات موجود در آب را تجزیه کند و به گاز نیتروژن تبدیل کند. امروزه این فرآیند به شکل گسترده در سیستم های تصفیه فاضلاب استفاده می شود. 

نکاتی که هنگام استفاده با متانول بهتر است به آن دقت داشته باشید

• در صورت تماس با پوست ناحیه تماس یافته را با آب فراوان بشویید و در صورت تحریک به پزشک مراجعه کنید.
• در صورت تماس با چشم باید حداقل 15 دقیقه چشم ها را با آب بشورید یا از چشم شور استفاده کنید و به پزشک مراجعه کنید.
• در صورت خوردن این ماده سریعاً به پزشک یا مراکز مسمومیت مراجعه کرده و از استفراغ خودداری کنید.
• برای اطفاء آتش از فوم‌های مقاوم به الکل، دی‌اکسید کربن یا پودر شیمیایی خشک استفاده کنید. برای این ماده به دلیل خاصیت اشتعال پذیری ممکن است استفاده از آب موثر نباشد.
• کار با این ماده باید در محیط‌هایی با تهویه مناسب باشد تا از تجمع بخارات جلوگیری شود.
• در محیط خشک و خنک، دور از نور مستقیم آفتاب، منابع حرارتی و در ظرف های مقاوم به مواد شیمیایی نگهداری شود.
• در صورت نشتی محیط را ایزوله کرده و از مواد جاذب مانند خاک یا شن برای پاکسازی محل استفاده کنید.