Methanol là gì ? Và Ứng dụng của methanol trong đời sống

Methanol hay methyl alcohol, metanol, rượu gỗ (wood spirit), là một hợp chất hữu cơ, và là một loại rượu đơn giản nhất. Methanol có công thức hóa học là CH3OH (một nhóm metyl liên kết với một nhóm hydroxyl, thường được viết tắt là MeOH)

Nó là một chất lỏng nhẹ, dễ bay hơi, không màu và dễ cháy, có mùi cồn đặc trưng tương tự như mùi của etanol (rượu uống được). Methanol có tên rượu gỗ vì nó đã từng được sản xuất chủ yếu bằng cách chưng cất gỗ. Ngày nay, metanol chủ yếu được sản xuất công nghiệp bằng cách hydro hóa carbon monoxide.

Với hơn 20 triệu tấn được sản xuất hàng năm, nó được sử dụng làm tiền chất cho các hóa chất hàng hóa khác, bao gồm formaldehyde, axit axetic, metyl tert-butyl ete, metyl benzoat, anisole, peroxyaxit, cũng như một loạt các hóa chất chuyên dụng hơn.

Ứng dụng của Methanol

Sản xuất formaldehyde, axit axetic, metyl tert-butyl ete

Methanol được chuyển hóa chủ yếu thành formaldehyde, được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là polyme. Việc chuyển đổi kéo theo quá trình oxy hóa:

2 CH3OH + O2 → 2 CH2O + 2 H2O

Axit axetic có thể được sản xuất từ metanol.

Methanol và isobutene được kết hợp để tạo ra metyl tert-butyl ete (MTBE). MTBE là chất tăng trị số octan chính trong xăng.

Methanol chuyển thành hydrocacbon, olefin, xăng

Ngưng tụ metanol để tạo ra hydrocacbon và thậm chí cả các chất thơm là cơ sở của một số công nghệ liên quan đến khí chuyển thành chất lỏng. Chúng bao gồm metanol thành hydrocarbon (MtH), metanol thành xăng (MtG), metanol thành olefin (MtO) và metanol thành propylen (MtP). Những chuyển đổi này được xúc tác bởi zeolit ​​là chất xúc tác không đồng nhất. Quy trình MtG đã từng được thương mại hóa tại Motunui ở New Zealand.

Phụ gia xăng

Chỉ thị Chất lượng Nhiên liệu Châu Âu cho phép các nhà sản xuất nhiên liệu pha trộn tối đa 3% metanol, với một lượng dung môi hòa tan tương đương, với xăng được bán ở Châu Âu. Trung Quốc sử dụng hơn 4,5 tỷ lít metanol mỗi năm làm nhiên liệu vận tải ở mức độ pha trộn thấp cho các phương tiện thông thường và hỗn hợp ở mức độ cao trong các phương tiện được thiết kế cho nhiên liệu metanol

Hóa chất khác

Methanol là tiền chất của hầu hết các methylamine, methyl halogenua và methyl ete đơn giản. Metyl este được sản xuất từ metanol, bao gồm quá trình chuyển hóa este của chất béo và sản xuất dầu diesel sinh học thông qua quá trình chuyển hóa

Nguồn năng lượng tiềm tàng

Methanol là chất mang năng lượng đầy hứa hẹn vì ở dạng lỏng, nó dễ lưu trữ hơn hydro và khí tự nhiên. Tuy nhiên, mật độ năng lượng của nó thấp hơn metan, trên mỗi kg. Mật độ năng lượng đốt cháy của nó là 15,6 MJ/L (LHV), trong khi đó của ethanol là 24 và xăng là 33 MJ/L.

Ưu điểm nữa của metanol là khả năng phân hủy sinh học sẵn sàng và độc tính môi trường thấp. Nó không tồn tại trong môi trường hiếu khí (có oxy) hoặc kỵ khí (không có oxy). Thời gian bán hủy của metanol trong nước ngầm chỉ từ một đến bảy ngày, trong khi nhiều thành phần xăng phổ biến có thời gian bán hủy hàng trăm ngày (chẳng hạn như benzen là 10–730 ngày). Vì metanol có thể trộn lẫn với nước và có khả năng phân hủy sinh học nên nó không có khả năng tích tụ trong nước ngầm, nước bề mặt, không khí hoặc đất.

Methanol làm nhiên liệu

Methanol đôi khi được sử dụng để cung cấp nhiên liệu cho động cơ đốt trong. Nó cháy tạo thành carbon dioxide và nước:

2 CH3OH + 3 O2 → 2 CO2 + 4 H2O

Nhiên liệu metanol đã được đề xuất cho vận tải mặt đất. Ưu điểm chính của nền kinh tế metanol là nó có thể được điều chỉnh phù hợp với động cơ đốt trong chạy xăng với sự sửa đổi tối thiểu đối với động cơ và cơ sở hạ tầng cung cấp và lưu trữ nhiên liệu lỏng. Tuy nhiên, mật độ năng lượng của nó ít hơn xăng, có nghĩa là sẽ cần phải đổ nhiên liệu thường xuyên hơn. Tuy nhiên, nó tương đương với xăng có chỉ số octan siêu cao tính bằng mã lực và hầu hết các hệ thống phun nhiên liệu điều khiển bằng máy tính hiện đại đều đã có thể sử dụng nó.

Methanol là nhiên liệu thay thế cho tàu giúp ngành vận tải biển đáp ứng các quy định về khí thải ngày càng nghiêm ngặt. Nó làm giảm đáng kể lượng khí thải oxit lưu huỳnh (SOx), oxit nitơ (NOx) và vật chất dạng hạt. Methanol có thể được sử dụng với hiệu suất cao trong động cơ diesel hàng hải sau khi sửa đổi nhỏ bằng cách sử dụng một lượng nhỏ nhiên liệu thí điểm (Nhiên liệu kép)

Ở Trung Quốc, metanol cung cấp nhiên liệu cho nồi hơi công nghiệp, được sử dụng rộng rãi để tạo nhiệt và hơi nước cho các ứng dụng công nghiệp khác nhau và sưởi ấm dân dụng. Công dụng của nó là thay thế than đá, vốn chịu áp lực từ các quy định môi trường ngày càng nghiêm ngặt

Các ứng dụng khác

Methanol được sử dụng làm chất biến tính cho ethanol, sản phẩm được gọi là “rượu biến tính” hoặc “rượu methyl hóa”. Điều này thường được sử dụng trong thời kỳ cấm của Hoa Kỳ để ngăn cản việc tiêu thụ rượu lậu, và cuối cùng đã gây ra một số trường hợp tử vong.

Methanol được sử dụng làm dung môi và chất chống đông trong đường ống và dung dịch rửa kính chắn gió. Methanol được sử dụng làm chất chống đông làm mát ô tô vào đầu những năm 1900. Kể từ tháng 5 năm 2018, metanol đã bị cấm ở EU để sử dụng trong rửa hoặc làm tan băng kính chắn gió do nguy cơ tiêu thụ của con người do ngộ độc metanol ở Cộng hòa Séc năm 2012.

Trong một số nhà máy xử lý nước thải, một lượng nhỏ metanol được thêm vào nước thải để cung cấp nguồn thức ăn carbon cho vi khuẩn khử nitrat, chúng chuyển nitrat thành khí nitơ và giảm quá trình nitrat hóa của các tầng ngậm nước nhạy cảm.

Methanol được sử dụng làm chất tẩy màu trong điện di gel polyacrylamide.