تبدیل متانول به فرمالدهید ، الفین ها و متیل ترشیری بوتیل اتر ( MTBE )
1- مقدمه :
استفادة بهينه از گاز طبيعي در جهان به معني پيشرفت تكنولوژي استحصال اين حامل انرژي، توسعة فناوري‌هاي انتقال و تبديل آن و در نتيجه افزايش روزافزون توليد و تجارت آن است. به طور كلي جهت استفاده از گاز طبيعي دو راهكار عمده وجود دارد :
1 - پالايش گاز طبيعي و استفاده از آن به عنوان سوخت و واردشدن در بازار تجارت گاز طبيعي
2 - استفاده از گاز طبيعي ضمن تبديل آن به فراورده‌هاي باارزش
گازسنتز چيست؟
اصطلاح گاز سنتز به مخلوط‌هاي گازي اطلاق ميشود كه محتوي منوكسيدكربن و هيدروژن به نسبت‌هاي مختلف باشند. هيدروژن و منوكسيدكربن دو مادة مهم در صنايع شيميايي محسوب شده و داراي مصارف و كاربردهاي فراواني ميباشند. منوكسيدكربن در توليد رنگ‌ها، پلاستيك‌ها، فوم‌ها، حشرهكش‌ها، علف‌كش‌ها، اسيدها و ... به كار ميرود. از جمله مصارف هيدروژن نيز ميتوان به توليد آمونياك، هيدروژناسيون و هيدروكراكينگ اشاره نمود.
گاز سنتز مادة اوليه بسيار با ارزشي جهت توليد مواد متنوع شيميايي ميباشد. با استفاده از اين گاز و فرايندهاي مختلف، ميتوان مواد متنوع شيميايي را توليد نمود كه بسته به روش توليد آن نسبت‌هاي مختلف هيدروژن به منوكسيدكربن به دست ميآيد. همچنين در موارد مصرف در صنعت، بسته به فرايندي كه گاز در آن مورد استفاده قرار ميگيرد، نسبت‌هاي مختلف لازم است.
موارد مصرف گاز سنتز
عمده موارد مصرف گاز سنتز عبارتند از : 1- تهیه متانول 2- تهیه اتیلن گلیکول
3 - واكنش‌هاي هيدروفرميلدار كردن
4 - سنتز فيشر- تروپش
5 - احياي سنگ آهن
6 - ساير مصارف
از جمله ديگر مصارف گاز سنتز، ميتوان به تهيه الكل‌هاي سنگين، ديمتيل اتر، استرها، كتون‌ها، هيدروكربورها و غيره اشاره كرد.
متانول
متانول یا متیل الکل یا الکل متیلیک یا الکل چوب که ساده‌ترین نوع الکل‌هاست با فرمول شیمیایی CH₃OH شناخته میشود. متانول از فعالیت بی‌هوازی گونه‌های زیادی از باکتری‌ها تولید میشود و در نتیجه مقدار اندکی از بخار متانول وارد جو میشود و پس از چندین روز به‌وسیله اکسیژن و با کمک نور خورشید اکسید شده به آب و دی اکسید کربن تبدیل می‌گردد. البته در فرآیند سوختن متانول هم از نظر مواد بدست آمده چنین اتفاقی رخ می‌دهد ولی بسیار سریعتر. در ضمن شعله سوختن متانول بی‌رنگ است و باید مراقب باشیم تا با شعله آن دچار سوختگی نشویم.
O₂H4+ ₂CO2 ⟶ ₂O3+ OH ₃CH2
در سال 1923 شیمیدان آلمانی ، "ماتیاس" پیر ، متانول را از گاز سنتز ( مخلوطی از CO و H2 که از کک بدست می‌آید) تولید کرد. در این فرآیند ، از کرومات روی به عنوان کاتالیزور استفاده می‌شد و واکنش در شرایط سختی مانند فشار 1000-300 اتمسفر و دمای حدود 400 درجه سانتی‌گراد انجام می‌گرفت. در شیوه مدرن تولید متانول ، از کاتالیزورهایی استفاده میشود که در فشارهای پائین عمل می‌کنند و کارایی موثرتری دارند. امروزه گاز سنتز مورد نظر برای تولید متانول مانند گذشته از زغال بدست نمی‌آید، بلکه از واکنش متان موجود در گازهای طبیعی تحت فشار ملایم 10-20 اتمسفر و دمای 850 درجه سانتی‌گراد با بخار آب و در مجاورت کاتالیزور نیکل تولید میشود. CO و H2 تولید شده ، تحت تاثیر کاتالیزوری که مخلوطی از مس و اکسید روی و آلومینیوم است، واکنش داده و متانول ایجاد می‌کنند. این کاتالیزور اولین بار درسال 1966 توسط ICI استفاده شد. این واکنش در فشار 50-100 اتمسفر و دمای 250 درجه سانتی‌گراد صورت میگیرد.
روش دیگر تولید متانول ، واکنش دی‌اکسیدکربن با هیدروژن اضافی است که تولید متانول و آب می‌کند.
کاربرد
به‌عنوان ضدیخ، حلال و سوخت بکار برده میشود.از متانول برای تقلیب اتانول نیز استفاده میشود، این عمل به منظور غیر قابل شرب نمودن اتانولی که بمنظور مصارف صنعتی تولید میشود انجام میپذیرد . بدین منظور از مواد دیگری مانند پریدین و تربانتین نیز استفاده میشود . متانول بصورت محدود بعنوان سوخت در سیستمهایی با موتور احتراق داخلی استفاده میشود . متانول تولید شده از چوب و سائر مواد آلی متانول آلی یا بیو الکل مینامند که یک منبع تجدید شدنی برای سوخت است و میتواند جایگزین مشتقات نفت خام شود . با این همه ، از بیو الکل 100% نمیتوان در ماشینهای دیزلی بدون ایجاد تغییر در موتور ماشین استفاده کرد . از متانول بعنوان حلال ، ضد یخ و در تهیه سایر ترکیبات شیمیایی استفاده کرد .
40درصد از متانول تولیدی برای تهیه فرمالدئید استفاده میشود که آن هم در تهیه پلاستیک ، تخته سه لایی ، رنگ و مواد منفجره استفاده میشود برای تغییر ماهیت اتانول صنعتی و جلوگیری از کاربرد آن به عنوان نوشیدنی ، مقداری متانول به آن اضافه می‌کنند.
در بسیاری از مواقع متانول به عنوان یک ماده واسطه برای تولید محصولات دیگر مانند فرمالدهید ، الفینها ، متیل ترشیری بوتیل اتر (MTBE) ، دی متیل اتر ( DME) ، اسید استیک و ... مورد استفاده قرار میگیرد . در این تحقیق ما تبدیل متانول به فرمالدهید ، الفینها و MTBE را بررسی خواهیم کرد ...
ادامه را دانلود کنید .