ПРИМЕНЕНИЕ МЕТИЛОВОГО СПИРТА

Важнейшей областью применения метанола является производство формальдегида путем неполного окисления СН₃ОН - для дальнейшего производства изопрена из изобутилена и формальдегида через ДМД.

Кроме того, метанол традиционно используется как растворитель, полупродукт в синтезе диметилсульфата, диметиланилина и т. д. Выпуск его достигает сотен млн.т.

В последнее время в связи с энергетическим кризисом метанол (нашел применение) стал использоваться при создании новых технологических процессов по переработке метанола в высокооктановый бензин, этанол, уксусную кислоту и другие продукты вызывает повышенный спрос на него.

Другое направление использования метанола — применение его в качестве топлива. Решение проблемы топлива для двига­телей внутреннего сгорания с помощью метанола рассматривается с нескольких точек зрения:

1) метанол—заменитель бензина; 2) метанол—добавка к бензинам; 3) метанол—сырье для производства высокоэф­фективных антидетонаторов — трет-бутилметилового и трет-пентилметилового эфиров.

Метанол — заменитель бензина. Метанол по ряду важных характеристик превосходит лучшие сорта углеводородных топлив, но обладает и недостатками: высокой гидрофильностью, токсичностью, агрессивностью по отношению к некоторым металлам и пластикам. Поэтому использование в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания чистого метанола потребует существенной реконструкции двигателя. Тем не менее в ряде стран проводят испытания автомобилей, работающих на чистом метаноле (топливо М-100). Исследования, проведенные в ФРГ и США, показали, что к. п. д. имеющихся метанольных двигателей на 20% выше к. п. д. традиционных.

Метанол — добавка к бензину. При добавлении метанола к бензину в небольших количествах (2—7%) реконструкции двигателя не потребуется, так как в этом случае даже пласт­массовые детали, не стойкие по отношению к метанолу (бензо­провод, прокладки и т. д.), не претерпевают каких-либо изменений. При увеличении же количества метанола до 15% (топливо М-15) эта смесь уже начинает воздействовать и на различные сплавы.

Добавление метанола приводит к уменьшению вредных выбросов в атмосферу, а октановое число смеси с увеличением содержания метанола повышается, что в конечном счете приводит к увеличению к.п.д. двигателя.

Кроме прямого использования метанола в качестве моторного топлива или его компонента все больший интерес метанол приобретает как исходное сырье для производства трет-бутилметилового и трет-пентилметилового эфиров—высокоэффективных антидетонаторов. Добавка 5—15% эфиров даст возможность практически отказаться от подмешивания к бензинам ТЭС (тетраэтилсвинца), ароматических углеводородов или алкилата.

Бензин из метанола. Открытие специальных высококремнеземных цеолитов дало возможность разработать метод превращения метанола в углеводороды. Преимущества этого про­цесса заключаются в высокой степени селективности и высоком октановом числе полученного бензина. Применяемые типы катализаторов ограничивают число атомов углерода в получаемых углеводородах до 11. В качестве сырья можно использовать обводненный метанол без его предварительной очистки.

Превращение метанола в бензин протекает с выделением большого количества тепла. Процесс осуществляется в две ступени. Сначала метанол дегидратирустся в смесь диметилового эфира и воды (при этом выделяется 20% суммарного тепла реакции), а затем полученная смесь вместе с не прореагировавшим метанолом на следующей ступени превращается в бензин. Степень превращения метанола составляет 44%. Образование СО, СО₂ и кокса происходит в незначительной степени. Получающийся бензин является не только высокооктановым (ОЧ=93), но и высококачественным и содержит (в %): высокоразветвленных парафинов—51; разветвленных олефинов—13; нафтенов—8, ароматических углеводородов — 28%.

Процесс проводят при 380—440 °С и 2,1 МПа. Наряду с переработкой метанола в бензин в последние годы обсуждается возможность использования метанола в качестве топлива для крупных энергетических установок. Одним из факторов, определяющих перспективность использования метанола в качестве котельного топлива, является значительное уменьшение загрязнения атмосферы по сравнению с другими видами топлива.

Следует иметь в виду, что метиловый спирт—сильный, преимущественно нервный и сосудистый яд с резко выраженным кумулятивным действием. При попадании внутрь СН₃ОН вызывает тяжелое поражение зрения и смерть. (Однако эта опасность сильно преувеличена)

Другие спирты также можно получать на основе СО и Н₂. Так, при реакции г о м о л о г и з а ц и и метанола образуется этанол:

СН₃ОН + СО + 2Н₂ —> С₂Н₅ОН+Н₂О.

Синтез протекает на соединениях кобальта с иодсодержащим промотором и триалкилфосфином при 200—210 °С и давлении 15—40 МПа с селективностью 85—95 %.

Разрабатывается синтез этиленгликоля непосредственно из СО и Н₂; из спиртов, СО и О₂ через эфиры щавелевой кислоты, а также из формальдегида, СО и Н₂:

+Н₂

Н₂СО+СО+Н₂ —> НОСН₂—СНО ———> НОСН₂—СН₂ОН

Лучшие результаты достигнуты при последнем способе, если катализатором служат комплексы родия с фосфиновым лигандом или сильные минеральные кислоты с гидрирующим катализатором.

Пока эти методы не реализованы из-за недостаточной актив­ности и селективности катализаторов, но они совершенствуются.

Больше известны методы получения из окиси углерода и водорода при их соотношении (СО : Н₂— 1 : 2) - смеси кислородсодержащих органических соединений при 400—450 °С и 100— 150 ат. Процесс проводят в присутствии катализатора—железных стружек, обработанных поташом. Эта смесь, так называемый синтол, содержит 25% альдегидов. 29% спиртов, 10% органических кислот, 5% кетонов и 4% сложных эфиров. Содержание углеводородов в синтоле составляет только 2—2,5%. Продукт интересен для выделения индивидуальных соединений и для др. синтезов.