Промышленный способ получения метанола
Наибольшее промышленное значение имеют метанол и этанол. Метанол (метиловый спирт) является одним из важнейших по значению и масштабам производства органическим продуктом, выпускаемым химической промышленностью. Впервые метанол был найден в древесном спирте в 1661 г., но лишь в 1834 г. был выделен из продуктов сухой перегонки древесины Думасом и Пелиготом. В это же время была установлена его химическая формула. Способы получения метилового спирта могут быть различны: сухая перегонка древесины, термическое разложение формиатов, гидрирование
метилформиата, омыление метилхлорида, каталитическое неполное окисление метана, каталитическое гидрирование окиси и двуокиси углерода.
Промышленный синтез метанола.
Метанол применяется в производстве ряда органических веществ (формальдегида, лекарств), используется как растворитель лаков и красок, служит добавкой к топливам. В настоящее время метанол получают экономически выгодным способом из синтез-газа:
1. Синтез-газ получают взаимодействием метана (природного газа) с водяным паром в присутствии катализатора:
СН4+Н2О → СО+3Н2
синтез-газ
2. Из синтез-газа получают метанол:
СО + 2Н2 ⇆ СН3ОН +Q
1моль 2моль 1 моль
Эта реакция обратимая, экзотермическая, чтобы сместить равновесие в сторону образования метанола, нужно воспользоваться принципом Ле-Шателье:
1. Реакция сопровождается уменьшением объёма, поэтому повышение давления будет способствовать образованию метанола.
2. Реакция экзотермическая, следовательно, особенно сильно нагревать вещества нельзя.
Из-за обратимости процесса исходные вещества реагируют не полностью. Поэтому образовавшийся спирт необходимо отделять, а непрореагировавшие газы снова направлять в реактор, то есть осуществлять циркуляцию газов.
Для осуществления промышленного синтеза метанола при относительно низких давлениях ( 50 - 100 атм) необходим катализатор, проявляющий очень высокую активность при относительно низких температурах. Давно было известно, что катализаторы, содержащие медь, имеют более высокую активность, чем цинк-хромовые катализаторы.
В связи с этим промышленный синтез метанола базируется на тех же сырьевых источниках, что и вся азотная промышленность.
|