Méthanol

Le méthanol, également connu sous le nom d'alcool méthylique, est un produit chimique de formule CH3OH (un groupe méthyle lié à un groupe hydroxyle, souvent abrégé en MeOH). Il s'agit d'un liquide léger, volatil, incolore et inflammable avec une odeur alcoolique distincte similaire à celle de l'éthanol. Solvant polaire, le méthanol a reçu le nom d'alcool de bois parce qu'il était autrefois principalement produit par la distillation destructrice du bois. Aujourd'hui, le méthanol est principalement produit industriellement par hydrogénation de monoxyde de carbone.

Le méthanol est l'alcool le plus simple, constitué d'un groupe méthyle attaché à un groupe hydroxyle. Avec une production annuelle de plus de 20 millions de tonnes, il est utilisé comme précurseur d'autres produits chimiques, notamment le formaldéhyde, l'acide acétique, le méthyl tert-butyl éther et bien d'autres produits chimiques de spécialité.

Applications

-Formaldéhyde, acide acétique, éther méthyl-tert-butylique

Le méthanol est principalement converti en formaldéhyde, qui est largement utilisé dans de nombreux domaines, en particulier les polymères. La conversion implique une oxydation:

2 CH3OH + O2 → 2 CH2O + 2 H2O

L'acide acétique peut être produit à partir du méthanol.

Méthanol en hydrocarbures, oléfines, essence

La condensation du méthanol pour produire des hydrocarbures et même des systèmes aromatiques est à la base de diverses technologies gaz-liquide. Il s'agit notamment du méthanol en hydrocarbures (MTH), du méthanol en essence (MTG) et du méthanol en oléfines (MTO) et du méthanol en propylène (MTP). Ces conversions sont catalysées par des zéolites en tant que catalyseurs hétérogènes. Le procédé MTG était autrefois commercialisé à Motunui, en Nouvelle-Zélande.

-Additif essence

La directive européenne sur la qualité des carburants permet aux fabricants de carburants de mélanger jusqu'à 3% de méthanol, avec une quantité égale de cosolvant, avec de l'essence vendue en Europe. La Chine utilise plus de 4,5 milliards de litres de méthanol par an comme carburant de transport dans des mélanges à faible niveau pour les véhicules conventionnels et des mélanges à haut niveau dans des véhicules conçus pour les carburants au méthanol.

-Autres produits chimiques

Le méthanol est le précurseur de la plupart des méthylamines simples, halogénures de méthyle et éthers méthyliques. Les esters méthyliques sont produits à partir du méthanol, y compris la transestérification des graisses et la production de biodiesel par transestérification.

-Niche et utilisations potentielles

Transporteur d'énergie

Le méthanol est un vecteur d'énergie prometteur car il est plus facile à stocker sous forme liquide que l'hydrogène et le gaz naturel. Cependant, sa densité énergétique est faible car elle représente du méthane partiellement brûlé. La densité énergétique est de 15,6 MJ / L, celle de l'éthanol de 24 et celle de l'essence de 33 MJ / L.

D'autres avantages du méthanol sont sa biodégradabilité facile et sa faible toxicité. Il ne persiste pas dans les environnements aérobies (présence d'oxygène) ou anaérobies (absence d'oxygène). La demi-vie du méthanol dans les eaux souterraines n'est que de un à sept jours, tandis que de nombreux composants courants de l'essence ont une demi-vie en centaines de jours (comme le benzène à 10 à 730 jours). Comme le méthanol est miscible à l'eau et biodégradable, il est peu probable qu'il s'accumule dans les eaux souterraines, les eaux de surface, l'air ou le sol.

Carburant pour véhicules

Le méthanol est parfois utilisé pour alimenter les moteurs à combustion. Il brûle et produit du dioxyde de carbone et de l'eau:

2 CH3OH + 3 O2 → 2 CO2 + 4 H2O

Un problème avec les concentrations élevées de méthanol dans le carburant est que les alcools attaquent certains métaux, en particulier l'aluminium. Le méthanol a été proposé pour le transport terrestre. Le principal avantage d'une économie de méthanol est qu'il peut être adapté aux moteurs à combustion à essence avec une modification minimale des moteurs et de l'infrastructure qui fournit et stocke le carburant liquide. Cependant, la densité énergétique n'est que la moitié de celle de l'essence, ce qui signifie que deux fois le volume de méthanol serait nécessaire.

-Autres applications

Le méthanol est un dénaturant traditionnel de l'éthanol, le produit est appelé «alcool dénaturé» ou «alcool méthylé». Cela a souvent été utilisé pendant la prohibition pour décourager la consommation d'alcool illégal, entraînant finalement plusieurs décès.

Le méthanol est utilisé comme solvant et comme antigel dans les conduites et le liquide lave-glace. Le méthanol a été utilisé comme antigel pour les liquides de refroidissement automobiles au début des années 1900. Depuis mai 2018, l'utilisation du méthanol dans l'UE pour le lavage ou le dégivrage des pare-brise est interdite en raison du risque de consommation humaine.

Dans certaines usines de traitement des eaux usées, une petite quantité de méthanol est ajoutée aux eaux usées pour fournir aux bactéries dénitrifiantes une source de carbone qui convertit les nitrates en azote gazeux et réduit la nitrification des aquifères sensibles.

Le méthanol est utilisé comme agent décolorant dans l'électrophorèse sur gel de polyacrylamide.

Les piles à combustible au méthanol direct sont uniques dans leur fonctionnement à basse température et pression atmosphérique, ce qui leur permet d'être hautement miniaturisées. Ceci, associé au stockage et à la manipulation relativement faciles et sûrs du méthanol, pourrait ouvrir la possibilité de l'électronique grand public sur les piles à combustible, telles que les ordinateurs portables et les téléphones portables.

Le méthanol est également un carburant couramment utilisé dans les réchauds de camping et de bateaux. Le méthanol brûle bien dans un brûleur sans pression, de sorte que les chauffe-alcool sont souvent très simples, parfois pas plus qu'une tasse pour contenir le carburant. Ce manque de complexité en fait un favori des randonneurs qui passent de longues périodes dans la nature. De même, l'alcool peut être gélifié pour réduire les risques de fuites ou de déversements, comme avec la marque «Sterno».

Le méthanol est mélangé à de l'eau et injecté dans les moteurs diesel et à essence hautes performances pour augmenter la puissance et réduire la température de l'air d'admission dans un processus connu sous le nom d'injection eau-méthanol.