Metanolo

Il metanolo, noto anche come alcol metilico, è una sostanza chimica con la formula CH3OH (un gruppo metilico legato a un gruppo idrossile, spesso abbreviato come MeOH). È un liquido leggero, volatile, incolore, infiammabile con un odore alcolico distinto simile a quello dell'etanolo. Un solvente polare, il metanolo ha preso il nome di alcol di legno perché un tempo era prodotto principalmente dalla distillazione distruttiva del legno. Oggi il metanolo viene prodotto principalmente industrialmente mediante idrogenazione del monossido di carbonio.

Il metanolo è l'alcol più semplice, costituito da un gruppo metilico attaccato a un gruppo idrossile. Con una produzione annua di oltre 20 milioni di tonnellate, viene utilizzato come precursore di altri prodotti chimici, tra cui formaldeide, acido acetico, metil ter-butil etere e molti altri prodotti chimici speciali.

Applicazioni

-Formaldeide, acido acetico, metil terz-butil etere

Il metanolo viene principalmente convertito in formaldeide, che è ampiamente utilizzata in molte aree, in particolare i polimeri. La conversione comporta l'ossidazione:

2 CH3OH + O2 → 2 CH2O + 2 H2O

L'acido acetico può essere prodotto dal metanolo.

Da metanolo a idrocarburi, olefine, benzina

La condensazione del metanolo per produrre idrocarburi e persino sistemi aromatici è alla base di varie tecnologie gas-liquido. Questi includono metanolo in idrocarburi (MTH), metanolo in benzina (MTG) e metanolo in olefine (MTO) e metanolo in propilene (MTP). Queste conversioni sono catalizzate dalle zeoliti come catalizzatori eterogenei. Il processo MTG una volta era commercializzato a Motunui, in Nuova Zelanda.

-Additivo per benzina

La direttiva europea sulla qualità del carburante consente ai produttori di carburante di miscelare fino al 3% di metanolo, con una quantità uguale di cosolvente, con la benzina venduta in Europa. La Cina utilizza più di 4,5 miliardi di litri di metanolo all'anno come carburante per i trasporti in miscele di basso livello per veicoli convenzionali e miscele di alto livello in veicoli progettati per combustibili a metanolo.

-Altri prodotti chimici

Il metanolo è il precursore della maggior parte delle semplici metilammine, alogenuri metilici ed eteri metilici. Gli esteri metilici sono prodotti dal metanolo, compresa la transesterificazione dei grassi e la produzione di biodiesel tramite transesterificazione.

-Niche e potenziali usi

Vettore energetico

Il metanolo è un promettente vettore energetico perché è più facile da immagazzinare come liquido rispetto all'idrogeno e al gas naturale. Tuttavia, la sua densità energetica è bassa perché rappresenta metano parzialmente bruciato. La densità di energia è 15,6 MJ / L, mentre quella dell'etanolo è 24 e quella della benzina è 33 MJ / L.

Ulteriori vantaggi per il metanolo sono la sua facile biodegradabilità e bassa tossicità. Non persiste in ambienti aerobici (presenza di ossigeno) o anaerobici (assenza di ossigeno). L'emivita del metanolo nelle acque sotterranee va da uno a sette giorni, mentre molti componenti comuni della benzina hanno un'emivita di centinaia di giorni (come il benzene a 10–730 giorni). Poiché il metanolo è miscibile con l'acqua ed è biodegradabile, è improbabile che si accumuli nelle acque sotterranee, nelle acque superficiali, nell'aria o nel suolo.

Carburante per veicoli

Il metanolo viene occasionalmente utilizzato per alimentare i motori a combustione. Brucia e produce anidride carbonica e acqua:

2 CH3OH + 3 O2 → 2 CO2 + 4 H2O

Un problema con alte concentrazioni di metanolo nel carburante è che gli alcoli attaccano alcuni metalli, in particolare l'alluminio. Il carburante a metanolo è stato proposto per il trasporto via terra. Il vantaggio principale di un'economia del metanolo è che può essere adattato ai motori a combustione di benzina con modifiche minime ai motori e alle infrastrutture che forniscono e immagazzinano carburante liquido. Tuttavia, la densità di energia è solo la metà di quella della benzina, il che significa che sarebbe necessario il doppio del volume di metanolo.

-Altre applicazioni

Il metanolo è un denaturante tradizionale per l'etanolo, il prodotto è noto come "alcol denaturato" o "alcol denaturato". Questo è stato spesso utilizzato durante il proibizionismo per scoraggiare il consumo di alcolici illegali, portando infine a diversi decessi.

Il metanolo è usato come solvente e antigelo nelle tubazioni e nel liquido lavavetri. Il metanolo è stato utilizzato all'inizio del 1900 come antigelo per i refrigeranti per autoveicoli. A partire da maggio 2018, il metanolo è stato vietato nell'UE per l'uso nel lavaggio o nello sbrinamento dei parabrezza a causa del rischio del consumo umano.

In alcuni impianti di trattamento delle acque reflue, una piccola quantità di metanolo viene aggiunta alle acque reflue per fornire ai batteri denitrificanti una fonte di carbonio che converte i nitrati in gas azoto e riduce la nitrificazione delle falde acquifere sensibili.

Il metanolo è usato come agente decolorante nell'elettroforesi su gel di poliacrilammide.

Le celle a combustibile a metanolo diretto sono uniche nel loro funzionamento a bassa temperatura e pressione atmosferica, consentendo loro di essere altamente miniaturizzate. Questo, unito allo stoccaggio e alla manipolazione relativamente facili e sicuri del metanolo, potrebbe aprire la possibilità dell'elettronica di consumo sulle celle a combustibile, come laptop e telefoni cellulari.

Il metanolo è anche un combustibile comunemente usato nei fornelli da campeggio e da barca. Il metanolo brucia bene in un bruciatore senza pressione, quindi i riscaldatori ad alcool sono spesso molto semplici, a volte non più di una tazza per contenere il carburante. Questa mancanza di complessità li rende uno dei preferiti degli escursionisti che trascorrono lunghi periodi di tempo nella natura selvaggia. Allo stesso modo, l'alcol può essere gelificato per ridurre il rischio di perdite o fuoriuscite, come con il marchio "Sterno".

Il metanolo viene miscelato con acqua e iniettato in motori diesel e benzina ad alte prestazioni per aumentare la potenza e ridurre la temperatura dell'aria aspirata in un processo noto come iniezione acqua-metanolo.