Methanol

Methanol, onder andere ook bekend als methylalcohol, is een chemische stof met de formule CH3OH (een methylgroep gekoppeld aan een hydroxylgroep, vaak afgekort als MeOH). Het is een lichte, vluchtige, kleurloze, brandbare vloeistof met een opvallende alcoholische geur die lijkt op die van ethanol. Een polair oplosmiddel, methanol kreeg de naam houtalcohol omdat het ooit voornamelijk werd geproduceerd door de destructieve destillatie van hout. Tegenwoordig wordt methanol voornamelijk industrieel geproduceerd door hydrogenering van koolmonoxide.

Methanol is de eenvoudigste alcohol, bestaande uit een methylgroep gekoppeld aan een hydroxylgroep. Met een jaarlijkse productie van meer dan 20 miljoen ton wordt het gebruikt als voorloper van andere chemische producten, waaronder formaldehyde, azijnzuur, methyl-tert-butylether en tal van meer gespecialiseerde chemicaliën.

Toepassingen

-Formaldehyde, azijnzuur, methyl-tert-butylether

Methanol wordt voornamelijk omgezet in formaldehyde, dat veel wordt gebruikt in veel gebieden, vooral polymeren. De conversie brengt oxidatie met zich mee:

2 CH3OH + O2 → 2 CH2O + 2 H2O

Azijnzuur kan worden geproduceerd uit methanol.

Methanol tot koolwaterstoffen, alkenen, benzine

Condensatie van methanol om koolwaterstoffen en zelfs aromatische systemen te produceren is de basis van verschillende technologieën met betrekking tot gas tot vloeistoffen. Deze omvatten methanol-tot-koolwaterstoffen (MTH), methanol tot benzine (MTG) en methanol tot olefinen (MTO) en methanol tot propyleen (MTP). Deze omzettingen worden gekatalyseerd door zeolieten als heterogene katalysatoren. Het MTG-proces werd ooit op de markt gebracht in Motunui in Nieuw-Zeeland.

-Benzine-additief

De Europese richtlijn brandstofkwaliteit stelt brandstofproducenten in staat om tot 3% methanol, met een gelijke hoeveelheid cosolvent, te mengen met benzine die in Europa wordt verkocht. China gebruikt meer dan 4,5 miljard liter methanol per jaar als transportbrandstof in mengsels op laag niveau voor conventionele voertuigen en mengsels op hoog niveau in voertuigen die zijn ontworpen voor methanolbrandstoffen.

-Andere chemicaliën

Methanol is de voorloper van de meeste eenvoudige methylamines, methylhalogeniden en methylethers. Methylesters worden geproduceerd uit methanol, inclusief de omestering van vetten en de productie van biodiesel via omestering.

-Niche en potentieel gebruik

Energiedrager

Methanol is een veelbelovende energiedrager omdat het als vloeistof makkelijker op te slaan is dan waterstof en aardgas. De energiedichtheid is echter laag, omdat het gedeeltelijk verbrand methaan vertegenwoordigt. De energiedichtheid is 15,6 MJ / L, terwijl die van ethanol 24 is en die van benzine 33 MJ / L.

Verdere voordelen voor methanol zijn de gemakkelijke biologische afbreekbaarheid en de lage toxiciteit. Het blijft niet bestaan ​​in aërobe (zuurstof-aanwezige) of anaërobe (zuurstof-afwezige) omgevingen. De halfwaardetijd voor methanol in grondwater is slechts één tot zeven dagen, terwijl veel gewone benzinecomponenten in de honderden dagen een halfwaardetijd hebben (zoals benzeen op 10–730 dagen). Aangezien methanol mengbaar is met water en biologisch afbreekbaar is, is het onwaarschijnlijk dat het zich ophoopt in grondwater, oppervlaktewater, lucht of bodem.

Brandstof voor voertuigen

Methanol wordt af en toe gebruikt om verbrandingsmotoren van brandstof te voorzien. Het brandt en vormt kooldioxide en water:

2 CH3OH + 3 O2 → 2 CO2 + 4 H2O

Een probleem met hoge concentraties methanol in brandstof is dat alcoholen sommige metalen aantasten, vooral aluminium. Methanolbrandstof is voorgesteld voor vervoer over de grond. Het belangrijkste voordeel van een methanoleconomie is dat het kan worden aangepast aan benzine-verbrandingsmotoren met minimale aanpassingen aan de motoren en aan de infrastructuur die vloeibare brandstof levert en opslaat. De energiedichtheid is echter slechts de helft van die van benzine, wat betekent dat tweemaal zoveel volume methanol nodig zou zijn.

-Andere applicaties

Methanol is een traditionele denaturant voor ethanol, het product staat bekend als "gedenatureerde alcohol" of "spiritus". Dit werd vaak gebruikt tijdens het verbod om de consumptie van illegale drank te ontmoedigen, en leidde uiteindelijk tot verschillende sterfgevallen.

Methanol wordt gebruikt als oplosmiddel en als antivries in pijpleidingen en ruitensproeiervloeistof. Methanol werd in de vroege jaren 1900 gebruikt als antivries voor auto-koelvloeistoffen. Met ingang van mei 2018 werd methanol in de EU verboden voor gebruik bij het wassen of ontdooien van de voorruit vanwege het risico op menselijke consumptie.

In sommige afvalwaterzuiveringsinstallaties wordt een kleine hoeveelheid methanol aan het afvalwater toegevoegd om de denitrificerende bacteriën een koolstofbron te bieden, die nitraten omzet in stikstofgas en de nitrificatie van gevoelige watervoerende lagen vermindert.

Methanol wordt gebruikt als ontkleuringsmiddel bij elektroforese van polyacrylamidegel.

Directe methanol brandstofcellen zijn uniek in hun werking bij lage temperatuur en atmosferische druk, waardoor ze sterk geminiaturiseerd kunnen worden. Dit, in combinatie met de relatief gemakkelijke en veilige opslag en hantering van methanol, zou de mogelijkheid kunnen openen van consumentenelektronica op brandstofcellen, zoals laptops en mobiele telefoons.

Methanol is ook een veel gebruikte brandstof in kampeer- en bootkachels. Methanol brandt goed in een drukloze brander, dus alcoholkachels zijn vaak heel eenvoudig, soms niet meer dan een kopje om brandstof in te bewaren. Dit gebrek aan complexiteit maakt ze een favoriet van wandelaars die langere tijd in de wildernis doorbrengen. Evenzo kan de alcohol worden gegeleerd om het risico op lekken of morsen te verminderen, zoals bij het merk "Sterno".

Methanol wordt gemengd met water en geïnjecteerd in krachtige diesel- en benzinemotoren voor een hoger vermogen en een verlaging van de inlaatluchttemperatuur in een proces dat bekend staat als water-methanolinjectie.