甲醇(Methanol)又称羟基甲烷,是结构最为简单的饱和一元醇,其化学式为CH3OH。因在干馏木材中首次发现,故又称“木醇”或“木精”。
甲醇是一种无色、透明、易燃、易挥发的有毒液体,略有酒精气味,能与水、乙醇、和许多其他有机溶剂相混溶,遇热、明火或氧化剂易燃烧。其物理特性见下表(摘自百度百科)。
甲醇的生产在工业上有多种方法,如天然气制甲醇、油制甲醇等。工业上几乎都是采用一氧化碳、二氧化碳加压催化氢化法合成甲醇。其化学反应为:
CO + 2H₂ → CH₃OH
CO₂ + 3H₂ → CH₃OH + H₂O
天然气、石脑油、重油、煤及其加工产品(焦炭、焦炉煤气)、乙炔尾气等均可作为生产甲醇合成气的原料。20世纪50年代以前多以煤和焦炭为原料;50年代以后,以天然气为原料的甲醇生产流程被广泛应用;进入60年代以来,以重油为原料的甲醇装置有所发展。目前,欧美、中东地区国家主要采用天然气为原料生产甲醇,该工艺具备投资低、无污染的优点,且无需过多考虑副产物销路。由于我国一次能源结构具有“富煤贫油少气”特征,缺少廉价的天然气资源,同时随着石油资源紧缺、油价持续上涨,在大力发展煤炭洁净利用技术的背景下,当前及今后较长一段时间内煤炭仍是我国甲醇生产的主要原料。此外,我国还有部分企业采用焦炉气为原料生产甲醇,这也是我国独有的甲醇制取技术。2010年我国以煤为原料的甲醇装置产能占国内总产能的63%,以天然气为原料的占21.2%,以焦炉气为原料的占15.8%。
合成法
1. 甲醇的生产,主要是合成法,合成的化学反应式为:
2H₂ + CO → CH₃OH
2. 将合成后的粗甲醇,经预精馏脱除甲醚。(高压法是最先实现工业合成甲醇的方法,但因其能耗大,加工复杂,材质要求苛刻,产品中副产物多,由ICI低压和中压法及Lurgi低压和中压法取代。工业上合成甲醇几乎全部采用一氧化碳加压催化加氢的方法,工艺过程包括造气、合成净化、甲醇合成和粗甲醇精馏等工序。)
3. 将粗甲醇净化,净化过程包括精馏和化学处理。化学处理主要用碱破坏在精馏过程中难以分离的杂质,并调节pH值;精馏主要是脱除易挥发组分如二甲醚,以及难挥发的乙醇、高碳醇和水。粗馏后的纯度一般都可达到98%以上。
4. 将工业甲醇用精馏的方法将含水量降到0.01%以下。再用次碘酸钠处理,可除去其中的丙酮。经精馏得纯品甲醇。
5. BV-Ⅲ级甲醇的制备主要采用精馏工艺。以工业甲醇为原料,经精馏、超净过滤、超净分装,得高纯甲醇产品。一般均以工业甲醇为原料,经常压蒸馏除去水分,控制塔顶64~65℃,过滤除去不溶物即可。
干馏法
最早是用木材干馏法生产甲醇,故甲醇也叫木醇。其中自然游离状态的甲醇非常的少,故这种方法既浪费木材,产品又含有丙酮等杂质,并且很难除去。因为这种方法不能满足需要,1924年以后,人们开始逐渐停止使用这个方法。
健康危害
甲醇被大众所熟知,具有毒性。工业酒精中大约含有4%的甲醇,若被不法分子当作食用酒精制作假酒,饮用后,会产生甲醇中毒。甲醇的致命剂量大约是70ml。
甲醇的毒性对人体的神经系统和血液系统影响最大,它经消化道、呼吸道或皮肤摄入都会产生毒性反应,甲醇蒸气能损害人的呼吸道粘膜和视力。在甲醇生产工厂,中国有关部门规定,空气甲醇的浓度限制为PC-stel=50mg/m3,PC-TWA=25mg/m3,在有甲醇气的现场工作须戴防毒面具、工厂废水要处理后才能排放,允许含量小于200mg/L的甲醇。
甲醇的中毒机理是,甲醇经人体代谢产生甲醛和甲酸(俗称蚁酸),然后对人体产生伤害。常见的症状是,先是产生喝醉的感觉,数小时后头痛,恶心,呕吐,以及视线模糊。严重者会失明,乃至丧命。失明的原因:甲醇的代谢产物甲酸累积在眼睛部位,破坏视觉神经细胞。脑神经也会受到破坏,而产生永久性损害。甲酸进入血液后,会使组织酸性越来越强,损害肾脏导致肾衰竭。
危险运输编码:UN 1230 3/PG 2
危险品标志: 易燃有毒
安全标识:S7/S16/S24/S45/S36/S37/S39
危险标识:R11/R23/R24/R25/R39
储存注意事项
储存于阴凉、通风良好的专用库房内,远离火种、热源。库温不宜超过37℃,保持容器密封。应与氧化剂、酸类、碱金属等分开存放,切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。
运输注意事项
本品铁路运输时限使用钢制企业自备罐车装运,装运前需报有关部门批准。运输时运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。夏季最好早晚运输。运输时所用的槽(罐)车应有接地链,槽内可设孔隔板以减少震荡产生静电。严禁与氧化剂、酸类、碱金属、食用化学品等混装混运。运输途中应防曝晒、雨淋,防高温。中途停留时应远离火种、热源、高温区。装运该物品的车辆排气管必须配备阻火装置,禁止使用易产生火花的机械设备和工具装卸。公路运输时要按规定路线行驶,勿在居民区和人口稠密区停留。铁路运输时要禁止溜放。严禁用木船、水泥船散装运输。
消防要点
灭火介质主要有:抗溶性泡沫、干粉、二氧化碳、砂土等。灭火方法:尽可能将容器从火场移至空旷处。喷水保持火场容器冷却,直至灭火结束。处在火场中的容器若已变色或从安全泄压装置中产生声音,必须马上撤离。
有关甲醇和其它溶剂在涂料中的应用,请参考 铸造涂料的载液和溶剂中的相关内容。
附:甲醇、乙醇和异丙醇的常用理化参数对比:
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