Tarix

Qədim misirlilər balzamlama prosesində ağacın pirolizindən əldə etdikləri metanol da daxil olmaqla maddələrin qarışığından istifadə edirdilər. Saf metanol isə ilk dəfə 1661-ci ildə Robert Boyl tərəfindən buxusun distillə edilməsi yolu ilə istehsal edildikdə təcrid edilmişdir.[27] Sonralar “piroksilik ruh” kimi tanındı. 1834-cü ildə fransız kimyaçıları Jan-Batist Dümas və Eugene Peliqot onun elementar tərkibini müəyyən etdilər.[28]

Onlar həmçinin “metilène” sözünü üzvi kimyaya gətirərək onu yunanca methy = “spirtli maye” + hȳlē = “meşə, ağac, ağac, material” sözündən əmələ gətirdilər. “Metilen” çəki ilə təxminən 14% hidrogen olan və bir karbon atomu olan “radikal” təyin etdi. Bu, CH2 olardı, lakin o zaman karbonun hidrogenin atom çəkisindən cəmi altı dəfə böyük olduğu düşünülürdü, ona görə də onlar düsturu CH olaraq verdilər.[28] Daha sonra onlar ağac spirtini (l’esprit de bois) “bihidrat de metilen” adlandırdılar (bihidrat, çünki düsturun C4H8O4 = (CH)4(H2O)2 olduğunu düşündülər. “Metil” termini təxminən 1840-cı ildə “metilen”dən geri əmələ gəlmə yolu ilə yaranmışdır və sonra “metil spirti”ni təsvir etmək üçün tətbiq edilmişdir. Bu, 1892-ci ildə Beynəlxalq Kimyəvi Nomenklatura Konfransı tərəfindən “metanol” kimi qısaldılmışdır.[29] Üzvi kimyada karbon qruplarının adlarını təşkil edən -yl şəkilçisi metil sözündəndir.

Fransız kimyaçısı Paul Sabatier 1905-ci ildə sintetik olaraq metanol istehsal etmək üçün istifadə edilə bilən ilk prosesi təqdim etdi. Bu proses karbon dioksid və hidrogenin metanol istehsal etmək üçün reaksiya verə biləcəyini təklif etdi.[9] Badische-Anilin & Soda-Fabrik (BASF) üçün çalışan alman kimyaçıları Alvin Mittaş və Mathias Pier sintez qazını (karbonmonoksit, karbon dioksid və hidrogen qarışığı) metanola çevirmək üçün bir vasitə hazırladılar və patent aldılar. Bozzano və Manenti-yə görə, BASF prosesi ilk dəfə 1923-cü ildə Almaniyanın Leuna şəhərində tətbiq edilib. İş şəraiti sink/xrom oksid katalizatoru ilə “yüksək” temperaturdan (300 ilə 400 °C arasında) və təzyiqlərdən (250 ilə 350 atm arasında) ibarət idi. .[30]

ABŞ patenti 1,569,775 (ABŞ 1569775) 4 sentyabr 1924-cü ildə müraciət edilmiş və 12 yanvar 1926-cı ildə BASF-a verilmişdir; prosesdə son dərəcə güclü şəraitə malik xrom və manqan oksidi katalizatoru istifadə edilmişdir: 50 ilə 220 atm arasında dəyişən təzyiqlər və 450 °C-ə qədər temperatur. Müasir metanol istehsalı daha aşağı təzyiqlərdə işləyə bilən katalizatorların (adətən mis) istifadəsi sayəsində daha səmərəli olmuşdur. Müasir aşağı təzyiqli metanol (LPM) prosesi ICI tərəfindən 1960-cı illərin sonlarında ABŞ 3326956-da istifadə müddəti bitmiş texnologiya patenti ilə hazırlanmışdır.

İkinci Dünya Müharibəsi zamanı metanol, M-Stoff adı altında bir neçə Alman hərbi raket dizaynında yanacaq kimi və C-Stoff kimi tanınan hidrazin ilə təxminən 50/50 qarışığında istifadə edilmişdir.

Metanolun motor yanacağı kimi istifadəsi 1970-ci illərin neft böhranları zamanı diqqət çəkdi. 1990-cı illərin ortalarına qədər ABŞ-da metanol və ya benzinlə işləyə bilən 20.000-dən çox metanol “çevik yanacaq vasitələri” (FFV) təqdim edildi. 1990-cı illərin əvvəlləri. Avtomobil istehsalçıları 1990-cı illərin sonlarında metanol FFV-lərinin istehsalına son qoyaraq, diqqətlərini etanolla işləyən avtomobillərə çevirdilər. Metanol FFV proqramı texniki uğur qazansa da, 1990-cı illərin ortalarında və sonlarında benzin nasoslarının qiymətlərinin aşağı düşməsi dövründə metanol qiymətlərinin yüksəlməsi metanol yanacaqlarına marağı azaldıb.[31]

1970-ci illərin əvvəllərində Mobil tərəfindən metanoldan benzin yanacağı istehsalı üçün bir proses hazırlanmışdır.[32]

1960-1980-ci illər arasında metanol, sirkə turşusu və sirkə anhidridinin xammalının xəbərçisi kimi ortaya çıxdı. Bu proseslərə Monsanto sirkə turşusu sintezi, Cativa prosesi və Tennessi Eastman sirkə anhidrid prosesi daxildir.

 

Metanoldan karbohidrogenlərə, olefinlərə, benzinə
Karbohidrogenlərin və hətta aromatik sistemlərin istehsalı üçün metanolun kondensasiyası qazın mayelərə çevrilməsi ilə bağlı bir neçə texnologiyanın əsasını təşkil edir. Bunlara metanoldan karbohidrogenə (MtH), metanoldan benzinə (MtG), metanoldan olefinlərə (MtO) və metanoldan propilenə (MtP) daxildir. Bu çevrilmələr heterojen katalizatorlar kimi seolitlər tərəfindən kataliz edilir. MtG prosesi bir dəfə Yeni Zelandiyanın Motunui şəhərində kommersiyalaşdırılıb.[34][35]

Benzin əlavəsi
Yanacaq Keyfiyyəti üzrə Avropa Direktivi yanacaq istehsalçılarına Avropada satılan benzinlə bərabər miqdarda kosolventlə 3%-ə qədər metanol qarışdırmağa imkan verir. Çin adi nəqliyyat vasitələri üçün aşağı səviyyəli qarışıqlarda və metanol yanacağı üçün nəzərdə tutulmuş avtomobillərdə yüksək səviyyəli qarışıqlarda nəqliyyat yanacağı kimi ildə 4,5 milyard litrdən çox metanol istifadə edir.[sitat lazımdır].

Digər kimyəvi maddələr
Metanol ən sadə metilaminlərin, metilhalogenidlərin və metil efirlərinin xəbərçisidir.[18] Metil efirləri yağların transesterifikasiyası və transesterifikasiya yolu ilə biodizel istehsalı da daxil olmaqla metanoldan istehsal olunur.[36][37]

Niş və potensial istifadələr
Enerji daşıyıcısı
Metanol perspektivli enerji daşıyıcısıdır, çünki maye kimi onu saxlamaq hidrogen və təbii qazdan daha asandır. Bununla belə, onun enerji sıxlığı kq başına metandan aşağıdır. Onun yanma enerjisinin sıxlığı 15,6 MJ/L (LHV), etanolunki isə 24, benzininki isə 33 MJ/L-dir.

Metanolun əlavə üstünlükləri onun hazır bioloji parçalanma qabiliyyəti və aşağı ətraf mühitə toksikliyidir. Nə aerob (oksigen-indiki), nə də anaerob (oksigen olmayan) mühitlərdə qalmır. Yeraltı sulardakı metanolun yarı ömrü cəmi bir ilə yeddi gündür, bir çox ümumi benzin komponentlərinin yarı ömrü yüzlərlə gündür (məsələn, benzol 10-730 gün). Metanol su ilə qarışdığına və bioloji parçalana bildiyinə görə onun yeraltı sularda, səth sularında, havada və ya torpaqda toplanması ehtimalı azdır.[38]

Yanacaq
Əsas məqalələr: Metanol yanacağı və metanol iqtisadiyyatı
Metanol bəzən daxili yanma mühərriklərinə yanacaq vermək üçün istifadə olunur. Yanaraq karbon qazı və su əmələ gətirir:

2 CH3OH + 3 O2 → 2 CO2 + 4 H2O
Yerüstü nəqliyyat üçün metanol yanacağı təklif edilmişdir. Metanol iqtisadiyyatının əsas üstünlüyü ondan ibarətdir ki, o, mühərriklərdə minimum modifikasiya ilə benzin daxili yanma mühərriklərinə və maye yanacağı çatdıran və saxlayan infrastruktura uyğunlaşdırıla bilər. Bununla belə, onun enerji sıxlığı benzindən daha azdır, yəni daha tez-tez doldurma tələb olunacaq. Bununla belə, o, at gücünə görə super yüksək oktanlı benzinə bərabərdir və əksər müasir kompüterlə idarə olunan yanacaq vurma sistemləri artıq ondan istifadə edə bilir.[39]

Metanol gəmilər üçün alternativ yanacaqdır ki, bu da gəmiçilik sənayesinə getdikcə daha sərt emissiya qaydalarına cavab verməyə kömək edir. Kükürd oksidləri (SOx), azot oksidləri (NOx) və hissəciklərin emissiyalarını əhəmiyyətli dərəcədə azaldır. Metanol, kiçik miqdarda pilot yanacaq (İkili yanacaq) istifadə edərək kiçik dəyişikliklərdən sonra dəniz dizel mühərriklərində yüksək səmərəliliklə istifadə edilə bilər.[40][41]

Çində metanol müxtəlif sənaye tətbiqləri və yaşayış evlərinin istiləşməsi üçün istilik və buxar yaratmaq üçün geniş şəkildə istifadə olunan sənaye qazanlarını yanacaqla təmin edir. Onun istifadəsi getdikcə daha sərt ekoloji qaydaların təzyiqi altında olan kömürün yerini dəyişdirir.[42]

Birbaşa metanollu yanacaq hüceyrələri aşağı temperaturda, atmosfer təzyiqində işləmələrində unikaldır və bu, onları böyük ölçüdə miniatürləşdirməyə imkan verir.[43][44] Bu, metanolun nisbətən asan və təhlükəsiz saxlanması və idarə edilməsi ilə birlikdə, noutbuk kompüterləri və mobil telefonlar kimi yanacaq hüceyrəsi ilə işləyən istehlakçı elektronikasının imkanlarını aça bilər.[45]

Metanol, həmçinin düşərgə və qayıq sobalarında geniş istifadə olunan yanacaqdır. Metanol təzyiqsiz ocaqda yaxşı yanır, buna görə də alkoqol sobaları çox vaxt çox sadədir, bəzən yanacaq saxlamaq üçün bir fincandan çox deyil. Bu mürəkkəbliyin olmaması onları səhrada uzun müddət keçirən səyahətçilərin sevimlisinə çevirir. Eynilə, spirt “Sterno” markasında olduğu kimi sızma və ya tökülmə riskini azaltmaq üçün jelləşdirilə bilər.

Metanol su ilə qarışdırılır və suyun metanol vurulması kimi tanınan bir prosesdə gücün artırılması və daxil olan havanın temperaturunun azalması üçün yüksək performanslı dizel və benzin mühərriklərinə vurulur.