Tổng hợp metanol

Tổng hợp metanol
SV thực hiện: Trần Văn Hưng
Diệp Ngọc Thành
Lớp: KSTN – Hóa Dầu – K53
Nội dung
I. Tổng quan về metanol
1.1 tính chất vật lý
1.2 Tính chất hóa học
1.3 Ứng dụng
1.4 Tình hình sản xuất và tiêu thụ
II. Các phương pháp sản xuất
2.1 Sản xuất từ khí tổng hợp
2.2 Sản xuất trực tiếp từ methane
2.3 Sản xuất từ khí thải nhà máy
2.4 Sản xuất từ than
2.5 So sánh giữa các phương pháp sản xuất
1.1 Tính chất vật lý

Là rượu đơn giản nhất trong dãy đồng đẳng rượu no đơn chức.

Là chất lỏng nhẹ, dễ bay hơi, không màu, dễ cháy, có mùi đặc biệt, hơi ngọt hơn ethanol.

Ở nhiệt độ thường, là 1 chất lỏng phân cực nên dễ hòa tan trong nước và các dung môi phân cực khác.

Tại áp suất thường, sôi ở 64,96 ° C và đông đặc ở -97,7 ° C.
1.1 Tính chất vật lý

có chỉ số octan cao, cháy hoàn toàn, nhưng do tính chất ăn mòn nhôm (kim loại dùng chế tạo
động cơ) cao và ảnh hưởng tới các chất đàn hồi trong hệ thống nhiên liệu như polyurethane và
cao su Buna-N hạn chế pha vào xăng→


Nhiệt độ chớp cháy 11.11
0
C

giới hạn nổ dưới (6%), giới hạn nổ trên (36%). Nó tạo thành hỗn hợp dễ nổ với không khí và
cháy không phát sáng.

Có độc tính rất mạnh, nếu nuốt phải 10ml methanol nguyên chất có thể gây mù vĩnh viễn, 30ml
có khả năng gây tử vong.
1.2 Tính chất hóa học

Tính chất của rượu: pư với kim loại mạnh, kiềm, muối, axit …

Phản ứng oxh: oxh không hoàn toàn cho formaldehit, oxh hoàn toàn cho CO2 và H2O.

Phản ứng cháy: Methanol cháy trong không khí với ngọn lửa màu xanh nhạt,không sáng để tạo
C và hơi nước
1.3 Ứng dụng

Ứng dụng của metanol tinh khiết

Nhiên liệu cho giao thông vận tải

Khử nước thải

Pin nhiên liệu cung cấp Hydrogen

Transester biodiesel
1.3 Ứng dụng
1.4 Tình hình sản xuất và tiêu thụ

2010, nhu cầu methanol toàn cầu khoảng 45,6 trtấn và dự kiến sẽ vượt quá 50 trtấn vào năm
2011. Hiện nay, Methanex là tập đoàn sản xuất methanol lớn nhất thế giới, chiếm khoảng 17%
thị phần thế giới.
II. Các phương pháp tổng hợp
Methanol được tổng hợp theo nhiều phương pháp với nhiều công nghệ khác nhau đi từ các
nguồn nguyên liệu khác nhau như:

Khí tổng hợp.

Metan.

Khói thải từ các nhà máy.

Sinh khối

Than.
2.1 sản xuất từ khí tổng hợp

Nguyên liệu: khí tự nhiên, khí đồng hành, than …

Quá trình sản xuất: 3 giai đoạn

Chuyển hóa HC thành khí tổng hợp

Chuyển hóa khí tổng hợp thành MeOH

Tinh chế MeOH
ICI 100atm process
Haldor – Topsoe process
Kvaerner process

Krupp UHDE process
Lurgi process
Syne5x LPM process
2.2 Sản xuất trực 5ếp từ metan
Nguyên liệu

Methane: Nguồn nguyên liệu chứa methane lấy từ hỗn hợp các hydrocacbon khí như khí tự
nhiên hay khí đồng hành.

O
2
: lấy từ nguồn O
2
tinh khiết hoặc không khí
Cơ chế

Cơ chế gốc tự do:

CH
3
* + O
→
CH
3
O* (1)

CH
3
O*
→

HCHO + H* (2)

CH
3
O* + CH
4

→
CH
3
OH + CH
3
* (3)

CH
4
+ CO
2

→
2HCHO (4)
Hằng số tốc độ đứt liên kết với H:
k
H2
= 0,0349 ; k
CH4
= 0,0392
k
C2H6
= 1,59 ; k

C3H8
= 12,17

Tạo ra đồng thời 2 sản phẩm là CH3OH và HCHO.
Điều kiện công nghệ:

T = 400 – 700C.

Áp suất

P thấp: sản phẩm chính thu được là formaldehyt.

P cao: sản phẩm chính là CH3OH chiếm ưu thế.

Xúc tác: molypdat bismut (BiMoO
4
), pentoxi vanadi (V
2
O
5
) không dùng chất mang; Na,
MoO
3
mang trên chất mang cabosit hoặc aerosit; các kim loại Fe, Ni, Cu, Pd hay oxit của
chúng

Thời gian lưu: do CH
3
OH và HCHO dễ bị oxh hơn CH
4

, nên thời gian tiếp xúc rất ngắn 0.25 -
0.4s.
Công nghệ
2.3 Sản xuất từ khói thải nhà máy

Nguyên liệu: khí thải nhà máy chứa nhiều CO
2
.

Nguyên lý tổng hợp: chu trình Carnol, gồm 2 pư chính:
Phản ứng phân hủy khí tự nhiên để thu H
2

CH4

C + 2H
2
Phản ứng chuyển hóa CO
2
thành CH
3
OH dưới t/d của H
2
.
CO
2
+ 3H
2



CH
3
OH + H
2
O
2.4 Sản xuất từ than

Nguyên liệu: than cám kích thước 0.1 mm.
Ưu điểm:

Rẻ hơn than cục

Không tạo ra sản phẩm phụ

Có thể khí hóa nhiều loại than
Nhược điểm:

Vật liệu làm lò phải chịu nhiệt cao

Hiệu suất lò không cao
Nguyên lý tổng hợp
Bao gồm 3 phần chính:

Khí hóa than tạo khí tổng hợp:
C + O
2
→
CO
2

+ Q
C + H
2
O
→
CO + H
2
- Q
(khí tổng hợp giàu CO)

Làm sạch khí tổng hợp: sử dụng các phương pháp hấp thụ vật lý, hóa học, hấp phụ và oxi hóa
để loại bỏ các khí axit như H
2
S, 1 phần CO
2
, các hợp chất hữu cơ chứa S…

Tổng hợp và tinh chế metanol:
CO + 2H
2


CH
3
OH
CO
2
+ H
2


CH
3
OH + H
2
O
CO
2
+ H
2

CO + H
2
O