Tổng hợp methanol Tình hình sử dụng và ứng dụng của methanol trên thế giới

MỤC LỤC MỞ ĐẦU I. TỔNG QUAN VỀ METHANOL 1. Sơ lược về methanol 2. Trạng thái không gian của methanol 3. Tính chất vật lý 4. Tính chất hóa học 5. Phản ứng hydro hóa 5.1. Phản ứng tách nước 5.2. Phản ứng oxy hóa 5.3. Phản ứng dehydro hóa 6. Tình hình sử dụng và ứng dụng của methanol trên thế giới 6.1. Tình hình sử dụng methanol trên thế giới 6.2. Ứng dụng: II. NGUYÊN LIỆU TỔNG HỢP METHANOL 1. Hydro 1.1. Trạng thái tự nhiên 1.2. Tính chất vật lý 1.3. Tính chất hóa học 1.4. Điều chế và sản xuất 2. Cacbon Oxyt 2.1. Lịch sử 2.2. Tính chất vật lý 2.3. Tính chất hóa học 2.4. Độc tính 3. Khí metan 3.1. Tính chất vật lý 3.2. Tính chất hóa học 3.3. Điều chế 3.4. Ứng dụng 3.5. Ảnh hưởng đến sức khỏe 4. Oxi 4.1. Tính chất vật lý 4.2. Tính chất hóa học 4.3. Ứng dụng của oxi III. TỔNG HỢP METHANOL 1. Cơ sở khoa học của quá trình 2. Tổng hợp hydro cacbon từ CO và H2 3. Tổng hợp rượu từ CO và H2 4. Thiết bị phản ứng chính trong tổng hợp methanol 5. Sơ đồ công nghệ tổng hợp methanol 6. Tổng hợp methanol IV. KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO MỞ ĐẦU Methanol được sử dụng rộng rãi như một hoá chất hữu cơ cơ bản trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Hiện nay, nó là một trong các nguyên liệu tạo ra nhiên liệu sạch, nhiên liệu sinh học của thế kỷ 21. Trong công nghiệp hóa chất, methanol là nguyên liệu cơ bản để sản xuất formandehyde, axit axêtic, sản xuất sơn tổng hợp, chất dẻo, làm dung môi v.v. Khoảng hai chục năm trở lại đây, ngành công nghiệp hóa dầu còn phát triển sản phẩm metyl ter butyl ete (MTBE) từ metanol làm phụ gia thay cho hợp chất chì rất độc hại để sản xuất xăng động cơ chất lượng cao (Mogas 95, Mogas 98) và phát triển sử dụng nhiên liệu dieden sinh học (biodieden) đi từ metyl este dầu mỡ động thực vật. Vì thế, nhu cầu sử dụng methanol ngày càng tăng. Riêng Cộng Hoà Liên Bang Đức và Pháp nhu cầu methanol cho dieden sinh học hiện nay đã lên tới 1 triệu tấnnăm. Nhìn chung, nhu cầu sử dụng methanol hàng năm trên toàn thế giới khoảng trên 32 triệu tấn. Nhịp độ tăng hàng năm là 510%. Công nghệ sản xuất methanol luôn được hoàn thiện và hợp lý hóa. Nguồn nguyên liệu được mở rộng tới cả việc sử dụng nguồn khí cacbonic trong thiên nhiên, phế liệu nông lâm sản (biomass). Nước ta hiện nay chưa có nhà máy sản xuất methanol mặc dù có sẵn nguồn nguyên liệu như dầu mỏ, than đá, sinh khối (biomass). Nhu cầu methanol ở Việt Nam cũng ngày càng tăng. Hằng năm, ta phải nhập lượng đáng kể methanol để phục vụ các mục đích khác nhau, trong đó chủ yếu mới chỉ để làm dung môi. Việc nhập khẩu methanol không kinh tế so với sản xuất tại chỗ. Do đó, nghiên cứu và triển khai công nghệ sản xuất methanol ở việt nam là cấp thiết và phù hợp vời nhiệm vụ phát triển công nghệ hóa chất – hóa dầu. I. TỔNG QUAN VỀ METHANOL 1. Sơ lược về methanol Methanol (methyl alcohol) CH3OH (viết tắt MeOH) là một chất lỏng hay là một loại cồn, khối lượng phân tử 32.042, là một hợp chất hữu cơ, không màu, dễ bay hơi, dễ cháy… ở nhiệt độ thường với mùi alcohol nhẹ đặc trưng. Năm 1661, lần đầu tiên Robert Boyle đã thu được methanol sau khi tinh chế gỗ giấm bằng sữa vôi. Sau đó vào năm 1857, Berthelot cũng đã tổng hợp được Methanol bằng cách xà phòng hóa methyl chloride. Trong khoảng từ 18301923 chỉ có nguồn quan trọng nhất để sản xuất methanol từ giấm gỗ thu được khi chưng gỗ khô. Tới đầu những năm 1913, methanol đã được sản xuất bằng phương pháp tổng hợp từ CO và H2. Đến đầu những năm 1920, M.Pier và các đồng nghiệp của hãng BASF dựa trên sự phát triển của hệ xúc tác ZnO – Cr2O3 đã tiến một bước đáng kể trong việc sản xuất methanol với quy mô lớn trong công nghiệp. Vào cuối năm 1923, quá trình này được thực hiện ở áp suất cao (25÷35 Mpa, T= 320÷4500C), chúng được sử dụng trong công nghiệp sản xuất methanol hơn 40 năm. Tuy nhiên vào những năm 1960, ICI đã phát triển một hướng tổng hợp methanol ở áp suất (5÷10 Mpa, T=200÷3000C) trên xúc tác CuO với độ chọn lọc cao. Hiện nay, methanol được sản xuất nhiều hơn trên thế giới bằng phương pháp tổng hợp áp suất thấp còn phương pháp chưng cất từ giấm gỗ chỉ chiếm khoảng 0,003% tổng lượng methanol sản xuất được. Vì vậy, đầu tiên methanol được gọi là rượu gỗ vì người ta thu được methanol trong quá trình chưng cất khô gỗ, ngày nay methanol thương mại đôi khi xem như là methanol tổng hợp bởi vì nó được sản xuất từ tổng hợp khí, một hỗn hợp của hydrogen và carbon oxide (H2 và CO).