甲醇及下游 -- 甲醇

甲醇(Methanol)又称羟基甲烷,式一种有机化合物,是结构最为简单的饱和一元醇。其化学式为CH3OH,CAS号为67-56-1或170082-17-4,分子量为32.04,沸点为64.7℃。因在干馏木材中首次发现,故又称“木醇”或“木精”。人口服中毒最低剂量约为100mg/kg体重,经口摄入0.3~1g/kg可致死。用于制造甲醛和农药等,并用作有机物的萃取剂和酒精的变性剂等。成品通常由一氧化碳与氢气反应制得。

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甲醇


中文名: 甲醇

外文名: methanol

别 名: 羟基甲烷、木醇、木精

化学式: CH3OH

分子量: 32.04186

CAS登录号: 67-56-1

EINECS登录号: 200-659-6

熔 点: -97 ℃

沸 点: 64.7 ℃

水溶性: 与水完全互溶

密 度: 0.7918 g/cm³

外 观: 无色液体

闪 点: 12℃(OC)

应 用: 工业酒精

安全性描述: S:1/2-7-16-36/37-45

危险性符号: R:11-39/23/24/25

危险性描述: 与空气混合能形成爆炸性混合物。遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。

UN危险货物编号: 1230

SMILES: CO

RTECS: PC1400000

摩尔质量: 32.04 g·mol−1

黏 度: 0.55 mPa·s,25℃

偶极矩: 1.69 D(气态)

主要危害: 含有甲醇的酒可引致失明、肝病

理化性质

物理性质

1.性状:无色透明液体,有刺激性气味。

2.熔点(℃):-97.8

3.沸点(℃):64.7

4.相对密度(水=1):0.79

5.相对蒸气密度(空气=1):1.1

6.饱和蒸气压(kPa):12.3(20℃)

7.燃烧热(kJ/mol):726.51

8.临界温度(℃):240

9.临界压力(MPa):7.95

10.辛醇/水分配系数:-0.82~-0.77

11.闪点(℃):8(CC);12.2(OC)

12.自燃温度(℃):436

13.爆炸上限(%):36.5

14.爆炸下限(%):6

15.溶解性:溶于水,可混溶于醇类、乙醚等多数有机溶剂。

16.折射率(N/D,20℃):1.3284

17.黏度(mPa·s,25℃):0.5525

18.蒸发热(KJ/mol,b.p.):35.32

19.熔化热(KJ/kg):98.81

20.比热容(KJ/(kg·K),20℃,定压):2.51

21.沸点上升常数:0.785

22.电导率(S/m,25℃):1.5×10

23.热导率(W/(m·K),30℃):21.3527

24.体膨胀系数(K,20℃):0.00119

25.临界密度(g/cm):0.273

26.临界体积(cm/mol):117

27.临界压缩因子:0.223

28.偏心因子:0.566

29.Lennard-Jones参数:3.8632(A);419.86(K)

30.溶度参数(J/cm):29.532

31.van der Waals体积(cm/mol):21.710

32.气相标准燃烧热(焓)(kJ/mol):764.9

33.气相标准生成热(焓)( kJ/mol) :-201.5

34.气相标准熵(J·mol-1/K) :239.88

35.气相标准生成自由能( kJ/mol):-161.6

36.气相标准热熔(J·mol-1/K):44.06

37.液相标准燃烧热(焓)(kJ/mol):-726.9

38.液相标准生成热(焓)( kJ/mol):-239.1

39.液相标准熵(J·mol-1/K) :127.24

40.液相标准生成自由能( kJ/mol):-166.88

41.液相标准热熔(J·mol-1/K):81.4

化学性质

甲醇由甲基和羟基组成的,具有醇所具有的化学性质。

甲醇可以与氟气、纯氧等气体发生反应,在纯氧中剧烈燃烧,生成水蒸气和二氧化碳

2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O

而且,甲醇还可以发生氨化反应(370℃~420℃)

NH3+CH3OH→CH3NH2+H2O

NH3+2CH3OH→(CH3)2NH+2H2O

NH3+3CH3OH→(CH3)3N+3H2O

甲醇具有饱和一元醇的通性,由于只有一个碳原子,因此有其特有的反应。例如

① 与氯化钙形成结晶状物质CaCl2·4CH3OH,与氧化钡形成BaO·2CH3OH的分子化合物并溶解于甲醇中;类似的化合物有MgCl2·6CH3OH、CuSO4·2CH3OH、CH3OK·CH3OH、AlCl3·4CH3OH、AlCl3·6CH3OH、AlCl3·10CH3OH等

4CH3OH+CaCl2→CaCl2·4CH3OH

2CH3OH+BaO→2CH3OH·BaO

② 与其他醇不同,由于-CH2OH基与氢结合,氧化时生成的甲酸进一步氧化为CO2

2CH3OH+O2→2HCHO+2H2O

2HCHO+O2→2HCOOH

2HCOOH+O2→2H2O+2CO2

③ 甲醇与氯、溴不易发生反应,但易与其水溶液作用,最初生成二氯甲醚(CH2Cl)2O,因水的作用转变成HCHO与HCl

2CH3OH+2Cl2=(CH2Cl)2O+H2O+2HCl

(CH2Cl)2O+H2O=2HCHO+2HCl

④ 与碱、石灰一起加热,产生氢气并生成甲酸钠

CH3OH+NaOH→HCOONa+2H2

⑤ 与锌粉一起蒸馏,发生分解,生成CO和H2O

计算化学数据

1.疏水参数计算参考值(XlogP):-0.5

2.氢键供体数量:1

3.氢键受体数量:1

4.互变异构体数量:无

5.拓扑分子极性表面积20.2

6.重原子数量:2

7.复杂度:2

8.共价键单元数量:1

应用领域

基本有机原料之一,用于制造氯甲烷、甲胺和硫酸二甲酯等多种有机产品。也是农药(杀虫剂、杀螨剂)、医药(磺胺类、合霉素等)的原料,合成对苯二甲酸二甲酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸甲酯的原料之一。

甲醇的主要应用领域是生产甲醛,甲醛可用来生产胶粘剂,主要用于木材加工业,其次是用作模塑料、涂料、纺织物及纸张等的处理剂。

甲醇另一主要用途是生产醋酸。醋酸消费约占全球甲醇需求的7%,可生产醋酸乙烯、醋酸纤维和醋酸酯等,其需求与涂料、粘合剂和纺织等方面的需求密切相关。

甲醇可用于制造甲酸甲酯,甲酸甲酯可用于生产甲酸、甲酰胺和其他精细化工产品,还可用作杀虫剂、杀菌剂、熏蒸剂、烟草处理剂和汽油添加剂。

甲醇也可制造甲胺,甲胺是一种重要的脂肪胺,以液氮和甲醇为原料,可通过加工分立为一甲胺、二甲胺、三甲胺,是基本的化工原料之一。

可合成为碳酸二甲酯,是一种环保产品,应用于医药、农业和特种行业等。

可合成为乙二醇,是石化中间原料之一,可用于生产聚酯和防冻剂。

可用于制造生长促进剂。可以使作物大量增产,保持枝叶鲜嫩、茁壮茂盛、在夏天也不会枯萎,可大量减少灌溉用水,有利于旱地作物的生长。

可合成甲醇蛋白,以甲醇为原料经微生物发酵生产的甲醇蛋白被称为第二代单细胞蛋白,与天然蛋白相比,营养价值更高,粗蛋白含量比鱼粉和大豆高得多,而且含有丰富的氨基酸、矿物质和维生素,可以代替鱼粉、大豆、骨粉、肉类和脱脂奶粉。

甲醇用作清洗去油剂,MOS级主要用于分立器件,中、大规模集成电路,BV-Ⅲ级主要用于超大规模集成电路工艺技术。

用作分析试剂,如作溶剂、甲基化试剂、色谱分析试剂。还用于有机合成。

通常甲醇是一种比乙醇更好的溶剂,可以溶解许多无机盐。亦可掺入汽油作替代燃料使用。20世纪80年代以来,甲醇用于生产汽油辛烷值添加剂甲基叔丁基醚、甲醇汽油、甲醇燃料,以及甲醇蛋白等产品,促进了甲醇生产的发展和市场需要。

甲醇不仅是重要的化工原料,而且还是性能优良的能源和车用燃料。甲醇与异丁烯反应得到MTBE(甲基叔丁基醚),它是高辛烷值无铅汽油添加剂,亦可用作溶剂。除此之外,还可制烯烃和丙烯,解决资源短缺问题。

甲醇可用于生产二甲醚,二甲醚除了在日用化工、制药、农药、染料、涂料等方面有广泛的用途,还具有方便清洁、十六烷值高、动力性能好、污染少。易加压为液体、易储存等燃料性能。甲醇和二甲醚按一定比例配制而成的新型液体燃料称为醇醚燃料。它的燃烧效率和热效率均高于液化气。


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