Tehnologia Fabricării Alcoolului Metilic

Sinteza metanolului prin hidrogenarea oxidului de carbon

Alcoolul metilic poartă denumirea de metanol, este cel mai simplu alcool primar, fiind stabil chimic (nu poate apărea riscul polimerizării).

Metanolul se obţinea în trecut prin distilarea lemnului, de aceea se numea "alcool de lemn". În prezent, este o substanţă chimică la îndemâna oricui, care se produce prin reacţia la presiune a monoxidului de carbon cu hidrogenul. Metanolul este o substanţa otrăvitoare care, atunci când este înghiţită, produce orbirea, apoi moartea, se foloseşte ca solvent precum şi pentru prepararea altor compuşi organici.

Alături de sinteza amoniacului, considerate ca una dintre cele mai mari cuceriri ale chimiei şi fizicii aplicate, pot sta pe drept cuvânt şi acele sinteze care se bazează pe hidrogenarea oxidului de carbon. Meritul de a fi recunoscut la timp importanţa acestei posibilitaţi de hidrogenare revine întreprinderii “Badische Anilin und Sodafabtik”. Aceasta a indicat chiar în brevetul iniţial, marele numar de reacţii ce pot avea loc la hidrogenarea oxidului de carbon. Pentru a desprinde din marele numar de reacţii posibile la hidrogenarea oxidului de carbon, pe acelea care prezintă aplicaţii tehnice si economice, este necesar a se preciza o serie de factori. Printre cei mai importanţi se pot cita: alegerea catalizatorilor, compoziţia şi puritatea gazului de sinteză, alegerea condiţiilor de temperatură şi presiune, precum şi timpul de contact şi de reacţie.

Posibilitatea teoretică de realizare a tuturor reacţiilor se poate demonstra termodinamic şi rezultă că dintre toate aceste reacţii, formarea de metan este favorizată. Desigur, din datele prezentate şi din brevetele anexe, era cunoscut faptul că din gaz de apă se pot obţine prin hidrogenare la presiune înalta – pe lânga hidrocarburi – şi compuşi oxigenaţi, cum sunt alcoolii. Formarea metanolului însă nu este reacţia cea mai favorizată, după formarea metanului, astfel încât, obţinerea pe scara industrială a unui metanol aproape pur, fără produse secundare în cantitaţi importante, a fost un succes remarcabil al întreprinderii BASF (Mittasch, Pier, Winkler şi alţii). Acest lucru a fost realizat pentru prima oară în anul 1923, după un timp relativ scurt de cercetări şi de încercări industriale.

De asemenea şi în cadrul Institutului de cercetări pentru cărbuni din Mulheim, F. Fischer reuşise, reluând încercările precedente, să obţina din gaz de apă un produs denumit de el „Synol", în care se găsea şi 1,5% metanol. Acesta se obţinea din gaz de apă în prezenţa şpanului de fier cu substanţă alcalină.

De atunci s-au realizat un mare număr de lucrari tehnice şi ştiinţifice în domeniul sintezei metanolului. Pe întreg globul se găsesc instalaţii de sinteză a metanolului, dintre care nouă se află numai în S.U.A. Aproape toate lucrează după procedeul iniţial BASF sau un procedeu puţin modificat, folosind amestecul de catalizatori - oxid de zinc şi oxid de crom, recu¬noscut de către inventatori drept cel mai indicat. În cele ce urmează se vor arăta îndeosebi experienţele şi evoluţia acestor probleme în uzinele I.G.

Tabel 1. Principalele condiţii de lucru pentru reacţiile între oxid de carbon şi hidrogen

Condiţii de reacţie

Catalizatori Produşi de reacţie

Presiune normală

Ni Metan

Presiune normală

Ni cu adaosuri de activare Hidrocarburi gazoase, lichide şi solide

Rb Formare cu precădere a hidrocarburilor solide

Presiune mijlocie, 20 ats Co cu adaosuri de acti¬vare Formare cu precădere a hidrocarburilor solide

Catalizatori pe bază de fier Amestecuri de hidrocarburi şi compuşi oxigenaţi

Presiune înaltă 200 ats Oxid de zinc cu adaosuri de activare

Metanol şi alcooli alifatici superiori (acizi, aldehide cetone)

Costul de fabricaţie şi domeniile de utilizare ale metanolului

Deşi pentru obţinerea gazului de sinteză cheltuielile de investiţie şi a instalaţiilor de presiune înaltă erau foarte ridicate, reprezentând înainte de război circa 350 RM pentru o tonă pe an de metanol, s-a putut realiza o scă¬dere a preţului metanolului atât de mare, încât acesta a putut deveni din ce în ce mai mult o materie primă de bază în industria chimică. Astfel în anul 1918, în America, preţul pentru un galon de metanol 97% era de 67 de cenţi, sau circa 0,95 RM pe kg.