متانول یا متیل الکل چیست؟

احتمالا در تیتر خبرها خوانده اید که افرادی به دلیل نوشیدن متانول مسموم شدند، یا متانول در آینده جایگزین سبز سوخت های فسیلی است. اما “متانول چیست؟” که تیترهای خبر مربوط به آن این قدر متفاوت است.  متانول، که به نام‌های متیل الکل، الکل چوب، یا الکل متیلیک نیز شناخته می‌شود، یک ترکیب شیمیایی با فرمول CH₃OH است. این ماده ساده‌ترین نوع الکل است و به شکل مایعی بی‌رنگ، فرار، قابل اشتعال و سمی وجود دارد. متانول در صنایع مختلف به کار می‌رود و کاربردهای بسیاری دارد.

متانول، یا الکل متیلیک، یکی از قدیمی‌ترین ترکیبات شیمیایی شناخته شده است. اولین بار این ماده در قرن هفدهم میلادی توسط شیمیدانان از طریق تقطیر چوب به دست آمد. به همین دلیل، متانول به “الکل چوب” نیز معروف شد. در این روش اولیه، چوب تحت حرارت قرار می‌گرفت و بخارات حاصله تقطیر می‌شدند تا متانول استخراج شود.

در اوایل قرن بیستم، با پیشرفت علم شیمی و فناوری، روش‌های جدیدی برای تولید متانول توسعه یافت. یکی از این روش‌ها، فرآیند تولید از گاز سنتز بود که شامل تبدیل گاز طبیعی یا زغال‌سنگ به گاز سنتز (مخلوطی از مونوکسید کربن و هیدروژن) و سپس تبدیل آن به متانول بود. این روش در دهه ۱۹۲۰ به طور صنعتی توسط شرکت‌های شیمیایی در آلمان و ایالات متحده توسعه یافت و تولید متانول به صورت صنعتی و با مقیاس بزرگ آغاز شد.

با گذشت زمان و پیشرفت‌های علمی، روش‌های تولید متانول بهبود یافت و کاربردهای جدیدی برای این ماده کشف شد. در دهه‌های ۱۹۷۰ و ۱۹۸۰، متانول به عنوان یک سوخت جایگزین برای خودروها و به عنوان یک افزودنی سوخت (مانند MTBE) مطرح شد. این کاربردها به دلیل خواص متانول به عنوان یک سوخت پاک‌تر و دارای قابلیت تولید از منابع تجدیدپذیر جذابیت یافت.

تولید متانول

تولید متانول به صورت صنعتی به دو روش اصلی انجام می‌شود: تولید از گاز طبیعی و تولید از زغال‌سنگ. این فرآیندها شامل تولید گاز سنتز (مخلوطی از مونوکسید کربن و هیدروژن) و سپس تبدیل آن به متانول می‌باشد.

 تولید از گاز طبیعی

این روش رایج‌ترین روش تولید متانول است. مراحل تولید متانول به این روش را در ادامه توضیح می دهیم.

تبدیل گاز طبیعی به گاز سنتز

• • بخاردهی متان: گاز طبیعی (عمدتاً متان) در دمای بالا و در حضور بخار آب و کاتالیست نیکل به گاز سنتز (مونوکسید کربن و هیدروژن) تبدیل می‌شود.
  • تبدیل آب-گاز: مونوکسید کربن و آب به دی‌اکسید کربن و هیدروژن تبدیل می‌شوند.

تبدیل گاز سنتز به متانول

• گاز سنتز تولید شده در مرحله قبل در حضور کاتالیست (معمولاً مس، روی، و آلومینا) تحت فشار و دمای مناسب به متانول تبدیل می‌شود

 تولید از زغال‌سنگ

این روش در مناطقی که منابع گاز طبیعی محدود است، مورد استفاده قرار می‌گیرد. مراحل تولید متانول از زغال سنگ به شرح زیر می باشد.

تبدیل زغال‌سنگ به گاز سنتز

زغال‌سنگ در حضور اکسیژن و بخار آب در دمای بالا به گاز سنتز (مونوکسید کربن و هیدروژن) تبدیل می‌شود.

تبدیل گاز سنتز به متانول

• همانند روش تولید از گاز طبیعی، گاز سنتز تولید شده در حضور کاتالیست مناسب به متانول تبدیل می‌شود.

تولید متانول از منابع تجدیدپذیر

در سال‌های اخیر، توجه بیشتری به تولید متانول از منابع تجدیدپذیر و زیستی شده است. این روش‌ها شامل تولید متانول از دی‌اکسید کربن و هیدروژن تولیدی از منابع تجدیدپذیر، و تولید بیومتانول از زیست‌توده‌ها و پسماندهای آلی است. این رویکردها می‌توانند به کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و ایجاد یک زنجیره تامین پایدارتر برای متانول کمک کنند.

خطرات متانول

متانول یا الکل متیلیک یک الکل بسیار سمی است و در بسیاری از موارد با اتانول، که الکل موجود در مشروبات الکلی است، اشتباه گرفته می‌شود. برخی مواقع در مشروبات الکلی غیرمجاز از متانول به جای اتانول به دلیل ارزان تر بودن استفاده می شود. این موضوع می‌تواند بسیار خطرناک باشد و منجر به مسمومیت شدید، آسیب‌های جدی به سلامتی و حتی مرگ شود.

متانول یک ماده بسیار سمی است و می‌تواند از طریق استنشاق، بلعیدن، و تماس پوستی وارد بدن شود. مصرف حتی مقادیر کمی از متانول می‌تواند عوارض جدی ایجاد کند. متانول در بدن به فرمالدهید و اسید فرمیک تبدیل می‌شود که می‌توانند سبب آسیب‌های شدید بافتی و علائم گوارشی، عصبی، و چشمی شوند.

علائم مسمومیت با متانول شامل تهوع، استفراغ، سرگیجه، تاری دید، و در موارد شدیدتر نابینایی و مرگ است. درمان مسمومیت با متانول شامل تجویز داروهای متوقف کننده تولید مشتقات سمی، کنترل اسیدوز، و در صورت لزوم دیالیز است.

درمان مسمومیت با متانول

مسمومیت با متانول یک اورژانس پزشکی است و باید به سرعت درمان شود. مراحل اصلی درمان عبارتند از:

1. تجویز داروهای متوقف کننده تولید مشتقات سمی متانول: مانند فومپیزول.
2. کنترل اسیدوز: با استفاده از بی‌کربنات سدیم یا سایر درمان‌های مناسب.
3. درمان‌های نگهدارنده: شامل مراقبت‌های عمومی پزشکی و پشتیبانی از عملکردهای حیاتی بدن.
4. دیالیز: در صورت نیاز برای حذف متانول و مشتقات سمی آن از بدن.

اگر درمان به موقع آغاز شود، می‌تواند از پیشرفت مسمومیت و بروز عوارض خطرناک و مرگ جلوگیری کند.

مشخصات

فرمول مولکولی C1H4O1
جرم مولی 32.04 گرم بر مول
ظاهر مایع بی‌رنگ
چگالی 0.7918 گرم بر سانتی‌متر مکعب
نقطه جوش 65 درجه سانتیگراد (149 درجه فارنهایت؛ 338 کلوین)
log P -0.69
فشار بخار 13.02 کیلو پاسکال (در 20 درجه سانتیگراد)
اسیدیته (pKa) 15.5[2]
ویسکوزیته 5.9×10−4 پاسکال ثانیه (در 20 درجه سانتیگراد)
گشتاور دوقطبی 1.69 D