1甲醇的理化性质和用途

甲醇的理化性质和用途

甲醇是极为重要的有机化工原料和清洁液体燃料，是碳一化工的基础产品。甲醇化工是化学工业的一个重要分枝。

固体原料煤炭，液体原料石脑油、渣油，气体原料天然气、油田气、煤层气等经部分氧化法或蒸汽转化制得合成气。合成气的主要成分是CO和H2，CO加氢可制得甲醇，这就构成了碳一化工的基本原料。

由于甲醇的生产工艺简单，反应条件温和，技术容易突破，甲醇及其衍生物有着广泛的用途，世界各国都把甲醇作为碳一化工的重要领域研究。现在甲醇已成为新一代能源的重要起始原料，生产一系列深度加工产品，并成为碳一化工的突破口。在世界能源石油资源紧缺以及清洁能源、环保需求的情况下，以煤为原料生产甲醇，甲醇就有希望成为替代石油的清洁燃料、化工原料与二次能源。

一、甲醇的理化性质

1. 甲醇的物理性质

甲醇，又名木醇或木精，甲醇是最简单的饱和醇。英文名：Methyl alcohol；Methanol。分子式CH3OH，相对分子质量32.04，常压沸点64.7℃，常温常压下是无色透明、略带乙醇香味的挥发性液体。甲醇与水互溶，在汽油中有较大溶解度。甲醇属Ⅲ级危害(中度危害)毒物，易燃烧，其蒸气与空气的混合物在一定范围内会发生爆炸，爆炸极限为5.5％~44.0％(体积分数)。

外观与性状：无色澄清液体，有刺激性气味

建筑火险分级：甲级

燃烧(分解产物)：一氧化碳、二氧化碳

灭火方法：泡沫、二氧化碳、干粉、砂土。用水灭火无效

危险性类别：第3.2类中闪点易燃液体

储运注意事项：储存于阴凉、通风仓间内。远离火种、热源。仓温不宜超过30℃。防止阳光直射。保持容器密封。应与氧化剂分开存放。储存间内的照明、通风等设施应采用防爆型，开关设在仓外。配备相应品种和数量的消防器材。罐储时要有防火防爆技术措施。露天贮罐夏季要有降温措施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。灌装时应注意流速(不超过3m/s)，且有接地装置，防止静电积聚。

接触限值：中国MAC：50mg/m3

侵入途径：吸入、食入、经皮吸收

健康危害：属Ⅲ级危害(中度危害)毒物。对呼吸道及胃肠道粘膜有作用，对血管神经有毒作用，引起血管痉挛，形成瘀血或出血；对视神经和视网膜有特殊的选择作用，使视网膜因缺乏营养而坏死。

人误饮5～10ml甲醇就会双目失明，大量饮入会导致死亡。空气中允许甲醇浓度小于5mg/m3。排放的工业废水中，甲醇含量应小于200mg/L。

甲醇可以与许多有机化合物按任意比例混合，并与其中100多种有机化合物形成共沸混合物。许多共沸物的沸点与甲醇的沸点相近，在精馏粗甲醇时，可以蒸馏出一些混合物来。

甲醇的主要物理性质见表1-1。

甲醇的蒸气压和密度见表1-2。

甲醇有机化合物共沸物组成与沸点见表1-3。

表1-1甲醇的主要物理性质

表1-2甲醇的蒸气压和密度

表1-3甲醇有机化合物共沸物组成与沸点

2. 甲醇的化学性质

在甲醇的分子结构中含有一个甲基与一个羟基，因为它含有羟基，所以具有醇类的典型反应；又因它含有甲基，所以又能进行甲基化反应。甲醇可以与一系列物质反应，所以甲醇在工业上有着十分广泛的应用。

(1)甲醇氧化，生成甲醛、甲酸

甲醇在空气中可被氧化为甲醛，然后被氧化为甲酸。

CH3OH + 1/2 O2 → HCHO + H2O

HCHO + 1/2 O2 → HCOOH

甲醇在600℃~700℃通过浮石银催化剂或其他固体催化剂，如铜、五氧化二钒等，可直接氧化为甲醛。

(2)甲醇氨化，生成甲胺

将甲醇与氨以一定比例混合，在370℃~420℃、5.0~20.0MPa压力下，以活性氧化铝为催化剂进行反应，可得到一甲胺、二甲胺和三甲胺的混合物，再经精馏，可分别得到一、二、三甲胺产品。

CH3OH + NH3 → CH3NH2 + H2O

2CH3OH + NH3 → (CH3)2NH + 2H2O

3CH3OH + NH3 → (CH3)3N + 3H2O

(3)甲醇羰基化，生成醋酸

甲醇与一氧化碳在250℃、50.0~70.0MPa压力下，通过碘化钴催化剂，或者在180℃、3~4MPa下，通过铑的羰基化合物催化剂(以碘甲烷为助催化剂)，合成醋酸。

CH3OH + CO → CH3COOH

(4)甲醇酯化，生成各种酯类化合物

①甲醇与甲酸反应生成甲酸甲酯

CH3OH + HCOOH → HCOOCH3 + H2O

②甲醇与硫酸作用生成硫酸氢甲酯、硫酸二甲酯

CH3OH + H2SO4 → CH3HSO4 + H2O

2CH3OH + H2SO4 → (CH3)2SO4 + H2O

③甲醇与硝酸作用生成硝酸甲酯

CH3OH + HNO3 → CH3NO3 + H2O

(5)甲醇氯化，生成氯甲烷

甲醇与氯气、氢气混合，以氯化锌为催化剂可生成一、二、三氯甲烷，直至四氯化碳。

CH3OH + Cl2 + H2 → CH3Cl + HCl + H2O

CH3Cl + Cl2 → CH2Cl2 + HCl

CH2Cl2 + Cl2 → CHCl3 + HCl

CHCl3 + Cl2 → CCl4 + HCl

(6)甲醇与氢氧化钠反应，生成甲醇钠

甲醇与氢氧化钠在85℃~100℃下反应脱水可生成甲醇钠。

CH3OH + NaOH → CH3ONa + H2O

(7)甲醇脱水，生成二甲醚

2CH3OH → (CH3)2O + H2O

(8)甲醇与苯反应，生成甲苯

在3.5MPa、340℃~380℃下，甲醇与苯在催化剂存在下生成甲苯。

CH3OH + C6H6 → C6H5CH3 + H2O