甲醇

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甲醇(Methanol)繫結構最為簡單的飽和一元醇,化學式CH3OH。又稱「木醇」或「木精」。是無色有酒精氣味易揮發的液體。有毒,誤飲5~10毫升能雙目失明,大量飲用會導致死亡。

目錄

健康危害

甲醇被大眾所熟知,是因為其毒性。工業酒精中大約含有4%的甲醇,被不法分子當作食用酒精製作假酒,而被人飲用後,就會產生甲醇中毒。甲醇的致命劑量大約是70毫升。

甲醇有較強的毒性,對人體的神經系統血液系統影響最大,它經消化道呼吸道皮膚攝入都會產生毒性反應,甲醇蒸氣能損害人的呼吸道粘膜和視力急性中毒症状有:頭疼、噁心胃痛、疲倦、視力模糊以至失明,繼而呼吸困難,最終導致呼吸中樞麻痹而死亡。慢性中毒反應為:眩暈、昏睡、頭痛耳鳴視力減退、消化障礙。甲醇攝入量超過4克就會出現中毒反應,誤服一小杯超過10克就能造成雙目失明,飲入量大造成死亡。致死量為30毫升以上,甲醇在體內不易排出, 會發生蓄積,在體內氧化生成甲醛和甲酸也都有毒性。在甲醇生產工廠,我國有關部門規定,空氣中允許甲醇濃度為50mg/m3,在有甲醇氣的現場工作須戴防毒面具,廢水要處理後才能排放,允許含量小於200mg/L。

甲醇的中毒機理是,甲醇經人體代謝產生甲醛和甲酸(俗稱蟻酸),然後對人體產生傷害。常見的症状是,先是產生喝醉的感覺,數小時後頭痛,噁心,嘔吐,以及視線模糊。嚴重者會失明,乃至喪命。失明的原因是,甲醇的代謝產物甲酸會累積在眼睛部位,破壞視覺神經細胞腦神經也會受到破壞,產生永久性損害。甲酸進入血液後,會使組織酸性越來越強,損害腎臟導致腎衰竭。

甲醇中毒,通常可以用乙醇解毒法。其原理是,甲醇本身無毒,而代謝產物有毒,因此可以通過抑制代謝的方法來解毒。甲醇和乙醇在人體的代謝都是同一種酶,而這種酶和乙醇更具親和力。因此,甲醇中毒者,可以通過飲用烈性酒(酒精度通常在60度以上)的方式來緩解甲醇代謝,進而使之排出體外。而甲醇已經代謝產生的甲酸,可以通過服用小蘇打碳酸氫鈉)的方式來中和。  

泄漏應急處理

迅速撤離泄漏污染區人員至安全區,並進行隔離,嚴格限制出入。切斷火源。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器,穿防靜電工作服。不要直接接觸泄漏物。儘可能切斷泄漏源。防止流入下水道、排洪溝等限制性空間。小量泄漏:用砂土或其它不燃材料吸附或吸收。也可以用大量水沖洗,洗水稀釋後放入廢水系統。大量泄漏:構築圍堤或挖坑收容。用泡沫覆蓋,降低蒸氣災害。用防爆泵轉移至槽車或專用收集器內,回收或運至廢物處理場所處置。    

理化性質

甲醇的鋸架投影式

甲醇是一種無色、透明、易燃、易揮發的有毒液體,常溫下對金屬無腐蝕性(鉛、鋁除外),略有酒精氣味。分子量32.04,相對密度0.792(20/4℃),熔點-97.8℃,沸點64.5℃,燃燒熱725.76KJ/mol,閃點12.22℃,自燃點℃,蒸氣密度1.11,蒸氣壓13.33KPa(100mmHg 21.2℃),蒸氣與空氣混合物爆炸極限6~36.5 %(體積比),能與水、乙醇乙醚、苯、酮、鹵代烴和許多其他有機溶劑相混溶,但是不與石油醚混溶,遇熱、明火或氧化劑易燃燒。

甲醇易燃,其蒸氣與空氣能形成爆炸混合物,甲醇完全燃燒生成二氧化碳和水蒸氣,同時放出熱量。方程式:2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O 工業製法和儲備工業上用一氧化碳和氫氣的混合氣(合成氣)在一定的條件下製備甲醇。 甲醇可用做溶劑和燃料,也是一種化工原料,主要用於生產甲醛。甲醇分子中,碳原子以sp3雜化軌道成鍵,氧原子以sp3雜化軌道成鍵,為極性子。

主要參數見下:

甲醇的比例填充模型
IUPAC英文名 Methanol
CAS號 67-56-1
RTECS號 PC1400000
SMILES CO
化學式 CH3OH
摩爾質量 32.04 g/mol
外觀 無色液體
密度 0.7918 g/cm³
熔點 –97 ℃(176K)
沸點 64.7 ℃ (337K)
在水中的溶解度 互溶
解離常數 ~ 15.5
黏度 0.59 mPa.s(20 ℃)
分子偶極矩 1.69 D(g)
危險性
警示性質標準詞 R11,R23/24/25,R39/23/24/25
安全建議標準詞 S1/2,S7,S16,S36/37,S45
閃點 11 ℃
臨界溫度 239.5℃
臨界壓力 8.09MPa
臨界密度 0.272g/ml

用途

甲醇用途廣泛,是基礎的有機化工原料和優質燃料。主要應用於精細化工,塑料等領域,用來製造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫酸二甲酯等多種有機產品,也是農藥、醫藥的重要原料之一。甲醇在深加工後可作為一種新型清潔燃料,也加入汽油摻燒。甲醇和氨反應可以製造一甲胺  

製法

甲醇

甲醇的生產,主要是合成法,尚有少量從木材乾餾作為副產回收。合成的化學反應式為:

2H2 + CO → CH3OH

合成甲醇可以固體(如煤、焦炭)液體(如原油、重油、輕油)或氣體(如天然氣及其他可燃性氣體)為原料,經造氣淨化(脫硫)變換,除去二氧化碳,配製成一定的合成氣(一氧化碳和氫)。在不同的催化劑存在下,選用不同的工藝條件。單產甲醇(分高壓低壓和中壓法),或與合成氨聯產甲醇(聯醇法)。將合成後的粗甲醇,經預精餾脫除甲醚,精餾而得成品甲醇。高壓法為BASF最先實現工業合成的方法,但因其能耗大,加工複雜,材質要求苛刻,產品中副產物多,今後將由ICI低壓和中壓法及Lurgi低壓和中壓法取代。    

甲醇汽油

甲醇汽油是指把甲醇部分添加在汽油里,用甲醇燃料助溶劑復配的M系列混合燃料。其中:M15(在汽油里添加15%甲醇)清潔甲醇汽油為車用燃料,分別應用於各種汽油發動機,可以在不改變現行發動機結構的條件下,替代成品汽油使用,並可與成品油混用。甲醇混合燃料的熱效率、動力性、啟動性、經濟性良好,具有降低排放、節省石油、安全方便等特點。世界各國根據不同國情,研發了M3、M5、M15、M20、M50、M85、M100等不同摻和比的甲醇汽油。目前,商用甲醇主要為M85(85%甲醇+15%汽油)和 M100,M100性能優於M85,具有更大的環境優越性。  

燃燒熱的值及其燃燒方程式

CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-725.76kJ/mol  

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