Данный метод получения метанола реализуется на основе многостадийной цепной реакции хлорирования метана CH4.


Хлор получают электролизом раствора поваренной соли:

2NaCl → 2Na+ + 2Cl- — электролиз → 2Na + Cl2,

В растворе вместо металлического натрия на катоде получается щёлочь и водород (NaOH и H2), а на аноде нужный нам хлор (Cl2).

Характерные особенности взаимодействия метана с хлором: реакция не идет в темноте при низких температурах, хлор взаимодействует с метаном при ультрафиолетовом облучении или при высоких температурах, реакция экзотермична - протекает с выделением тепла и без контроля может привести к взрыву.
 

Общая схема реакции хлорирования метана такова


CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl

Стадии процесса:

    I стадия Cl2 → 2Cl- (на свету) (зарождение цепи)
    II стадия Cl- + H-CH3 → HCl + -CH3 (развитие цепи)
    III стадия -CH3 + Cl2 → CH3Cl + Cl- (развитие цепи)
    IV стадия Cl- + CH3Cl → HCl + -CH2Cl2 (развитие цепи) и т.д.
    V стадия H3C- + -CH3 → H3C-CH3 (обрыв цепи)
    VI стадия Cl- + -CH3 → CH3Cl (обрыв цепи)

I, II (или III, IV) и V (или VI) - последовательные стадии, II, III, IV и V, VI - параллельные.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



Итак: подвергаем раствор поваренной соли электролизу (1), полученные (2) CH3Cl + HCl обрабатываются раствором щёлочи (3), NaOH - остаётся после электролиза поваренной соли, что позволяет зациклить процессы в установке.

В результате получаем раствор CH3OH и NaCl:

CH3Cl + NaOH → CH3OH + NaCl,

а также гасятся излишки соляной кислоты:

HCl + NaOH → NaCl + H2O

Чтобы из водного раствора выделить метанол, его достаточно просто перегнать в обычном самогонном аппарате-дистилляторе (4). В итоге получится метиловый спирт-первак крепостью около 80o, в чем можно убедиться при помощи спиртометра.

Окончательно производят ректификацию метанола-сырца, либо просто сушат негашёной известью.
 

Существенным недостатком этого способа получения метанола - является его огромная энергетическая затратность на электролиз (да и отходы, включая водород, просто теряются).


Однако, этот минус можно скомпенсировать - для этого потребуется автономная энергоустановка (предпочтительней дизель-генератор), работающая на метане от газовой сети (туда же скармливаются газообразные отходы и бесполезный водород).

Получение метанола методом хлорирования метана

Получение метанола методом хлорирования метана
Яндекс.Метрика Top.Mail.Ru