中文名
甲醇
外文名
methanol
别 名
羟基甲烷
木醇
木精化學(xué)式
結構簡(jiǎn)式CH3OH;分子式CH4O
分子量
33.048
CAS登錄号
67-56-1
EINECS登錄号
200-659-6
熔 點
-97.8 ℃
沸 點
64.7 ℃
密 度
0.777 g/cm³
外 觀
無(wú)色液體
閃 點
11.11℃
應 用
用于制造甲醛和農藥等
安全性描述
S1/2;S7;S16;S36/37;S45
危險性符号
R11;R39/23/24/25
危險性描述
與空氣混合能形成爆炸性混合物。遇熱源和明火有燃燒爆炸的危險。
UN危險貨物編号
1230
溶解性
溶于水,可混溶于醇類(lèi)、乙醚等多數有機溶劑
折射率
1.33066
SMILES
CO
RTECS
PC1400000
黏 度
0.55 mPa·s,25℃
偶極矩
1.69 D(氣态)
主要危害
含有甲醇的酒可引起失明、肝病
自燃點
473 ℃
目錄
理化性質(zhì)
編輯物理性質(zhì)
1.性狀:無(wú)色透明液體,有刺激性氣味。
2.熔點(℃):-97.8
3.沸點(℃):64.7
4.相對密度(水=1):0.79
5.相對蒸氣密度(空氣=1):1.1
6.飽和蒸氣壓(kPa):12.3(20℃)
7.燃燒熱(kJ/mol):723
8.臨界溫度(℃):240
9.臨界壓力(MPa):7.95
10.辛醇/水分配系數:-0.82~-0.77
11.閃點(℃):8(CC);12.2(OC)
12.自燃溫度(℃):436
13.爆炸上限(%):36.5
14.爆炸下限(%):6
15.溶解性:與水互溶,可混溶于醇類(lèi)、乙醚等多數有機溶劑。
16.折射率(N/D,20℃):1.3284
17.黏度(mPa·s,25℃):0.5525
18.蒸發(fā)熱(KJ/mol,b.p.):35.32
19.熔化熱(KJ/kg):98.81
20.比熱容:KJ/(kg·K),20℃,定壓:2.51
21.沸點上升常數:0.785
22.電導率(S/m,25℃):1.5×10-9
23.熱導率(W/(m·K),30℃):21.3527
24.體膨脹系數(K,20℃):0.00119
25.臨界密度(g/cm):0.273
26.臨界體積(cm/mol):117
27.臨界壓縮因子:0.223
28.偏心因子:0.566
29.Lennard-Jones參數:3.8632(A);419.86(K)
30.溶度參數(J/cm):29.532
31.van der Waals體積(cm/mol):21.710
32.氣相标準燃燒熱(焓)(kJ/mol):764.9
33.氣相标準生成熱(焓)( kJ/mol) :-201.5
34.氣相标準熵(J·mol-1/K) :239.88
35.氣相标準生成自由能( kJ/mol):-161.6
36.氣相标準熱熔(J·mol-1/K):44.06
37.液相标準燃燒熱(焓)(kJ/mol):-726.9
38.液相标準生成熱(焓)( kJ/mol):-239.1
39.液相标準熵(J·mol-1/K) :127.24
40.液相标準生成自由能( kJ/mol):-166.88
化學(xué)性質(zhì)
2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O
而且,甲醇還可以發(fā)生氨化反應(370℃~420℃)
NH3+CH3OH→CH3NH2+H2O
NH3+2CH3OH→(CH3)2NH+2H2O
NH3+3CH3OH→(CH3)3N+3H2O
甲醇也可在空氣中燃燒:2CH₄O+3O₂=燃燒=2CO₂+4H₂O
甲醇具有飽和一元醇的通性,由于隻有一個(gè)碳原子,因此有其特有的反應。例如
① 與氯化鈣形成結晶狀物質(zhì)CaCl2·4CH3OH,與氧化鋇形成BaO·2CH3OH的分子化合物并溶解于甲醇中;類(lèi)似的化合物有MgCl2·6CH3OH、CuSO4·2CH3OH、CH3OK·CH3OH、AlCl3·4CH3OH、AlCl3·6CH3OH、AlCl3·10CH3OH等
4CH3OH+CaCl2→CaCl2·4CH3OH
2CH3OH+BaO→2CH3OH·BaO
2CH3OH+O2→2HCHO+2H2O
2HCHO+O2→2HCOOH
2HCOOH+O2→2H2O+2CO2
2CH3OH+2Cl2=(CH2Cl)2O+H2O+2HCl
(CH2Cl)2O+H2O=2HCHO+2HCl
CH3OH+NaOH→HCOONa+2H2
計算化學(xué)數據
1.疏水參數計算參考值(XlogP):-0.5
2.氫鍵供體數量:1
3.氫鍵受體數量:1
4.互變異構體數量:無(wú)
5.拓撲分子極性表面積20.2
6.重原子數量:2
7.複雜度:2
制備方法
編輯合成法
1.甲醇的生產(chǎn),主要是合成法,合成的化學(xué)反應式爲:
2.将合成後的粗甲醇,經(jīng)預精餾脫除甲醚。(高壓法最先實(shí)現工業(yè)合成的方法,但因其能耗大,加工複雜,材質(zhì)要求苛刻,產(chǎn)品中副產(chǎn)物多,由ICI低壓和中壓法及Lurgi低壓和中壓法取代。工業(yè)上合成甲醇幾乎全部采用一氧化碳加壓催化加氫的方法,工藝過(guò)程包括造氣、合成淨化、甲醇合成和粗甲醇精餾等工序。)
3.将粗甲醇淨化,淨化過(guò)程包括精餾和化學(xué)處理。化學(xué)處理主要用堿破壞在精餾過(guò)程中難以分離的雜質(zhì),并調節pH值;精餾主要是脫除易揮發(fā)組分如二甲醚,以及難揮發(fā)的乙醇、高碳醇和水。粗餾後的純度一般都可達到98%以上。
4.将工業(yè)甲醇用精餾的方法将含水量降到0.01%以下。再用次碘酸鈉處理,可除去其中的丙酮。經(jīng)精餾得純品甲醇。
5.BV-Ⅲ級甲醇的制備主要采用精餾工藝。以工業(yè)甲醇爲原料,經(jīng)精餾、超淨過(guò)濾、超淨分裝,得高純甲醇產(chǎn)品。一般均以工業(yè)甲醇爲原料,經(jīng)常壓蒸餾除去水分,控制塔頂64~65℃,過(guò)濾除去不溶物即可。 [1]
幹餾法
最早是用木材幹餾法生產(chǎn)甲醇,故甲醇也叫木醇。其中自然遊離狀态的甲醇非常的少,故這種方法既浪費木材,產(chǎn)品又含有丙酮等雜質(zhì),并且很難除去。因爲這種方法不能滿足需要,1924年以後,人們開(kāi)始逐漸停止使用這個(gè)方法。 [4]
應用領(lǐng)域
編輯1、基本有機原料之一,用于制造氯甲烷、甲胺和硫酸二甲酯等多種有機產(chǎn)品。也是農藥(殺蟲劑、殺螨劑)、醫藥(磺胺類(lèi)、合黴素等)的原料,合成對苯二甲酸二甲酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸甲酯的原料之一。 [5]
2、甲醇的主要應用領(lǐng)域是生產(chǎn)甲醛,甲醛可用來(lái)生產(chǎn)膠粘劑,主要用于木材加工業(yè),其次是用作模塑料、塗料、紡織物及紙張等的處理劑。
3、甲醇另一主要用途是生產(chǎn)醋酸。醋酸消費約占全球甲醇需求的7%,可生產(chǎn)醋酸乙烯、醋酸纖維和醋酸酯等,其需求與塗料、粘合劑和紡織等方面的需求密切相關。
4、甲醇可用于制造甲酸甲酯,甲酸甲酯可用于生產(chǎn)甲酸、甲酰胺和其他精細化工產(chǎn)品,還可用作殺蟲劑、殺菌劑、熏蒸劑、煙草處理劑和汽油添加劑。
5、甲醇也可制造甲胺,甲胺是一種重要的脂肪胺,以液氮和甲醇爲原料,可通過(guò)加工分立爲一甲胺、二甲胺、三甲胺,是基本的化工原料之一。
6、可合成爲碳酸二甲酯,是一種環(huán)保產(chǎn)品,應用于醫藥、農業(yè)和特種行業(yè)等。
7、可合成爲乙二醇,是石化中簡(jiǎn)原料之一,可用于生產(chǎn)聚酯和防凍劑。
8、可用于制造生長(cháng)促進(jìn)劑。可以使作物大量增產(chǎn),保持枝葉鮮嫩、茁壯茂盛、在夏天也不會(huì)枯萎,可大量減少灌溉用水,有利于旱地作物的生長(cháng)。
9、可合成甲醇蛋白,以甲醇爲原料經(jīng)微生物發(fā)酵生產(chǎn)的甲醇蛋白被稱爲第二代單細胞蛋白,與天然蛋白相比,營(yíng)養價值更高,粗蛋白含量比魚粉和大豆高得多,而且含有豐富的氨基酸、礦物質(zhì)和維生素,可以代替魚粉、大豆、骨粉、肉類(lèi)和脫脂奶粉。 [6]
10、甲醇用作清洗去油劑,MOS級主要用于分立器件,中、大規模集成電路,BV-Ⅲ級主要用于超大規模集成電路工藝技術。
11、用作分析試劑,如作溶劑、甲基化試劑、色譜分析試劑。還用于有機合成。
12、通常甲醇是一種比乙醇更好的溶劑,可以溶解許多無(wú)機鹽。亦可摻入汽油作替代燃料使用。20世紀80年代以來(lái),甲醇用于生產(chǎn)汽油辛烷值添加劑甲基叔丁基醚、甲醇汽油、甲醇燃料,以及甲醇蛋白等產(chǎn)品,促進(jìn)了甲醇生產(chǎn)的發(fā)展和市場(chǎng)需要。
13、甲醇不僅是重要的化工原料,而且還是性能優良的能源和車用燃料。甲醇與異丁烯反應得到MTBE(甲基叔丁基醚),它是高辛烷值無(wú)鉛汽油添加劑,亦可用作溶劑。除此之外,還可制烯烴和丙烯,解決資源短缺問(wèn)題。
14、甲醇可用于生產(chǎn)二甲醚,二甲醚除了在日用化工、制藥、農藥、染料、塗料等方面有廣泛的用途,還具有方便清潔、十六烷值高、動(dòng)力性能好、污染少。易加壓爲液體、易儲存等燃料性能。甲醇和二甲醚按一定比例配制而成的新型液體燃料稱爲醇醚燃料。它的燃燒效率和熱效率均高于液化氣。 [7]
安全措施
編輯健康危害
甲醇的毒性對人體的神經(jīng)系統和血液系統影響最大,它經(jīng)消化道、呼吸道或皮膚攝入都會(huì)產(chǎn)生毒性反應,甲醇蒸氣能損害人的呼吸道粘膜和視力。在甲醇生產(chǎn)工廠,中國有關部門(mén)規定,空氣甲醇的濃度限制爲PC-stel=50mg/m3,PC-TWA=25mg/m3,在有甲醇氣的現場(chǎng)工作須戴防毒面具、工廠廢水要處理後才能排放,允許含量小于200mg/L的甲醇。
甲醇的中毒機理是,甲醇經(jīng)人體代謝產(chǎn)生甲醛和甲酸(俗稱蟻酸),然後對人體產(chǎn)生傷害。常見(jiàn)的症狀是,先是產(chǎn)生喝醉的感覺,數小時(shí)後頭痛,惡心,嘔吐,以及視線(xiàn)模糊。嚴重者會(huì)失明,乃至喪命。失明的原因:甲醇的代謝產(chǎn)物甲酸累積在眼睛部位,破壞視覺神經(jīng)細胞。腦神經(jīng)也會(huì)受到破壞,而產(chǎn)生永久性損害。甲酸進(jìn)入血液後,會(huì)使組織酸性越來(lái)越強,損害腎髒導緻腎衰竭。 [8]
毒性:屬低毒毒性。
急性毒性:LD50:5628mg/kg(大鼠經(jīng)口),15800mg/kg(兔經(jīng)皮);LC50:82776mg/kg,4小時(shí)(大鼠吸入);人經(jīng)口5~10ml,潛伏期8~36小時(shí),緻昏迷;人經(jīng)口15ml,48小時(shí)内產(chǎn)生視網(wǎng)膜炎,失明;人經(jīng)口30~100ml中樞神經(jīng)系統嚴重損害,呼吸衰弱,死亡。
亞急性和慢性毒性:大鼠吸入50mg/m3,12小時(shí)/天,3個(gè)月,在8~10周内可見(jiàn)到氣管、支氣管粘膜損害,大腦皮質(zhì)細胞營(yíng)養障礙等。
緻突變性:微生物緻突變:啤酒酵母菌12pph。DNA抑制:人類(lèi)淋巴細胞300mmol/L。
生殖毒性:大鼠經(jīng)口最低中毒濃度(TDL0):7500mg/kg(孕7~19天),對新生鼠行爲有影響。大鼠吸入最低中毒濃度(TCL0):20000ppm(7小時(shí),孕1~22天),引起肌肉骨骼、心血管系統和泌尿系統發(fā)育異常。
接觸限制
失明是最典型的症狀,甲醇進(jìn)入血液後,會(huì)使組織酸性變強產(chǎn)生酸中毒,導緻腎衰竭。最嚴重者是死亡。
初期中毒症狀包括心跳加速、腹痛、上吐(嘔)、下瀉、無(wú)胃口、頭痛、暈、全身無(wú)力。嚴重者會(huì)神智不清、呼吸急速至衰竭。然而,仍然有不少不法商人不顧生命安全,用含有甲醇的工業(yè)酒精勾兌假酒并出售。但是,正品酒中也有極微量的甲醇,是宿醉的原因之一。甲醇中毒可以用乙醇解毒。因爲甲醇在肝髒中被酒精脫氫酶氧化成甲醛,然後形成甲酸。乙醇可以和甲醇競争醇脫氫酶,而使人體有時(shí)簡(jiǎn)排除甲醇。
危害防治
中毒症狀
身體危害:對中樞神經(jīng)系統有麻醉作用;對視神經(jīng)和視網(wǎng)膜有特殊選擇作用,引起病變;可緻代謝性酸中毒。
急性中毒:短時(shí)大量吸入出現輕度眼上呼吸道刺激症狀(口服有胃腸道刺激症狀);經(jīng)一段時(shí)簡(jiǎn)潛伏期後出現頭痛、頭暈、乏力、眩暈、酒醉感、意識朦胧、谵妄,甚至昏迷。視神經(jīng)及視網(wǎng)膜病變,可有視物模糊、複視等,重者失明。代謝性酸中毒時(shí)出現二氧化碳結合力下降、呼吸加速等。
慢性影響:神經(jīng)衰弱綜合征,植物神經(jīng)功能失調,粘膜刺激,視力減退等。皮膚出現脫脂、皮炎等。
急救措施
皮膚接觸:脫去污染的衣着,用肥皂水和清水徹底沖洗皮膚。
眼睛接觸:提起眼睑,用流動(dòng)清水或生理鹽水沖洗,就醫。
吸入:迅速脫離現場(chǎng)至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難,給輸氧。如呼吸停止,立即進(jìn)行人工呼吸,就醫。
食入:飲足量溫水,催吐或用清水或 1%硫代硫酸鈉溶液洗胃,就醫。
甲醇中毒,通常可以用乙醇解毒法。其原理是,甲醇本身無(wú)毒,而代謝產(chǎn)物有毒,因此可以通過(guò)抑制代謝的方法來(lái)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(guò)飲用烈性酒(酒精度通常在60度以上)的方式來(lái)緩解甲醇代謝,進(jìn)而使之排出體外。而甲醇已經(jīng)代謝產(chǎn)生的甲酸,可以通過(guò)服用小蘇打(碳酸氫鈉)的方式來(lái)中和。 [9]
洩漏應急處理
迅速撤離洩漏污染區人員至安全區,并進(jìn)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,不要直接接觸洩漏物,盡可能切斷洩漏源。防止流入下水道、排洪溝等限制性空簡(jiǎn)。小量洩漏: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。大量洩漏: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(zhuān)用收集器内,回收或運至廢物處理場(chǎng)所處置。 [9]
緊急情況概述
液體。高度易燃,其蒸氣與空氣混合,能形成爆炸性混合物。吞食後有毒。跟皮膚接觸有毒。吸入有毒。短期暴露有嚴重損傷健康的危險。
GHS危險性類(lèi)别
根據GB 30000-2013化學(xué)品分類(lèi)和标簽規範系列标準(參閱第十五部分),該產(chǎn)品分類(lèi)如下:易燃液體 ,類(lèi)别 2;急毒性-口服 ,類(lèi)别 3;急毒性-皮膚 ,類(lèi)别 3;急毒性-吸入 ,類(lèi)别 3;特定目标器官毒性-單次接觸 ,類(lèi)别 1。
安全标志
危險運輸編碼:UN 1230 3/PG 2
危險品标志: 易燃有毒
安全标識:S7/S16/S24/S45/S36/S37/S39
危險标識:R11/R23/R24/R25/R39
儲存運輸
儲存注意事項
儲存于陰涼、通風(fēng)良好的專(zhuān)用庫房内,遠離火種、熱源。庫溫不宜超過(guò)37℃,保持容器密封。應與氧化劑、酸類(lèi)、堿金屬等分開(kāi)存放,切忌混儲。采用防爆型照明、通風(fēng)設施。禁止使用易產(chǎn)生火花的機械設備和工具。儲區應備有洩漏應急處理設備和合适的收容材料。
運輸注意事項
本品鐵路運輸時(shí)限使用鋼制企業(yè)自備罐車裝運,裝運前需報有關部門(mén)批準。運輸時(shí)運輸車輛應配備相應品種和數量的消防器材及洩漏應急處理設備。夏季最好早晚運輸。運輸時(shí)所用的槽(罐)車應有接地鏈,槽内可設孔隔闆以減少震蕩產(chǎn)生靜電。嚴禁與氧化劑、酸類(lèi)、堿金屬、食用化學(xué)品等混裝混運。運輸途中應防曝曬、雨淋,防高溫。中途停留時(shí)應遠離火種、熱源、高溫區。裝運該物品的車輛排氣管必須配備阻火裝置,禁止使用易產(chǎn)生火花的機械設備和工具裝卸。公路運輸時(shí)要按規定路線(xiàn)行駛,勿在居民區和人口稠密區停留。鐵路運輸時(shí)要禁止溜放。嚴禁用木船、水泥船散裝運輸。
消防要點
主要有:抗溶性泡沫、幹粉、二氧化碳、砂土等。滅火方法:盡可能将容器從火場(chǎng)移至空曠處。噴水保持火場(chǎng)容器冷卻,直至滅火結束。處在火場(chǎng)中的容器若已變色或從安全洩壓裝置中產(chǎn)生聲音,必須馬上撤離。