Получение метанола в домашних условиях

Получение метанола в домашних условиях

Строение метанола

В молекулах спиртов, помимо связей С–С и С–Н, присутствуют ковалентные полярные химические связи О–Н и С–О.

Электроотрицательность кислорода (ЭО = 3,5) больше электроотрицательности водорода (ЭО = 2,1) и углерода (ЭО = 2,4).

Электронная плотность обеих связей смещена к более электроотрицательному атому кислорода:

Атом кислорода в спиртах находится в состоянии sp 3 -гибридизации.

В образовании химических связей с атомами C и H участвуют две 2sp 3 -гибридные орбитали, а еще две 2sp 3 -гибридные орбитали заняты неподеленными электронными парами атома кислорода.

Поэтому валентный угол C–О–H близок к тетраэдрическому и составляет почти 108 о .

Водородные связи и физические свойства метанола

Спирты образуют межмолекулярные водородные связи. Водородные связи вызывают притяжение и ассоциацию молекул спиртов:

Поэтому метанол – жидкость с относительно высокой температурой кипения (температура кипения метанола +64,5 о С).

Водородные связи образуются не только между молекулами метанола, но и между молекулами метанола и воды. Поэтому метанол очень хорошо растворимы в воде. Молекулы метанола в воде гидратируются:

Чем больше углеводородный радикал, тем меньше растворимость спирта в воде. Чем больше ОН-групп в спирте, тем больше растворимость в воде.

Метанол смешивается с водой в любых соотношениях.

Изомерия метанола

Для метанола не характерно наличие структурных изомеров – ни изомеров углеродного скелета, ни изомеров положения гидроксильной группы, ни межклассовых изомеров.

Химические свойства метанола

Метанол – органическое вещество, молекула которого содержит, помимо углеводородной цепи, одну группу ОН.

1. Кислотные свойства метанола

Метанол – неэлектролит, в водном растворе не диссоциирует на ионы; кислотные свойства у него выражены слабее, чем у воды.

1.1. Взаимодействие с раствором щелочей

Метанол с растворами щелочей практически не реагирует, т. к. образующиеся алкоголяты почти полностью гидролизуются водой.

Равновесие в этой реакции так сильно сдвинуто влево, что прямая реакция не идет. Поэтому метанол не взаимодействуют с растворами щелочей.

1.2. Взаимодействие с металлами (щелочными и щелочноземельными)

Метанол взаимодействуют с активными металлами (щелочными и щелочноземельными). При этом образуются алкоголяты. При взаимодействии с металлами спирты ведут себя, как кислоты.

Например, метанол взаимодействует с калием с образованием метилата калия и водорода .

Метилаты под действием воды полностью гидролизуются с выделением спирта и гидроксида металла.

Например, метилат калия разлагается водой:

CH3OK + H2O CH3-OH + KOH

2. Реакции замещения группы ОН

2.1. Взаимодействие с галогеноводородами

При взаимодействии метанола с галогеноводородами группа ОН замещается на галоген и образуется галогеналкан.

Например, метанол реагирует с бромоводородом.

2.2. Взаимодействие с аммиаком

Гидроксогруппу спиртов можно заместить на аминогруппу при нагревании спирта с аммиаком на катализаторе.

Например, при взаимодействии метанола с аммиаком образуется метиламин.

2.3. Этерификация (образование сложных эфиров)

Метанол вступает в реакции с карбоновыми кислотами, образуя сложные эфиры.

Например, метанол реагирует с уксусной кислотой с образованием метилацетата (метилового эфира уксусной кислоты):

2.4. Взаимодействие с кислотами-гидроксидами

Спирты взаимодействуют и с неорганическими кислотами, например, азотной или серной.

Например, метанол взаимодействует с азотной кислотой :

3. Реакции замещения группы ОН

В присутствии концентрированной серной кислоты от метанола отщепляется вода. Процесс дегидратации протекает по двум возможным направлениям: внутримолекулярная дегидратация и межмолекулярная дегидратация.

3.2. Межмолекулярная дегидратация

При низкой температуре (меньше 140 о С) происходит межмолекулярная дегидратация по механизму нуклеофильного замещения: ОН-группа в одной молекуле спирта замещается на группу OR другой молекулы. Продуктом реакции является простой эфир.

Например, при дегидратации метанола при температуре до 140 о С образуется диметиловый эфир:

4. Окисление метанола

Реакции окисления в органической химии сопровождаются увеличением числа атомов кислорода (или числа связей с атомами кислорода) в молекуле и/или уменьшением числа атомов водорода (или числа связей с атомами водорода).

В зависимости от интенсивности и условий окисление можно условно разделить на каталитическое, мягкое и жесткое.

Типичные окислители — оксид меди (II), перманганат калия KMnO4, K2Cr2O7, кислород в присутствии катализатора.

Легкость окисления спиртов уменьшается в ряду:

метанол < первичные спирты < вторичные спирты < третичные спирты

4.1. Окисление оксидом меди (II)

Метанол можно окислить оксидом меди (II) при нагревании. При этом медь восстанавливается до простого вещества. Метанол окисляется до метаналя.

Например, метанол окисляется оксидом меди до муравьиного альдегида

4.2. Окисление кислородом в присутствии катализатора

Метанол можно окислить кислородом в присутствии катализатора (медь, оксид хрома (III) и др.). Метанол окисляется до метаналя.

4.3. Жесткое окисление

При жестком окислении под действием перманганатов или соединений хрома (VI) метанол окисляется до углекислого газа.

Спирт/ Окислитель KMnO4, кислая среда KMnO4, H2O, t
Метанол СН3-ОН CO2 K2CO3
Например, при взаимодействии метанола с перманганатом калия в серной кислоте образуется углекислый газ

4.4. Горение метанола

При сгорании спиртов образуются углекислый газ и вода и выделяется большое количество теплоты.

Например, уравнение сгорания метанола:

5. Дегидрирование спиртов

При нагревании спиртов в присутствии медного катализатора протекает реакция дегидрирования. При дегидрировании метанола образуется альдегид.

Получение метанола

1. Щелочной гидролиз галогеналканов

При взаимодействии галогеналканов с водным раствором щелочей образуются спирты. Атом галогена в галогеналкане замещается на гидроксогруппу.

Например, при нагревании хлорметана с водным раствором гидроксида натрия образуется метанол

2. Гидратация алкенов

Гидратация (присоединение воды) алкенов протекает в присутствии минеральных кислот. При присоединении воды к алкенам образуются спирты.

Однако получить метанол гидратацией алкенов нельзя.

3. Гидрирование карбонильных соединений

Присоединение водорода к альдегидам и кетонам протекает при нагревании в присутствии катализатора. При гидрировании альдегидов образуются первичные спирты, при гидрировании кетонов — вторичные спирты, а из формальдегида образуется метанол.

Например, при гидрировании формальдегида образуется метанол


CH2=O + H2 CH3-OH

4. Промышленное получение метанола из «синтез-газа»

Каталитический синтез метанола из монооксида углерода и водорода при 300-400°С и давления 500 атм в присутствии смеси оксидов цинка, хрома и др.

Сырьем для синтеза метанола служит «синтез-газ» (смесь CO и H2), обогащенный водородом:

Получение метилового спирта на кухне

Получаемая при помощи данного описания жидкость — метанол. Она известна также под названием метиловый (древесный) спирт и имеет формулу — СН3ОН.

Метанол в чистом виде применяется в качестве растворителя и как высокооктановая добавка к моторному топливу, а также непосредственно как высокооктановое топливо (октановое число => 115).

Это тот самый «бензин», которым заправляют баки гоночных мотоциклов и автомобилей.

Как показывают зарубежные исследования, двигатель, работающий на метаноле, служит во много раз дольше чем при использовании привычного нам бензина, а мощность его, при неизменно рабочем объеме, повышается на 20%.

Выхлоп двигателя, работающего на этом топливе, экологически чист и при проверке его на токсичность, вредных веществ не обнаруживается.

Малогабаритный аппарат для получения этого топлива прост в изготовлении, не требует особых знаний и дефицитных деталей, безотказен в работе. Его производительность зависит от различных причин, в том числе и от габаритов.

Аппарат, схема и описание сборки которого приведены ниже, при диаметре реактора всего 75 мм, выдает три литра готового топлива в час. При этом вся конструкция имеет вес около 20 кг и приблизительно следующие габариты: 20 см в высоту, 50 см в длину и 30 см в ширину.

Химия процесса

Не будем вдаваться глубоко в варианты химических процессов и для простоты расчётов будем считать, что при нормальных условиях (20°С и 760 мм.рт.ст.) из метана получается синтез-газ по следующей формуле:

из 44,8 л метана и 22.4 л кислорода выходит 44,8 л окиси углерода и 89,6 л водорода, затем из этих газов получают метанол по формуле:

из 22.4 л окиси углерода и 44.8 л водорода получается: 12г(С)+3г(Н)+16г(О)+1г(Н) = 32 г метанола.

Значит, по законам арифметики из 22.4 л метана выходит 32 г метанола или приблизительно: из 1 м.куб метана синтезируется 1,5 кг 100%-го метанола (это

Получение метилового спирта в домашних условиях

2 литра).

Реально же, из-за низкого КПД в бытовых условиях, из 1 м.куб. природного газа получится меньше 1 литра конечного продукта (для данного варианта предел — 1 л/ч!).

На 2011 год цена 1 м.куб. бытового газа в России составляет 3.6-3.8 руб и постоянно повышается. Учитывая, что по теплотворной способности метиловый спирт вдвое хуже бензина, получаем эквивалентную цену, равную 7.5 руб. и, наконец-то, округляем до 8 руб. на прочие расходы — эл. энергия, вода, катализаторы, очистка газа,— все равно выходит гораздо дешевле бензина и означает, что «овчинка стоит выделки» при любом раскладе!

В цену этого топлива не включена стоимость установки (при переходе на альтернативные виды топлив всегда требуются период самоокупаемости), в данном случае цена будет колебаться от 5 до 50 тыс. руб, в зависимости от производительности, автоматизации процессов и чьими силами будет изготавливаться.

При самостоятельной сборке, обойдётся минимум 2, а макс.10 т. р. В основном деньги уйдут на токарные и сварочные работы, а также на подготовку компрессоров (можно от неисправного холодильника, тогда будет дешевле) и на материалы, из которых собирается этот агрегат.

Принцип действия и работа аппарата

Функциональная схема аппарата приведена на рис. 1.

Водопроводная вода подключается ко «входу воды» (15) и, проходя далее, разделяется на два потока: один поток (очищается фильтром от вредных примесей) и через краник (14) и отверстие (С) входит в смеситель (1), а другой поток через краник (4) и отверстие (Ж) идет в холодильник (3), проходя через который вода, охлаждая синтез-газ и конденсат метанола, выходит через отверстие (Ю).

Бытовой природный газ, очищенный от примесей серы и пахучих одорантов, подключается к трубопроводу «Вход газа» (16). Далее газ входит в смеситель (1) через отверстие (Б), в котором, смешавшись с паром воды, нагревается на горелке (12) до температуры 100 — 120°С. Затем из смесителя (1) через отверстие (Д) нагретая смесь газа и водяного пара входит через отверстие (В) в реактор (2).

Реактор (2) заполнен катализатором №1, массовая доли: 25% NiO (оксид никеля) и 60% Al2O3 (окись алюминия) , остальное 15% CaO (негашеная известь) и др. примеси , активность катализатора — остаточная объемная доля метана при конверсии с водяным паром углеводородного газа (метана), полностью очищенного от сернистых соединений, содержащего метан не менее 90%, при объемном соотношении пар:газ=2:1, не более:

при 500°С — 37%
при 700°С — 5%.

В реакторе происходит образование синтез газа под воздействием температуры около 700°С, получаемой за счет нагрева горелкой (13). Далее нагретый синтез-газ входит через отверстие (Е) в холодильник (З), где он должен охладиться до температуры 30-40°С или ниже. Затем охлажденный синтез-газ через отверстие (И) выходит из холодильника и через отверстие (М) входит в компрессор (5), в качестве которого можно использовать компрессор от любого бытового холодильника.

Далее сжатый синтез-газ с давлением 5-10 атм. через отверстие (Н) выходит из компрессора и через отверстие (О) поступает в реактор (6). Реактор (6) заполнен катализатором №2, состоящим из 80% меди и 20% цинка.

В этом реакторе, который является самым главным узлом аппарата, образуется пары метанола. Температура в реакторе не должна превышать 270°С, что можно проконтролировать градусником (7) и регулировать краником (4). Желательно поддерживать температуру в пределах 200-250°С, можно и ниже.

Затем пары метанола и не прореагировавший синтез-газ через отверстие (П) выходят из реактора (6) и через отверстие (Л) входят в холодильник (З), где пары метанола конденсируют и через отверстие (К) выходят из холодильника.

Далее конденсат и не прореагировавший синтез-газ входят через отверстие (У) в конденсатор (8), где накапливается готовый метанол, который выходит из конденсатора через отверстие (Р) и краник (9) в какую-либо емкость.

Отверстие (Т) в конденсаторе (8) служит для установки манометра (10), который необходим для контроля давления в конденсаторе. Оно поддерживается в пределах 5-10 атмосфер или больше в основном с помощью краника (11) и частично краника (9).

Отверстие (Х) и краник (11) необходимы для выхода из конденсатора не прореагировавшего синтез газа, который идет на рециркуляцию обратно в смеситель (1) через отверстие (А), но как показала практика, выходные газы надо сжигать в фитиле, а не запускать обратно в систему. Да, это снижает КПД, но зато значительно упрощает настройку.

Краник (9) регулируют так, чтобы постоянно выходил чистый жидкий метанол без газа.

Лучше будет, если уровень метанола в конденсаторе будет увеличиваться, чем уменьшаться. Но самый оптимальный случай, когда уровень метанола будет постоянным (что можно проконтролировать путем встроенного стекла или какого-либо другого способа).

Краник (14) регулируют так, чтобы в метаноле не было воды, а в смесителе образовывалось пара лучше меньше, чем больше.

Запуск аппарата

Открывают доступ газа, вода (14) пока закрыта, горелки (12), (13) работают. Краник (4) полностью открыт, компрессор (5) включен, краник (9) закрыт, краник (11) полностью открыт.

Затем приоткрывают краник (14) доступа воды, а краником (11) регулируют нужное давление в конденсаторе, контролируя его манометром (10). Но не в коем случае не закрывайте краник (11) полностью.

Далее, минут через пять, краном (14) и зажжённой горелкой (21) доводят температуру в реакторе (6) до 200-250°С. После этого горелку (21) гасят, она нужна только для предварительного подогрева, т.к. метанол синтезируется с выделением тепла. Затем чуть-чуть приоткрывают краник (9), из которого должна пойти струя метанола. Если она будет идти постоянно — приоткройте краник (9) чуть больше, если будет идти метанол в смеси с газом — приоткройте краник (14).

Вообще, чем на большую производительность настроите аппарат, тем лучше.

Содержание воды в метаноле вы можете проверить с помощью спиртометра. Плотность метанола = 0,793 г/см 3 .

Данный аппарат желательно изготавливать из нержавеющей стали или железа. Все детали изготовлены из труб, в качестве тонких соединительных труб можно использовать медные трубки. В холодильнике необходимо сохранить соотношение X_Y=4, то есть, например, если X+Y=300 мм, то X должно быть равно 240 мм, а Y, соответственно, 60 мм. 240/60=4. Чем больше витков уместится в холодильнике с той и с другой стороны, тем лучше.

Все краники применены от газосварочных горелок. Вместо краников (9) и (11) можно использовать редукционные клапана от бытовых газовых баллонов или капиллярные трубки от бытовых холодильников.

Смеситель (1) и реактор (2) нагреваются в горизонтальном положении (см. чертеж).

Ну вот, пожалуй, и все. В заключении хотелось бы добавить, что более прогрессивная конструкция для домашнего изготовления авто топлива была опубликована в нескольких номерах журнала «Приоритет» 1992-93 гг :
№1-2 — общие сведения о получении метанола из природного газа.
№3-4 — чертежи установки по переработке метана в метанол.
№5-6 — монтаж, меры безопасности, контроля, инструкция по включению оборудования.

Рисунок 1 — Принципиальная схема аппарата

Рисунок 2 — Смеситель

Рисунок 3 — Реактор

Рисунок 4 — Холодильник

Рисунок 5 — Конденсатор

Рисунок 6 — Реактор

Дополнения от Квасникова Игоря

Случайно в поисковой системе наткнулся на вашу публикацию и очень заинтересовался её содержимым. После краткого ознакомления сразу всплыли неточности допущенные автором.

Информация о «метанолке» публиковалась в журнале «Приоритет» за 1991, 92, 93 гг. ,но полностью готовый проект опубликован так и не был (зажали обещанные катализаторы для подписчиков).

В данных номерах были чертежи реактора с электрической схемой управления и конструкция охладителя, после чего г-н Вакс (автор статьи) вежливо извинился и сообщил, что дальнейшая публикация прекращается по просьбе силовых структур СССР и для тех, кто захочет повторить данную установку, поле творчества неограничено.

Категорически запрещается подавать воду прямо из крана в реактор т.к. она содержит хлор , который моментально отравит катализатор 2-го реактора, тоже самое относится и к газу, который содержит примеси серы и активных органических веществ.

В своей установке я применял дистиллированную воду и моноэтаноламинную очистку газа, все это даёт неплохой результат. После более детальной проработки оригинальной статьи всплыло множество неточностей которые рассмотрим чуть позже.

Перейдем к рассмотрению изменений принципиальной схемы аппарата по узлам:

Рисунок 1(a) — Изменённая схема аппарата

1-я ступень — как говорилось ранее, должна производится очистка газа и воды (бытовым фильтром, ещё лучше дистиллятором), чтобы не отравить сразу катализаторы 2 и 6 реакторов. Точнее придерживаться соотношения пар : газ, как 2 : 1. Не должно быть возврата непрореагировавших продуктов в 1-ю ступень.

2я ступень — конверсия метана начинается при t=

400°С, но при такой низкой t°С низкий процент конвертированного газа, самая оптимальная t=700°С, её желательно контролировать с помощью термопары.

Холодильник 4 — рекомендую для каждой ступени изготовить собственный ,это в дальнейшем облегчит t-регулировку и не использовать для этих целей змеевик.

После реактора и холодильника в установке стоит манометр(10) и редукционный клапан(11) настроенный на давление 25-35 атм (выбор давления зависит от степени износа катализатора). Лучше применить два компрессора от холодильника для нагнетания достаточного давления синтез-газа.

Конденсор (8) советую сделать не цилиндрической формы, а конической (это сделано с целью уменьшения площади испарения метанола) и с окошком для контроля за уровнем метанола. Подводятся прореагировавшие продукты сверху конуса с помощью трубки (у) Ø 8 мм.

Трубка опущена в конический сосуд ниже дросселирующего отвода (Р) на 10 мм.

Непрореагировавший синтез газ отводится через трубку (х) Ø 5мм которая вварена в вершину конуса, выходящий газ через эту трубку сжигается на её конце, для предотвращения ухода пламени в конусный сосуд конец трубки набит медной проволокой.

Уровень метанола поддерживается 2/3 от общей высоты сосуда, для этого лучше сделать прозрачное окошко. Для обеспечения 100%-безопасности можно снабдить выходной фитиль термопарой, по сигналу которой (по отсутствию пламени) автоматически перекрывается подача газа в установку, для этих целей подойдёт любой регулятор от современных газовых плит.

Всё выше сказанное далее представлено в виде функциональной схемы, реализованной на базе кухонного инвентаря:

Каталичический способ получения метанола (древесного спирта) из природного газа во всех подробностях описан здесь.

Получение метанола в домашних условиях

Получаемая при помощи данного аппарата жидкость — МЕТАНОЛ (МЕТИЛОВЫЙ СПИРТ).
Метанол в чистом виде применяется в качестве растворителя и как высокооктановая добавка к моторному топливу, а также как самый высокооктановый (октановое число равно 150) бензин. Это тот самый бензин, которым заправляют баки гоночных мотоциклов и автомобилей. Метанол в чистом виде применяется в качестве растворителя и как высокооктановая добавка к моторному топливу, а также как самый высокооктановый (октановое число равно 150) бензин. Это тот самый бензин, которым заправляют баки гоночных мотоциклов и автомобилей. Как показывают зарубежные исследования, двигатель, работающий на метаноле, служит во много раз дольше, чем при использовании обычного автобензина, мощность его повышается на 20% (при неизменном рабочем объеме двигателя). Выхлоп двигателя, работающего на этом топливе, экологически чист и при проверке его на токсичность вредные вещества практически отсутствуют.
Малогабаритный аппарат для получения этого топлива прост в изготовлении, не требует особых знаний и дефицитных деталей, безотказен в работе. Его производительность -зависит от различных причин, в том числе и от габаритов. Аппарат, схему и описание сборки которого предлагаем Вашему вниманию, при Д=75 мм дает три литра готового топлива в час, имеет вес около 20 кг, и габариты приблизительно; 20 см в высоту, 50 см в длину и 30 см в ширину.
ВНИМАНИЕ: метанол является сильным ЯДОМ. Он представляет собой бесцветную жидкость с температурой кипения 65 град. С, имеет запах, подобный запаху обычного питьевого спирта, и смешивается во всех отношениях с водой и многими органическими жидкостями. Помните о том, что 30 миллилитров выпитого метанола СМЕРТЕЛЬНЫ! Но и обычный бензин опасен не меньше.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И РАБОТА АППАРАТА
Водопроводная вода подключается к «входу воды» (15) и, проходя далее, разделяется на два потока: один поток через краник (14) и отверстие (С) входит в смеситель (1), а другой поток через краник (4) и отверстие (Ж) идет в холодильник (3), проходя через который вода, охлаждая синтез-газ и конденсат бензина, выходит через отверстие (Ю).
Бытовой природный газ подключается к трубопроводу «вход газа» (16). Далее газ входит в смеситель (1) через отверстие (Б), в котором, смешавшись с паром воды, нагре-вается на горелке (12) до температуры 100-120 град. С. Затем из смесителя (1) через отверстие (Д) нагретая смесь газа и водяного пара входит через отверстие (В) в реактор (2). Реактор (2) заполнен катализатором № 1, состоящим из 25% никеля и 75% алюминия (в виде стружки или в зернах, промышленная марка ГИАЛ-16), В реакторе происходит образование синтез-газа под воздействием температуры от 500 град. С и выше, получаемой за счет нагрева горелкой (13). Далее нагретый синтез-газ входит через отверстие (Е) в холодильник (3), где он должен охладиться до температуры 30-40 град. С или ниже. Затем охлажденный синтез-газ через отверстие (И) выходит из холодильника и через отверстие (М) входит в компрессор (5), в качестве которого можно использовать компрессор от любого бытового или промышленного холодильника. Далее сжатый синтез-газ с давлением 5-50 через отверстие (Н) выходит из компрессора и через отверстие (О) поступает в реактор (6). Реактор (6) заполнен катализатором № 2, состоящим из стружки 80% меди и 20% цинка (состав фирмы «ICI», марка в России СНМ-1). В этом реакторе, который является самым главным узлом аппарата, образуется пар синтез — бензина. Температура в реакторе не должна превышать 270 град. С, что можно проконтролировать градусником (7) и регулировать краником (4). Желательно поддерживать температуру в пределах 200-250 град. С, можно и ниже. Затем пары бензина и непрореагировавший синтез-газ через отверстие (П) выходят из реактора (6) и через отверстие (Л) входят в холодильник (3), где пары бензина конденсируются и через отверстие (К) выходят из холодильника. Далее конденсат и непрореагировавший синтез-газ входят через отверстие (У) в конденсатор (8), где накапливается готовый бензин, который выходит из конденсатора через отверстие (Р) и краник (9) в какую-либо емкость.
Отверстие (Т) в конденсаторе (8) служит для установки манометра (10), который необходим для контроля давления в конденсаторе. Оно поддерживается в пределах 5-10 ат-мосфер или больше в основном с помощью краника (11) и частично краника (9). Отверстие (X) и краник (11) необходимы для выхода из конденсатора непрореагировавшего синтез-газа, который идет на рециркуляцию опять в смеситель (1) через отверстие (А). Краник (9) регулируют так, чтобы постоянно выходил чистый жидкий бензин без газа. Лучше будет, если уровень бензина в конденсаторе будет увеличиваться, чем уменьшаться. Но самый оптимальный случай, когда уровень бензина будет постоянным (что можно проконтролировать путем встроенного стекла или какого-либо другого способа). Краник (14) регулируют так, чтобы в бензине не было газа и в смесителе пара образовывалось лучше меньше, чем больше.

ЗАПУСК АППАРАТА
Открывают доступ газа, вода (14) пока закрыта, горелки (12), (13) работают. Краник (4) полностью открыт, компрессор (5) включен, краник (9) закрыт, краник (11) полностью открыт.
Затем приоткрывают краник (14) доступа воды, а краником (11) регулируют нужное давление в конденсаторе, контролируя его манометром (10). Но не в коем случае не зак-рывайте краник (11) полностью. Далее, минут через пять, клапаном (14) доводят температуру в реакторе (6) до 200-250 град. С. Затем чуть-чуть приоткрывают краник (9), из которого должна пойти струя бензина. Если она будет идти постоянно — приоткройте краник больше, если будет идти бензин в смеси с газом — приоткройте краник (14). Вообще, чем на большую производительность настройте, аппарат, тем лучше. Содержание воды в бензине (метаноле) Вы можете проверить с помощью спиртометра. Плотность бензина (метанола) равна 793 кг/мЗ.
Данный аппарат желательно изготавливать из нержавеющей стали или железа. Все детали изготовлены из труб, в качестве тонких соединительных труб можно использовать медные трубки. В холодильнике необходимо сохранить соотношение X/Y=4, то есть, например, если X+Y=300 мм, то X должно быть равно 240 мм, a Y, соответственно, 60 мм. 240/60=4. Чем больше витков уместится в холодильнике с той и с другой стороны, тем лучше. Все краники применены от газосварочных горелок. Вместо краников (9) и (11) можно использовать редукционные клапана от бытовых газовых баллонов или капиллярные трубки от бытовых холодильников. Смеситель (1) и реактор (2) нагреваются в горизонталь-ном положении (смотрите чертеж).
Ну вот, пожалуй, и все. В заключении хотелось бы добавить, что данная конструкция для домашнего изготовления автотоплива была опубликована в одном из номеров журнала «Паритет».

Читайте также  Дикий виноград на балконе: выращиваем правильно

Как сделать метанол: накорми свое будущее

Как сделать метанол: накорми свое будущее

Мы все ищем способы устранить посредника и стать более самодостаточными. Мы видим, как многие люди возвращаются к идее натурального сельского хозяйства и солнечных батарей. Итак, как насчет питания вашего автомобиля альтернативным источником энергии?

Во-вторых, как насчет того, чтобы научиться делать метанол, чтобы вам больше не пришлось беспокоиться о своем источнике топлива? Хотя некоторые могут назвать это сумасшедшей концепцией, выжившие знают, как важно быть готовым к неизвестному. Никогда не знаешь, когда в нашем мире могут произойти радикальные перемены, и лучше быть всегда готовым.

Что такое метанол?

Метанол используется в качестве альтернативного топлива, используемого в нескольких странах мира. Может сочетаться с бензином или использоваться отдельно. Сначала прошел процесс перегонки древесины, что и принесло ему название «древесный спирт». В настоящее время существует несколько методов, которые могут быть использованы для производства метанола. Некоторые из них более сложны, чем другие, и есть также способы производства метанола в домашних условиях.

Как только вы научитесь делать метанольное топливо, вы сможете накапливать свои собственные запасы и пополнять запасы по мере необходимости. Некоторые методы производства метанола включают использование углекислого газа и возобновляемых источников энергии. Многие эксперты видят в этом способ утилизации углерода. Это также бесцветно и без запаха с несколькими преимуществами.

Преимущества метанольного топлива.

Есть ряд преимуществ использования этого альтернативного топлива. Понимание этих преимуществ побудит больше людей выбирать этот вид топлива в будущем.

  • Метанол сам по себе является формой топлива, но его также можно использовать для производства водорода. Этот водород можно использовать для топливных элементов.
  • Метанол имеет более высокое октановое число, чем этанол и бензин, поэтому, вероятно, именно поэтому они используют это альтернативное топливо в мире гонок.
  • Производство и использование метанола может помочь снизить давление на нефтяные компании и спрос на источники топлива на нефтяной основе.
  • Этот процесс также имеет важные преимущества для окружающей среды и здоровья, и использование этого топлива не наносит вреда нашим чувствительным экосистемам, таким как нефть и аналогичные виды топлива.
  • Вам не нужно будет менять способ заправки своего автомобиля, так как он может закачиваться так же, как и обычный бензин.
  • Из-за высокой температуры вспышки метанол не такой летучий, как бензин. Это означает, что он горит при более низкой температуре и с более медленной скоростью.
  • Метанол растворим в воде, что означает, что вода будет разбавлять это вещество, чтобы оно не наносило вреда окружающей среде. Только подумайте о последствиях всех этих неприятных разливов нефти!

Недостатки метанольного топлива

Хотя преимущества велики, также важно понимать возможные недостатки, чтобы вы могли правильно подготовиться.

  • Из-за коррозионной природы метана важно, чтобы все оборудование и резервуары были устойчивы к коррозии. В противном случае вы можете пострадать от разлива или утечки. Резервуары из нержавеющей стали, как правило, являются лучшим вариантом наряду со специальными шлангами и трубами, устойчивыми к коррозии.
  • Современные заправочные станции не позволяют предлагать метанол в качестве опции. Резервуары должны быть изменены, а также шланги и различные части системы заправки. Конечно, это проблема в больших масштабах, и если вы планируете научиться делать метанольное топливо для себя, это не будет поводом для беспокойства.
  • По сравнению с бензином метанол дает только половину энергии, а это значит, что дозаправка будет происходить чаще.
  • В зависимости от нескольких факторов, бензин может быть дешевле, по крайней мере, большую часть времени.
  • Смешивание метанола с бензином делает его более летучим.
  • Прямой контакт с кожей, вдыхание или пищеварение может вызвать несколько медицинских проблем, но то же самое можно сказать и о нескольких источниках топлива.

Использует для метанола

В дополнение к питанию наших транспортных средств, есть несколько интересных применений для метанола. Со временем, дополнительные исследования могут выявить еще более широкое использование этого альтернативного источника. Интересное использование денитрификация сточных вод. Другими словами, метанол добавляется в водные потоки, чтобы помочь устранить азот. Это важно, потому что в этот момент сточные воды обрабатываются аммиаком. Аммиак взаимодействует со сточными водами, что приводит к высокому уровню нитратов.

Вода никогда не может быть возвращена в окружающую среду из-за разрушительного воздействия этих нитратов, но метанол может помочь решить эту проблему. Другое возможное использование — производство электроэнергии. Несколько компаний работают над метаноловыми турбинами в качестве альтернативного источника энергии. Метанол также используется в процессе производства биодизеля. Его функция состоит в разложении различных масел, чтобы они могли использоваться в качестве биодизеля.

Сделайте метанольное топливо в домашних условиях.

Многие люди покупают метанол, а другие предпочитают делать это сами. Делая это самостоятельно, вы никогда не будете беспокоиться о нехватке топлива, пока у вас есть сырье и оборудование под рукой.

Что вам нужно?

Первое, что вам нужно, это неподвижное. Он должен быть в состоянии полностью закрыться и выдержать жару. Учитывая коррозийную природу метанола, специалисты рекомендуют нержавеющую сталь. Все, что даже немного ниже, может вызвать разливы и другие повреждения. Вам также понадобится ваш источник топлива.

Как сделать метанол: накорми свое будущее

Большинство людей выбирают древесину, но есть и те, кто предпочитает добавлять в смесь остатки овощей. Если в вашем саду много компоста, возможно, вам придется начать выбирать между использованием остатков овощей для удобрения или топлива. Вам также понадобится сосуд для сбора метанола.

Безопасность прежде всего

Не забывайте всегда соблюдать адекватную безопасность. Никогда не торопите процесс и не рискуйте. Всегда носите соответствующую одежду и защитную одежду. Метанол может быть опасным при вдыхании, а также может повлиять на ваши глаза и кожу, поэтому обязательно наденьте прочную защитную одежду, прежде чем начать.

Подготовить дрова

Древесину можно использовать в выбритой или раздробленной форме. Следует отметить, что чем меньше древесина, тем легче извлечь метанол. Это связано с тем, как работает процесс нагрева. Поэтому, если ваша древесина все еще достаточно велика, вам придется сделать все возможное, чтобы уменьшить ее до минимально возможного размера.

отопление

Положите дрова в отопление еще. Закрепите крышку и убедитесь, что есть пробирка, которая идет от неподвижного к другому контейнеру. Как и в случае с фиксированным и сборным контейнером, важно использовать правильный тип трубы из-за высокого уровня коррозии. Вы можете даже обнаружить, что шланг необходимо время от времени заменять, и важно проверять и проверять шланг каждый раз перед его использованием.

парообразование

Нагрейте неподвижное с открытым пламенем. В результате внутреннее дерево будет нагреваться, но на самом деле оно не будет гореть, как если бы вы зажигали огонь. Все еще по существу препятствует процессу сгорания, чтобы иметь возможность извлекать метанол. Если вы сжигаете дрова, это полностью разрушит процесс.

конденсация

Метанол будет увеличиваться в форме газа, и этот газ, очевидно, теплее, чем окружающий его воздух. Как теплый, влажный воздух, зимой в окне образуется конденсат, точно так же, как газ конденсируется и образует жидкость, когда вступает в контакт с более холодной средой. Эта жидкость будет капать в приемный контейнер, пока процесс не будет завершен.

хранение

Важно понимать, что, как и у любого вида топлива, существуют рекомендации и ограничения по хранению. Важно проконсультироваться с вашим местным пожарным маршалом и проверить строительный кодекс относительно максимальной суммы, которая может храниться на вашем предприятии. Сумма, которую вам разрешено хранить, также регулируется строгими правилами. К ним относятся достаточные системы вентиляции, взрывозащищенные электрические системы, защита от разливов, противопожарная защита и специальные шкафы для хранения.

Как сделать метанол: накорми свое будущее

Также важно, чтобы любое другое легковоспламеняющееся, коррозийное или опасное вещество не использовалось для подачи метанола. Вы также должны регулярно проверять свои запасы, чтобы обнаружить возможные проблемы или утечки. Чем раньше вы заметите какие-либо проблемы, тем больше у вас шансов избежать серьезного ущерба. В зависимости от того, как вы храните свой метанол, вы можете «оставаться» довольно долго.

Помните, что метанол поглощает воду в атмосфере, поэтому вам нужно держать его плотно закрытым при хранении. После того, как вы откроете контейнер, вы должны использовать его содержимое как можно скорее, так как печать сломана и повышенная влажность в помещении.

В случае крайней необходимости

Из-за риска возгорания всегда хорошо иметь под рукой соответствующее противопожарное оборудование. Метанол сжигается несветящимся пламенем, которое может ухудшить зрение в хорошо освещенных местах. Если вы наблюдаете небольшой пожар, вы можете использовать довольно стандартный огнетушитель. Вода хороша для тушения этих пожаров, но она также должна содержать воду, потому что во время работы она может привести к распространению огня до его выключения.

Вам нужно использовать в четыре раза больше воды, чем количество метанола в огне. Самым безопасным вариантом является использование устойчивой к алкоголю пены (AR-AFFF), поскольку она содержит значительное количество воды, но из-за пены не будет распространяться, как обычная вода.

Возможные факторы риска.

Если вы планируете производить свое собственное топливо, очень важно соблюдать правильные правила техники безопасности. Хотя метанол не такой легковоспламеняющийся, как бензин, он все же представляет опасность пожара, поэтому вы должны принять все необходимые меры предосторожности и быть готовыми к чрезвычайным ситуациям. Вам также следует убедиться, что помещение, в котором вы работаете, хорошо проветривается, поскольку вдыхание паров может иметь серьезные побочные эффекты. Также было бы неправильно иметь кого-то с вами или, по крайней мере, кого-то, кто контролирует вас каждые несколько минут.

Как сделать метанол: накорми свое будущее

Контакт с кожей также может вызвать серьезную реакцию, поэтому обязательно надевайте соответствующую защитную одежду и, в частности, избегайте попадания в рот, нос и глаза. Если вы заметили, что ваш контейнер с фиксированным материалом или водосбором поврежден, вам следует отложить ремонт. Сначала перенесите оставшийся метанол в другой подходящий контейнер, прежде чем работать с поврежденным. Хотя некоторые специалисты не возражают против сварки контейнеров, заполненных метанолом, другие понимают, что это невероятный риск, и его следует избегать.

Нержавеющая сталь для сварки потребует специального сварочного оборудования и материалов, чтобы правильно выполнять работу, поэтому в некоторых случаях может быть лучше купить новый аппарат или сделать сварку профессионалом, а не делать это самостоятельно.

Топливо на черный день

Вы никогда не знаете, когда наши текущие запасы топлива истощатся. Как только они начнут истощаться, вы можете ожидать, что некоторые люди будут паниковать. Именно в это время ваша личная подача топлива будет чрезвычайно полезна! Тем не менее, всегда важно использовать ваш запас и пополнять его. Не просто накапливайте предложение и оставляйте его неиспользованным. Как только вы используете несколько танков, будьте готовы заменить их на другие, чтобы вы никогда не закончили!

Всегда храните свои резервуары в прохладном, сухом месте и никогда не на солнце. Пометьте каждую бочку датой, чтобы вы знали, какие из них самые старые и должны использоваться первыми. Если вы планируете использовать свой запас в качестве присадки к топливу в вашем автомобиле, вам следует проконсультироваться с вашим механиком, поскольку метанол более агрессивен, чем другие виды топлива.

Получение метанола в домашних условиях

Как получить метанол в домашних условиях?Как известно им можно заменить бензин, может есть у кого ссылки , опыт или «рецепт» изготовления?

Наверное многие считают, что получить метанол практически нереально. И если его и получать, то только в лаборатории. И если есть понятия о химии. Во многом это так. Но если постараться , то можно получить и в домашних условиях и без образования практически многие вещи.

Метанол вполне можно получить и в домашних условиях. И вот, как это нужно сделать.

Для этого нужен будет аппарат для варения самогона. А также потребуются куски древесины.

Итак, нужно положить саму древесину в аппарат для самогона. И нужно нагревать древесину внутри аппарата. Нагревать нужно достаточно долгое время и на большое количество градусов. Примерно должно быть около 400 градусов по Цельсию. Меньше или больше градусов не рекомендуется. Когда от древесины останется вода, то нужно взять эту воду. Древесина уже не понадобится. И нужно нагреть уже воду в том же аппарате. Пр нагревании будет выделяться метанол на змеевике самогонного аппарата. Теперь нужно лишь собрать метанол оттуда. И все, метанол в домашних условиях готов.

Сухая перегонка древесины возникла в России около 1800 г. Сначала вырабатывали уксусную кислоту и ее соли главным об­разом соли алюминия и железа, которые находили применение в качестве протравы при крашении тканей, и соль меди (ярь-ме — дянка), применявшуюся как краска.

Первые заводы принадлежали помещикам и купцам; в конце XIX столетия заводы стали строить акционерные общества; по­явилось также много мелких заводов, принадлежавших кустарям.

Сухоперегонные заводы были расположены главным образом в Центральном районе европейской части России.

Производительность заводов была невелика. Так, наиболее крупный частновладельческий завод выработал в год древесно — уксусного порошка 330 т, а кустарный завод — 50 т.

Крупные заводы были пущены в ход в конце XIX столетия. Так, Дмитриевский завод в Костромской губернии был пущен в 1893 г., Воскресенский завод в Нижегородской губернии—в 1890 г.

Производство метилового спирта началось в России позднее, чем производство уксусной кислоты, а именно в 1850-х годах. Ме­тиловый спирт шел на приготовление лаков и политур, а смесь трех частей метилового спирта и одной части скипидара, под названием «камфин», применялась в лампах для освещения. Метиловый спирт вырабатывали главным образом в центральном районе европейской части России на крупных частных заводах. Мелкие кустарные заводы действовали и в другуих районах, на­пример в Костромской губернии.

После Октябрьской революции сухоперегонные заводы были национализированы. Крупные заводы были сначала в ведении ВСНХ, а затем — Главлесхима Наркомлеса СССР; кустарные за­воды вошли в систему промкооперации. Некоторые заводы были расширены и частично реконструированы. Кроме того, были по­строены новые современные лесохимические комбинаты (в Аше, на Южном Урале в 1932 г., в Сяве, в Горьковском крае в 1937 г.). Значительно расширен Дмитриевский завод, который перерабаты­вает на уксусную кислоту древесноуксусный порошок и произво­дит ацетатные растворители и уксуснокислый натрий. Возникли заводы смолоперегонные и формалиновые.

Заводы промкооперации расширены, частью реконструированы; появилось в очень многих районах, вплоть до Восточной Сибири, большое число новых заводов. Они вырабатывают древесноуксус­ный NqpouioK, смолу.

Таким образом, главными продуктами сухой перегонки древе­сины теперь являются ацетатные растворители (бутилацстат и зтнлацетат) для производства лаков, формалин, получаемый из метилового спирта, для производства химпластмасс и продукты, вырабатываемые из смолы, например, антиокислитель для устра­нения перчи крекипгбензина при хранении, флотореагеиты пено­образователи дтя обогащения руд цветных металлов и др.

Способы производства на сухоперегонных заводах сильно из­менились.

По описанию Н. Щеглова (1830 г.) [2], уксусную кислоту выра­батывал» по следующему способу. Жижку получали при перера­ботке березовых дров в горизонтальной реторте периодического действия. Ей давали отстояться; отстойную смолу отделяли, от­стоявшуюся жижку насыщали мелом и выпаривали досуха, уксус­нокислый кальций слегка нагревали для разрушения смолистых веществ и растворяли в воде. Прибавляя к раствору сернокислый натрий, осаждали гипс. Полученный уксуснокислый натрий очи­щали кристаллизацией и разлагали серной кислотой при легком нагревании; уксусную кислоту отгоняли и конденсировали.

Производство уксусной кислоты было значительно упрощено и улучшено, когда в 1850—60-х годах стали разлагать технический уксуснокислый кальций (древесноуксусный порошок) серной кис­лотой в медных кубах с медными конденсаторами. Жижку, после освобождения от отстойной смолы, нейтрализовали известью без перегонки или после перегонки, для освобождения от раствори­мой смолы, и выпаривали досуха. Получался в первом случае черный древесноуксусный порошок (низший сорт), во втором слу­чае— серый древесноуксусный порошок (высший сорт). Аппа­раты для разложения древесноуксусного порошка серной кисло­той были значительно улучшены.

Этот способ производства уксусной кислоты применяется и теперь.

В настоящее время крупные сухоперегонные заводы (Ашин- ский и др.) оборудованы вагонными ретортами и жижку перера­батывают в них по экстракционному способу, с непосредственным извлечением уксусной кислоты; закарпатские заводы имеют кир­пичные и стальные вагонные реторты. Один из них перерабаты­вает жижку по азеотропному способу, также с непосредственным извлечением уксусной кислоты.

Кроме получения древесноуксусного порошка по старому, ука­занному выше, способу, теперь его получают непосредственно из парогазов, идущих из камер обугливания древесины крупных непрерывнодействующих циркуляционных печей, при промывке парогазов в скрубберах водным раствором древесноуксусного по­рошка; полученный кислый раствор древесноуксусного порошка нейтрализуют известковым молоком, дают отстояться и выпари­вают досуха в распылительной сушилке.

На сухоперегонных заводах получают метиловый спирт и другие продукты. На них применяют новые способы переработки: уксусной кислоты — на ацетатные растворители, метилового спир­та — на формалин, древесной смолы — на антиокислители и фло­тационные масла.

Получение спирта по этому способу состоит из двух частей:

а) сухой перегонки дерева с целью получения дегтярной воды (наряду с углем, дегтем и газом) и

б) выделения метанола из дегтярной воды.

Сухую перегонку дерева проводят в круглодонной термостойкой колбе с отводом

В колбу помещают сухие опилки и стружку и нагревают сначала осторожно, а потом все сильнее и сильнее до тех пор, пока наблюдается обугливание дерева и образование жидких и газообразных продуктов. Приемник для дегтя и дегтярной воды ставят о ледяную воду, а выделяющиеся газы собирают путем вытеснения воды из пробирки. Когда будет получено достаточное для демонстрации количество жидкости, опыт прекращают. При этом обращают внимание учащихся на расслоение жидкости (внизу — водный слой, сверху — деготь). С помощью делительной воронки отделяют водный слой и лакмусовой бумажкой обнаруживают присутствие кислоты.

Газообразные продукты сухой перегонки дерева собирают в два сосуда (цилиндры или пробирки). Затем в одном из них поджигают газ, который горит синеватым пламенем, а в другой приливают известковую воду для обнаружения углекислого газа в продуктах перегонки.

Для доказательства присутствия метанола в дегтярной воде уксусную кислоту нейтрализуют избытком гидроксида кальция (лакмус!) и, когда кислота будет связана, нагревают жидкость до кипения в пробирке с отводной трубкой. При поджигании пары метанола горят голубоватым пламенем. Уксусную кислоту превращают в соль с той целью, чтобы она не улетучивалась с метанолом и не мешала распознаванию его по характеру пламени.

Эта операция не усложняет понимания учащимися опыта, так как понятие о нейтрализации кислот они имеют. Присутствием ацетона в дегтярной воде при этом опыте можно пренебречь. Для извлечения метанола берут по возможности большое количество дегтярной воды (например, 100 мл), нейтрализуют ее небольшими порциями мела или известковым молоком, как было указано в предыдущем опыте, и фильтруют.

Фильтрат помещают в перегонную колбу, закрывают колбу пробкой с термометром, присоединяют прямой водяной холодильник и отгоняют на водяной бане фракцию до 70-75°С. Метанол получается при этом с примесью воды и ацетона. Ацетон неизбежно летит со спиртом, так как точки кипения их близки (у метанола 65°С, у ацетона 56°С).

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector