Метанол — один из главных продуктов многотоннажной химии, который используется для получения различных химических веществ: формальдегидов, аминов, уксусной кислоты (См. Рисунок 1) [1].
Рис. 1. Технологические процессы на основе метанола
Суммарные мощности по производству метанола в России на начало этого года составили 4,47 млн. тонн. На российском рынке ведущими производителями метанола является компании, изображенные на рисунке 2 [2].
Рис. 2. Основное положение российских компаний по производству метанола наконец 2017 и начало 2018 года
По итогам прошлого года потребление метанола на российском рынке выросло на 8 % до 2,39 млн. тонн. Необходимо также отметить, что внутренний рынок метанола является относительно независимым от объёмов производства, так как темпы потребления продукта существенно опережают его выпуск. Необходимо отметить, что структура потребления метанола в России и на мировом рынке существенно отличается. Если в РФ около 50 % выпускаемого продукта потребляется производителями формальдегида, то в мире основной его объём направляется для получения альтернативного топлива.
Важнейшей проблемой в настоящее время является поиск альтернативных энергоносителей. Это связано не только с наступающим дефицитом нефтяного сырья, но и с проблемами экологии. Транспорт потребляет около 40 % нефти, добываемой в мире. Использование углеводородного топлива в двигателях внутреннего сгорания сопровождается выбросами в атмосферу огромного количества вредных веществ: оксидов азота, монооксида углерода и др.
Особое внимание принадлежит использованию метанола при производстве биодизеля. Данное топливо представляет собой смесь метилового эфира, получаемый в результате химической реакции из любых растительных масел и животных жиров. Его можно использовать в обычных двигателях внутреннего сгорания как самостоятельно, так и в смеси с обычным дизтопливом. На территории Европы используют рапс, в США — сою, Бразилия — касторовое масло, а Индонезия и Филиппины — пальмовое масло [3]. Также возможно применение растительного масла, животного жира, рыбьего жира и т. п. Производство альтернативного энергоносителя представлено на рисунке 3.
Рис. 3. Производство альтернативного энергоносителя с помощью метанола
Использование топлива с добавкой метанола позволяет сокращать выбросы отработанных газов связанных с углеводородом токсинов, например, бензол и 1,3-бутадиен, и значительно уменьшает загрязнение грунтовой воды, вызванное топливными разливами.
Достоинством метанола является высокая детонационная стойкость и хороший коэффициент полезного действия рабочего процесса, недостаток — пониженная тепловая способность, что уменьшает пробег между заправками и увеличивает расход топлива в 1,5–2 раза по сравнению с бензином. Кроме того, затруднён запуск двигателя из-за плохого испарения метанола.
Использование спиртов в качестве автомобильного топлива требует незначительной переделки двигателя. Например, для работы на метаноле достаточно отрегулировать карбюратор, установить устройство для стабилизации запуска двигателя и заменить некоторые подверженные коррозии материалы более стойкими. Учитывая то, что чистый метанол ядовитый, необходимо предусмотреть тщательную герметизацию топливной системы автомобиля. Пары метанола более токсичны, чем пары бензина и вызывают сильные отравления при попадании в организм человека, слепоту и даже летальный исход.
По мере изучения литературы было выяснено, что метанол с большой долей вероятности может стать основным сырьевым ресурсом всей химической промышленности. С каждым годом цены на нефть, природный газ и уголь увеличиваются, а их запасы уменьшаются. При производстве качественного биодизеля необходимо соблюдать соотношения и все условия для проведения данного процесса, поэтому возникает необходимость создания селективных катализаторов, которые помогают увеличить скорость и производительность процесса получения углеродно-нейтрального топлива. В будущем предстоит большая работа, не только по исследованию катализаторов, но и по формированию процессов, связанных с альтернативными энергоносителями. Безусловно, данное направление может послужить фундаментом для будущих открытий.
Литература:
- Камнева А. И., Платонов В. В. Теоретические основы химической технологии горючих ископаемых. М.: Химия, 1990. — С. 288.
- Коломиец М. Российский рынок метанола в свете мировых тенденций / М. Коломиец // Химический журнал. — Август 2005. — С. 42–45.
- George A. Olah, AlainGoeppert, G. K. Surya Prakash, Beyond Oil and Gas: The Methanol Economy, Angewandte Chemie International Edition Volume 44, Issue 18, 2005.-Pages 2636.
