книги / Производство метанола

Та б лица 3. Коэффициент теплопроводности жидкого

Температура кипения метанола в зависимости от давления ме­ няется следующим образом5:

Давление насыщенных паров метанола, сравнительно невысокое в стандартных условиях, резко возрастает с повышением темпера­ туры. Приведенные в литературе данные о давлении насыщенных паров1*2 различаются на 8— 10% (см. стр. 12).

На основании литературных данных1*2 построена номограмма для определения некоторых физико-химических свойств метанола и его паров. Значение того или иного показателя по номограмме находится весьма просто, и она может быть использована при тех­ нических расчетах (см. Приложение, стр. 141).

По данным5, скорость распространения звука в метаноле при 20 °С достигает 1122 м/сек, диэлектрическая проницаемость паров при 100 °С составляет (е— 1) — 57 -10-4, коэффициент объемного рас­ ширения р= 119 -10-5 при 20 °С.

11

Высокой растворимостью газов в метиловом спирте широко пользуются в промышленной практике, применяя метанол и его растворы в качестве поглотителя для извлечения примесей из тех­ нологических газов. Изменение .растворимости часто встречающих­ ся в промышленной практике газов в метаноле в зависимости от температуры дано в Приложении, стр. 142.

Была изучена растворимость13 смеси газов при 300 ат в метано­ ле. Показано, что растворимость компонентов смеси значительно отличается от растворимости в метаноле индивидуальных газов при нормальном давлении. Для наиболее растворимых газов (дву­ окиси углерода, этилена, ацетилена) она уменьшается, для других (водорода, азота) — увеличивается (табл. 4).

Т а б л и ц а 4. Растворимость компонентов газовой смеси в метаноле-ректификате13 при 300 am

При разбавлении метанола водой растворимость газов умень­ шается.

Свойства растворов метанола значительно отличаются от свойств чистого метилового спирта. В литературе имеется большое число данных по физико-химическим свойствам двойных смесей, но в основном они относятся к смесям метанола с органическими ве­ ществами.

Представляет определенный интерес рассмотреть свойства си­ стемы метанол — вода. По мере увеличения содержания воды в ме­

превращений наблюдается эвтектическая точка 3, соответствующая содержанию метанола 93,3%. Температуры затвердевания раство­ ров СН3ОН—И20 по кривым ликвидуса и солидуса приведены ниже:

Более быстро и с достаточной точностью плотность системы СН3ОН—Н20 может быть найдена -по номограмме, приведенной на рис. 48 в Приложении (стр. 143).

Давление насыщенных паров над водными растворами метанола (табл. 6) изменяется в соответствии с первым законом Коновалова.

Парциальное давление паров компонентов над растворами ме­ танол— вода в интервале 16—40 °С приведено на рис. 2.

Рис. 2. Парциальное давление паров компонентов над водными рас­ творами метанола21.

Температура кипения водных растворов метанола понижается соответственно увеличению концентрации метанола (табл. 7).

Зависимость вязкости системы СН3ОН—Н20 от состава при всех исследованных температурах имеет максимум при содержании метанола около 40%. В любом случае вязкость смеси больше вяз­ кости чистого метанола (табл. 8).

Вязкость системы метанол — вода в парообразном состоянии в условиях конденсации, значениями которой часто пользуются при расчетах технологического оборудования, дана в табл. 9.

15

Т а б л и ц а 9. Вязкость системы метанол — вода в парообразном состоянии

ности, теплоемкости, мольного объема, диэлектрической проницае­ мости, вязкости) можно также проследить по номограммам, приве­ денным в Приложении, стр. 144— 151.

Метанол смешивается во всех отношениях со многими органиче­ скими соединениями, образуя с рядом из них азеотропные смеси. По данным18, к настоящему времени найдено свыше 100 веществ, дающих с метанолом азеотропные смеси. Температура кипения и состав некоторых азеотропных смесей, которые могут отгоняться при ректификации метанола-сырца, приведены в табл. 11.

Как видно из таблицы, ряд азеотропных смесей имеет темпера­ туру кипения, близкую к температуре кипения метанола, хотя кон­ центрация последнего в отдельных случаях очень низка. Например,

Метанол сочетает свойства очень слабого основания и еще более слабой кислоты, что обусловлено наличием алкильной и гидрок­ сильной, групп. При действии кислорода воздуха он может быть окислен сначала до формальдегида, а затем до муравьиной кисло­

Для получения формальдегида окисление проводят на серебря­ ном (или медном) катализаторе при 500—600 °С в шаровой фазе. Формальдегид получается также при дегидрировании метилового спирта:

СН3О Н -----►НСНО

—н2

В промышленности формальдегид получают окислительным де­ гидрированием, при котором протекают обе реакции.

Водород гидроксильной группы спирта может быть замещен дей­ ствием щелочных металлов с образованием алкоголята:

2СН3ОН + 2Na 2CH3ONa + Н2

Алкоголяты стабильны только в отсутствие воды, которая омыляет их до метанола и щелочи.

Взаимодействием метанола с аммиаком получают метиламины:

Ароматические амины метилируются метиловым спиртом в при­ сутствии серной кислоты. 'Например, при действии метанола на анилин при 200 °С и 30 ат получают диметиланилин.

8