metilico, alcol

(o metanolo) Alcol alifatico, CH₃OH; liquido incolore, neutro, di odore pungente, miscibile con acqua, alcol etilico, etere: bolle a 64,7 °C, solidifica a −97,8 °C, ha densità (a 15 °C) di 0,796 g/cm³; brucia facilmente; il suo potere calorifico superiore e inferiore è rispettivamente 22676 e 19918 kJ/kg (allo stato liquido). È molto tossico.

Processi di produzione

In passato si otteneva dai liquidi di distillazione del legno privati del catrame, addizionati di calce, e sottoposti a distillazione; il primo distillato veniva ripetutamente rettificato. Oggi quasi tutto l’alcol m. consumato si produce per sintesi facendo reagire, in presenza di catalizzatore, ossido di carbonio e idrogeno secondo la reazione

CO + 2H₂→CH₃OH + 90,7 kJ.

Il processo comprende la preparazione della miscela di partenza (ottenuta dal reforming di gas naturali, dalla gassificazione di carbone ecc.), la sua accurata depurazione, la compressione e il passaggio in colonne di sintesi contenenti il catalizzatore. Per raffreddamento dei gas uscenti circa il 95% dell’alcol formatosi viene condensato; la parte non trasformata della miscela di partenza ritorna in ciclo, previ ricompressione e riscaldamento alla temperatura di reazione. Il processo si fa avvenire a temperature dell’ordine dei 250-350 °C a pressioni variabili dai 100 ai 500 bar, in genere sui 200-300 bar; come catalizzatori si usano diversi composti (ossido di zinco, di cromo, di vanadio, manganati ecc.).

Ai sistemi ad alta pressione si è aggiunto successivamente un processo a bassa pressione secondo il quale il gas di sintesi è fatto reagire a 250 °C alla pressione di 50-80 bar; ciò è divenuto possibile usando un catalizzatore particolarmente attivo e selettivo che contiene rame precipitato in uno stato di estrema suddivisione su un supporto molto stabile costituito da microcristalli di spinello ottenuto da sali di zinco e di alluminio. L’adozione di una più bassa pressione consente l’uso di compressori centrifughi, più economici di quelli alternativi. Data l’esotermicità della reazione, per non diminuire il rendimento occorre allontanare il calore sviluppato; ciò si fa suddividendo nel reattore il catalizzatore in più strati fra i quali s’intercala un sistema di raffreddamento o ponendo il catalizzatore entro tubi raffreddati da una corrente di acqua.

Di notevole interesse appare la possibilità di produrre alcol m. utilizzando il gas naturale che è sovrabbondante nei paesi produttori di petrolio del Medio Oriente, dove viene bruciato in fiaccola. Tale gas, che presenta la difficoltà di dover essere liquefatto per consentire il trasporto via mare, può essere convertito in gas di sintesi e questo in alcol m. il quale, essendo liquido a temperatura ambiente, si può trasportare facilmente per via terra e anche per mare con normali navi cisterna. Al punto di arrivo l’alcol m. può essere facilmente decomposto in una miscela di CO e H₂, cioè in un gas di sintesi che trova largo campo di impiego (➔ gas). La decomposizione avviene in presenza di un catalizzatore a temperatura di 350-400 °C e a bassa pressione. Il sistema si presta perciò a trasportare in una forma più semplice quella parte del gas naturale destinata alla produzione di gas di sintesi.

Impiego

La produzione di alcol m. si è notevolmente accresciuta negli ultimi decenni del 20° sec. raggiungendo valori dell’ordine di 34 milioni di t all’anno. Una notevole percentuale della produzione mondiale è assorbita dalla preparazione della formaldeide (usata per ottenere materie plastiche, esametilentetrammina ecc.), il rimanente è utilizzato per la preparazione di acido acetico, di clorometani, di esteri metilici (metacrilato, tereftalato), come anticongelante per motori, come solvente, come denaturante. È stato proposto come carburante in miscela con benzina; per tale utilizzazione presenta l’inconveniente di un basso potere calorifico; è stato riscontrato, tuttavia, che nei motori normali miscele benzina-alcol m. fino al 20% di quest’ultimo presentano un comportamento praticamente uguale a quello della sola benzina dal punto di vista del consumo, anzi l’aggiunta di alcol m. migliora il potere antidetonante della benzina. L’alcol m. può essere anche usato come fonte di carbonio nella preparazione, per fermentazione, di proteine monocellulari al posto dei prodotti petroliferi (n-paraffine, gasolio); l’adozione dell’alcol m., che è più costoso rispetto ai prodotti petroliferi, presenta tuttavia alcuni vantaggi, quali la solubilità in acqua e l’eliminazione del pericolo della presenza nelle cellule di residui petroliferi. È stato messo a punto, altresì, un procedimento che consente di trasformare l’alcol m. in una miscela di idrocarburi in larga misura assimilabile alla benzina; il processo, che avviene alla temperatura di circa 350 °C e alla pressione di circa 20 bar, si avvale di un catalizzatore a base di zeoliti.