Как получить метанол из метана

[AnteFil]

Есть по сути два вопроса. Если получать метан путём переработки бактериями органики, то что останется после полной переработки органики в реакторе в растворе? И как получить метанол из получаемого метана? В гаражных условиях

Изменено 30 Августа, 2023 в 05:57 пользователем AnteFil

[yatcheh]

30.08.2023 в 08:53, AnteFil сказал:

 И как получить метанол из получаемого метана? В гаражных условиях

 

В гаражных - никак. Очень инертное вещество.

[Максим0]

После полной переработки органики останется неорганика - по определению... вот только сомневаюсь я что в таких условиях достижима полнота переработки.

В метантенках вместо чистого метана образуется смесь примерно 2:1 из метана и углекислоты + малые примеси - водяной пар, водород, азот, этан, сероводород. Причина по которой такой газ не направляют на химсинтез, заключаются в нерентабельности химических микропроизводств и невозможности снабдить таким газом производство с рентабельной производительностью. Кроме того, в газохимии в большинстве случаев применяется очищенный метан, а для метантекового газа это означает сначала прогнать его через поглотительную колонну с диэтаноламином для поглощения углекислоты и сероводорода, а потом через холодильник для конденсации воды.

Можно также пойти через синтез-газ, в этом случае углекислота станет полезным компонентом, а остальные - не существенными. Причём надо выбирать безкатализаторный процесс, поскольку сероводород отравляет большинство катализаторов.

При этом обнаруживается проблема - для синтеза требуется высокое давление.

Предлагаю решить это следующим путём: через дизельный мотор пропускать газ из метантека с добавкой водяного пара и воздуха обогащённого кислородом, после чего конденсировать парогазовую смесь предварительно отобрав её тепло в ректификаторе (ниже по тексту). Состав входящего парогаза подобрать так чтобы дизель стабильно сам себя прокручивал с минимальной выходной мощностью.

Касательно обогащения воздуха кислородом: дизель изначально рассчитан на некоторое оптимальное содержание кислорода в топливновоздушной смеси, а в предлагаемом варианте будет присутствовать балласт (углекислота и водяной пар) в большем количестве чем топливо. Ввиду этого, чтобы дизель работал хорошо, активный (полезный при синтезе) балласт придётся добавлять вместо пассивного (не вступающего в реакции) - азота воздуха. А значит основную часть азота надо убрать, к примеру разделением на мембранах.

Дальше выхлоп надо будет сконденсировать и ректифицировать (обогрев выхлопом с первого дизеля), а несконденсировавшуюся часть, смешав с обогащённым кислородом воздухом (в пропорции оптимальной для полного сгорания) отправить во второй дизель - для привода компрессоров холодильника и мембранного воздухоразделителя, а также электрогенерации для всякой мелочёвки. Кроме того за счёт его мощности будет полезно сжать парогазовую смесь перед подачей в первый дизель - чем выше давление - тем больше выйдет метанола.

Красивое, гладкое бумажное решение выходит, сколько-то метанола должно выходить.

А теперь о замеченных оврагах:

0) После первого дизеля на всём маршруте до второго дизеля, в газе будет дополна ядовитого угарного газа.

1) Кроме метанола образуется дополна диметилового эфира, жидких углеводородов и всяких оксосоединений. У этого процесса селективность оставляет желать лучшего. Её можно немного улучшить, заменив водяной пар для первого дизеля испарённым обезметаноленным конденсатом.

2) Парогаз с выхода первого дизеля получится кислым от муравьиной кислоты, что потребует хромоникелевой нержавейки.

3) Дизели для работы требует смазки... насколько будут пригодны для её получения сконденсировавшиеся углеводороды, пока неясно.

 

[AnteFil]

30.08.2023 в 13:09, Максим0 сказал:

После полной переработки органики останется неорганика - по определению... вот только сомневаюсь я что в таких условиях достижима полнота переработки.

В метантенках вместо чистого метана образуется смесь примерно 2:1 из метана и углекислоты + малые примеси - водяной пар, водород, азот, этан, сероводород. Причина по которой такой газ не направляют на химсинтез, заключаются в нерентабельности химических микропроизводств и невозможности снабдить таким газом производство с рентабельной производительностью. Кроме того, в газохимии в большинстве случаев применяется очищенный метан, а для метантекового газа это означает сначала прогнать его через поглотительную колонну с диэтаноламином для поглощения углекислоты и сероводорода, а потом через холодильник для конденсации воды.

Можно также пойти через синтез-газ, в этом случае углекислота станет полезным компонентом, а остальные - не существенными. Причём надо выбирать безкатализаторный процесс, поскольку сероводород отравляет большинство катализаторов.

При этом обнаруживается проблема - для синтеза требуется высокое давление.

Предлагаю решить это следующим путём: через дизельный мотор пропускать газ из метантека с добавкой водяного пара и воздуха обогащённого кислородом, после чего конденсировать парогазовую смесь предварительно отобрав её тепло в ректификаторе (ниже по тексту). Состав входящего парогаза подобрать так чтобы дизель стабильно сам себя прокручивал с минимальной выходной мощностью.

Касательно обогащения воздуха кислородом: дизель изначально рассчитан на некоторое оптимальное содержание кислорода в топливновоздушной смеси, а в предлагаемом варианте будет присутствовать балласт (углекислота и водяной пар) в большем количестве чем топливо. Ввиду этого, чтобы дизель работал хорошо, активный (полезный при синтезе) балласт придётся добавлять вместо пассивного (не вступающего в реакции) - азота воздуха. А значит основную часть азота надо убрать, к примеру разделением на мембранах.

Дальше выхлоп надо будет сконденсировать и ректифицировать (обогрев выхлопом с первого дизеля), а несконденсировавшуюся часть, смешав с обогащённым кислородом воздухом (в пропорции оптимальной для полного сгорания) отправить во второй дизель - для привода компрессоров холодильника и мембранного воздухоразделителя, а также электрогенерации для всякой мелочёвки. Кроме того за счёт его мощности будет полезно сжать парогазовую смесь перед подачей в первый дизель - чем выше давление - тем больше выйдет метанола.

Красивое, гладкое бумажное решение выходит, сколько-то метанола должно выходить.

А теперь о замеченных оврагах:

0) После первого дизеля на всём маршруте до второго дизеля, в газе будет дополна ядовитого угарного газа.

1) Кроме метанола образуется дополна диметилового эфира, жидких углеводородов и всяких оксосоединений. У этого процесса селективность оставляет желать лучшего. Её можно немного улучшить, заменив водяной пар для первого дизеля испарённым обезметаноленным конденсатом.

2) Парогаз с выхода первого дизеля получится кислым от муравьиной кислоты, что потребует хромоникелевой нержавейки.

3) Дизели для работы требует смазки... насколько будут пригодны для её получения сконденсировавшиеся углеводороды, пока неясно.

 

Мне кажется это очень сложным процессом. Я нагуглил вот такой вариант с доступными реактивами.

1)CH4 + Cl2 = CH3Cl + HCl

2)CH3Cl + NaOH =CH3OH + NaCl , 

ООООО чё придумал, метан пропускаем через раствор Серная кислота + хлорид натрия до тех пор пока есть хлор в растворе. Затем перегонка при 62 градусах и мы получаем чистый метанол. Как идея ?

Блин до меня этот способ придумал французскими химиками Жаном Батистом Дюма и Эженом Пелиго в 1835 году

Изменено 30 Августа, 2023 в 08:51 пользователем AnteFil

[AnteFil]

непонятно только как из CH3Cl получить CH3OH ? тоже через раствор NaOH прогонять?

Изменено 30 Августа, 2023 в 08:56 пользователем AnteFil

[Arkadiy]

Тогда уж сульфировпть метан олеумом, или хлорсульфонкой, а потом омылять метилсульфоновую кислоту

[носки шалфея]

Помню ходили объявления как из домашнего газа делать топливо.

Потом счетчики поставили.

Дальше продают танки для метана.

Бактерии для них же.

Людям вроде нравилось

А из метана в метанол, это конечно интересно, но вряд ли рентабельно.

[Максим0]

30.08.2023 в 13:51, AnteFil сказал:

Мне кажется это очень сложным процессом. Я нагуглил вот такой вариант с доступными реактивами.

1)CH4 + Cl2 = CH3Cl + HCl

2)CH3Cl + NaOH =CH3OH + NaCl , 

ООООО чё придумал, метан пропускаем через раствор Серная кислота + хлорид натрия до тех пор пока он не побелеет. Затем перегонка при 62 градусах и мы получаем чистый метанол. Как идея ?

1.0) В области большого избытка метана всё так и будет, но в этом случае нужен процесс с рециклом метана и освещением реакционной ячейки.

1.1) Если попробовать смешать стехиометрически, то там подскочит температура и в итоге получите компот с содержанием хлороводорода, непрореагировавшего метана и разнообразной хлорорганики: CH₄+Cl₂→CH₃Cl+HCl; CH₃Cl+Cl₂→CH₂Cl₂+HCl; CH₂Cl₂+Cl₂→CHCl₃+HCl; CHCl₃+Cl₂→CCl₄+HCl; 2CH₃Cl→C₂H₄+2HCl; 2CH₂Cl₂→C₂H₂Cl₂+2HCl; 2CHCl₃→C₂Cl₄+2HCl; CH₃Cl+CH₂Cl₂→C₂H₃Cl+2HCl; CH₃Cl+CHCl₃→C₂H₂Cl₂+2HCl; CH2Cl2+CHCl3→C2HCl3+2HCl... В итоге получишь газ примерного состава: хлороводород + хлорметан + метан + этилен + пары хлорорганики. А также получишь вонючее, тяжёлое, коричневое масло содержащее к примеру хлорбензолы.

1.2) В присутствии углекислоты и водяного пара хлорирование метана пойдёт ещё разнообразней: CCl4+H2O→COCl2+2HCl; C2Cl4+CO2→2COCl2+C↓... В итоге в газе дополнительно появится фосген и угарный газ.

2.0) После хлорирования, содержание углекислоты в вашем газе хоть и снизится (вероятно в пару раз), но её всё равно будет дополна, кроме того добавится хлороводород... в итоге щёлочь прореагирует с ними прежде чем с хлорорганикой. Самая стойкая хлорорганика (хлорбензолы) вашу щёлочь при комнатной температуре проигнорирует.

2.1) Дихлорметан даст формальдегид, а он в щелочной среде обожает конденсироваться, отчего ваша щёлочь загустеет.

?.0) Метан не будет реагировать с предложенным вами раствором, это самый дубовый из газообразных углеводородов, ему нужен крепкий пинок чтоб заставить реагировать хоть с чем-то... а продукты первичной реакции на тот же пинок отреагируют гораздо бодрее своего ленивого родителя.

30.08.2023 в 14:34, носки шалфея сказал:

Помню ходили объявления как из домашнего газа делать топливо.

Потом счетчики поставили.

Дальше продают танки для метана.

Бактерии для них же.

Людям вроде нравилось

А из метана в метанол, это конечно интересно, но вряд ли рентабельно.

В теории это рентабельно... вот только если продавать также побочные продукты и дождаться когда железо себя окупит. Капитальные расходы ожидаются серьёзными, что определит долгий срок окупаемости.

[AnteFil]

30.08.2023 в 14:36, Максим0 сказал:

1.0) В области большого избытка метана всё так и будет, но в этом случае нужен процесс с рециклом метана и освещением реакционной ячейки.

1.1) Если попробовать смешать стехиометрически, то там подскочит температура и в итоге получите компот с содержанием хлороводорода, непрореагировавшего метана и разнообразной хлорорганики: CH₄+Cl₂→CH₃Cl+HCl; CH₃Cl+Cl₂→CH₂Cl₂+HCl; CH₂Cl₂+Cl₂→CHCl₃+HCl; CHCl₃+Cl₂→CCl₄+HCl; 2CH₃Cl→C₂H₄+2HCl; 2CH₂Cl₂→C₂H₂Cl₂+2HCl; 2CHCl₃→C₂Cl₄+2HCl; CH₃Cl+CH₂Cl₂→C₂H₃Cl+2HCl; CH₃Cl+CHCl₃→C₂H₂Cl₂+2HCl; CH2Cl2+CHCl3→C2HCl3+2HCl... В итоге получишь газ примерного состава: хлороводород + хлорметан + метан + этилен + пары хлорорганики. А также получишь вонючее, тяжёлое, коричневое масло содержащее к примеру хлорбензолы.

1.2) В присутствии углекислоты и водяного пара хлорирование метана пойдёт ещё разнообразней: CCl4+H2O→COCl2+2HCl; C2Cl4+CO2→2COCl2+C↓... В итоге в газе дополнительно появится фосген и угарный газ.

2.0) После хлорирования, содержание углекислоты в вашем газе хоть и снизится (вероятно в пару раз), но её всё равно будет дополна, кроме того добавится хлороводород... в итоге щёлочь прореагирует с ними прежде чем с хлорорганикой. Самая стойкая хлорорганика (хлорбензолы) вашу щёлочь при комнатной температуре проигнорирует.

2.1) Дихлорметан даст формальдегид, а он в щелочной среде обожает конденсироваться, отчего ваша щёлочь загустеет.

?.0) Метан не будет реагировать с предложенным вами раствором, это самый дубовый из газообразных углеводородов, ему нужен крепкий пинок чтоб заставить реагировать хоть с чем-то... а продукты первичной реакции на тот же пинок отреагируют гораздо бодрее своего ленивого родителя.

В теории это рентабельно... вот только если продавать также побочные продукты и дождаться когда железо себя окупит. Капитальные расходы ожидаются серьёзными, что определит долгий срок окупаемости.

Я не стремлюсь к КПД 100% пусть будет 10% главное простота получения. Тут идея какая получать его как побочный продукт. Тоесть я хочу прогнать метан через установку что не прореагировали пойдёт в печь или генератор. То что осталось в реакторе после обработки микробами я хочу до разложить до углерода, то есть от туда тоже выжимать. Там тоже будет и метанол растворенный в воде

Хлор сильно воняет и его бы заменить чем то менее вонючим. Хотя мне нравиться запах хлора например в солянке. (Бодрит) но в целом нюхать его постоянно ещё то удовольствие

Изменено 30 Августа, 2023 в 10:31 пользователем AnteFil

[Выползень]

В озере Тувинском в Хакассии есть бактерии, а у них есть белок, окисляющий метан в метанол кислородом. Так что ныряйте туда и выделяйте фермент и будет вам щастье.