甲醇钠(CH₃ONa)概述
1. 基本属性
甲醇钠(化学式:CH₃ONa)是一种有机金属化合物,由甲醇(CH₃OH)与钠(Na)反应形成。它通常为白色或无色结晶,具有强烈的碱性和良好的溶解性。甲醇钠是一种强碱,能够与水、醇类和多种酸反应,形成钠盐和其他产物。由于其强碱性和良好的反应活性,甲醇钠广泛应用于有机合成和催化反应中。
物理化学性质:
甲醇钠名称
中文名: 甲醇钠
英文名: Sodium methoxide
中文别名: 甲氧基钠 | 甲氧化钠
CAS号: 124-41-4
甲醇钠物理化学性质
密度: 0.945
沸点: 65 °C
熔点: 127 ºc
分子式: CH3NaO
分子量: 54.024
闪点: 11 °C
精确质量: 54.008160
PSA: 23.06000
LogP: 0.04670
外观性状: 透明液体
蒸汽密度: 1.1 (vs air)
蒸汽压: 50 mm Hg ( 20 °C)
折射率: 1.3700
储存条件
1.贮存:阴凉干燥避光处密封保存
2.用铁桶密封包装,每桶200kg,贮存于
阴凉、通风、干燥处,防火、防热、防
晒。按易燃化学品规定贮运。
稳定性
1.基本性质:遇光及空气中水分易分解。遇水分解成甲醇与氢氧化钠。与甲醇生成CH3ONa·2CH3OH(白色粉末)。
2.甲醇钠溶液中的甲醇有剧毒。甲醇钠有强腐蚀性,能刺激眼睛和鼻子。吸入高浓度蒸气会引起强烈的刺激,严重者会影响呼吸,造成眩晕,经抢救可以恢复。但长时间吸入高浓度蒸气,会引起肺水肿而致死。应防止吸入蒸气和接触皮肤。此外,生产过程中应注意安全措施,设备应密闭,操作人员应穿戴防护用具。
水溶解性 反应
2. 主要用途
甲醇钠作为一种重要的化学试剂和催化剂,具有广泛的工业和实验室用途。以下是其主要应用领域:
2.1 有机合成
甲醇钠在有机合成中发挥重要作用,特别是在酯化反应、加成反应和去氢反应等方面。其作为催化剂和还原剂,在多种化学反应中具有广泛的应用。例如,在酯化反应中,甲醇钠可以与酸反应生成酯类化合物和水。此外,甲醇钠还是一些反应体系中,尤其是在醇类化合物的生成过程中,重要的催化剂之一。
2.2 催化剂
甲醇钠作为一种强碱催化剂,广泛应用于酯化反应、聚合反应以及某些有机反应的合成中。例如,它常用作催化剂参与脂肪酸甲酯(FAME)的生产过程。FAME是生物柴油的重要成分,因此甲醇钠在能源领域的应用也越来越重要。
2.3 化学试剂
在实验室中,甲醇钠常用于合成和分解反应中。它可用于制备甲基化合物(例如甲基硫醚)以及与一些其他化学物质反应生成钠盐。在实验过程中,甲醇钠通常作为氢氧化物源,也常作为醇的发生源,用于某些催化反应的启动。
2.4 生物柴油生产
在生物柴油生产中,甲醇钠是一种重要的催化剂,广泛应用于通过转酯化反应将植物油或动物脂肪转化为甲酯和甘油。转酯化反应是生物柴油合成的核心反应之一,甲醇钠通过催化反应将甘油和油脂中的脂肪酸转化为甲酯(即生物柴油),并生成副产物甘油。
3. 合成路线
碱法工艺生产甲醇钠
碱法甲醇钠是由甲醇与氢氧化钠作用而得,其反应式如下:CH3OH+NaOH——CH3ONa+H2O
(1)甲醇碱液的配置将固体氢氧化钠破碎,按比例加入盛有甲醇(99.8%)的溶碱锅中,开动液碱循环泵,控制温度在70℃以下,使氢氧化钠溶解,当含量达20%~23%,冷却降温至40℃,打入沉淀罐,静置12h,备用。
(2)甲醇钠的制备向汽化锅及反应塔夹层通水蒸气加热,控制温度在85~100℃,以180ChemicalbookL/h的流量加无水甲醇到汽化锅中,同时以25kg/h的流量,将甲醇碱液由反应塔顶加入,反应所产生的含2%水分的甲醇气体,从反应塔顶蒸出,进入提纯蒸馏塔分去水分,使成为无水甲醇循环使用。反应塔底(即汽化锅)温度控制在65~70℃,检查塔底物料含甲醇钠为27%~31%,游离碱为1%以下,即得制品,收率86%(以氢氧化钠计)。
该工艺的消耗定额如下:甲醇(95%)973kg/t,氢氧化钠(99.5%)209kg/t。
钠法工艺生产甲醇钠
以金属钠和甲醇为原料,采用间歇生产工艺进行化学反应,生产甲醇钠甲醇溶液。其反应式如下:2CH3OH+2Na——2CH3ONa+H2↑
这一生产工艺主要分四个部分:
1,加料工序,将工业甲醇用泵输送到甲醇计量罐,将120kg金属钠投入反应釜中
2,氮气置换工序,关闭加料和放空阀门,通入氮气至反应釜内,使压力表指数达到0.1MPa,打开放空Chemicalbook阀卸压,重复三次后回流,放空阀保持打开状态继续通入氮气
3,反应工序,将冷凝器通入冷却水,立即通过甲醇计量罐加入甲醇(注意甲醇加入速度),进行反应,反应5~10min后停止通入氮气。继续加入甲醇,在2~3h内将820kg甲醇计量加入后关闭甲醇加料阀,继续反应2~3h至反应液无气泡产生
4,调和工序,将产品加入调和贮罐,取样分析,并调和至所需浓度,装桶。
5. 运输与存储
甲醇钠的运输和存储应遵循严格的安全规定。由于其强烈的反应性,特别是对水和空气的敏感性,必须采取防护措施。
5.1 运输
甲醇钠应通过专用的运输渠道运输,避免在运输过程中暴露在潮湿环境中。运输容器应密封良好,以防水分进入。同时,应避免与酸性物质和氧化剂一起运输。
5.2 存储
甲醇钠应存放在干燥、阴凉、通风良好的地方,避免与水分和空气接触。存储容器应保持密封,防止潮湿环境引发危险。甲醇钠应远离火源和热源,以防止过热反应。
5.3 安全标识
存储和运输甲醇钠时,必须确保容器上有明确的安全标识,标明该化学品为强碱性物质,且具有一定的危险性。并且应具备适当的紧急处理设备,如灭火器、急救包等。
总结
甲醇钠(CH₃ONa)作为一种重要的化学试剂,具有广泛的应用,特别是在有机合成、催化反应和生物柴油生产中。它的合成方法简单直接,但由于其强碱性和对水的高度反应性,使用时必须特别小心。合理的存储和运输管理可以有效避免安全事故的发生。随着科技的发展,甲醇钠的应用将越来越广泛,特别是在绿色能源和环保领域中的潜力巨大。