METANOL: Alkohol Paling Sederhana, Sejarah Penemuan dan Produksi

Metanol, juga disebut metil alkohol, alkohol kayu, nafta kayu atau spiritus kayu, merupakan suatu zat kimia organik dengan rumus CH3OH—sering disingkat MeOH. Ini adalah alkohol paling sederhana, dan ringan, mudah menguap, tidak berwarna, cairan yang gampang terbakar dengan bau yang berbeda sangat, tetapi sedikit lebih manis dibandingkan dengan etanol (minuman alkohol). Pada suhu kamar, metanol merupakan cairan polar, dan digunakan sebagai antibeku, pelarut, bahan bakar, dan sebagai denaturan,  zat penghilang sifat alami untuk etanol. Metanol juga digunakan untuk memproduksi biodiesel melalui reaksi transesterifikasi.

Metanol diproduksi secara alami dalam metabolisme anaerob dari berbagai jenis bakteri, dan di mana-mana di lingkungan. Akibatnya, ada sebagian kecil uap metanol di atmosfer. Selama beberapa hari, uap metanol tersebut akan teroksidasi dengan bantuan sinar matahari menjadi karbon dioksida dan air.

Metanol terbakar di udara, membentuk karbon dioksida dan air:

2 CH3OH + 3 O2 → 2 CO2 + 4 H2O

Disebabkan sifat-sifatnya yang toksik, metanol seringkali digunakan sebagai aditif denaturan untuk etanol yang diproduksi untuk penggunaan industri—penambahan metanol ini berguna untuk membebaskan industri dari pajak cukai minuman keras . Metanol kadang juga disebut alkohol kayu karena pernah diproduksi terutama sebagai produk sampingan dari distilasi kayu.

Nama Sistematiknya Metanol; nama lainnya Hidroksimetana, Metil alkohol, Metil hidrat, Metil hidroksida, Alkohol metilat, Metilol, dan Alkohol kayu.

Adapun sifat-sifatnya adalah:

  • Rumus molekul: CH4O
  • Berat molekul: 32,04 gr mol−1
  • Penampilan: Cairan tidak berwarna
  • Densitas: 0,7918 gr cm−3
  • Titik leleh: –98 − -97 °C, 175-176 K, -144 − -143 °F
  • Titik didih: 65 °C, 338 K, 149 °F
  • Log P: -0,69
  • Tekanan uap: 13,02 kPa (pada 20 °C)
  • Keasaman, (pKa): 15,5
  • Viskositas: 5,9×10−4 Pa det (pada 20 °C)
  • Momen dipole: 1,69D
  • Bahaya: Indeks Uni Eropa (603-001-00-X); Klasifikasi Uni Eropa (terbakar, beracin); Titik nyala (11–12 °C); Suhu otoignisi (385 °C); Batas meledak (36%).

 Sejarah Penemuan

Dalam proses pengawetan mayat, orang Mesir kuno menggunakan campuran zat-zat, termasuk metanol, yang mereka peroleh dari pirolisis kayu. Namun, metanol murni  pertama kali berhasil diisolasi tahun 1661 oleh Robert Boyle, ketika ia menghasilkannya melalui distilasi buxus (kotak kayu). Ini kemudian dikenal sebagai “spiritus pirolitik” (pyrolitic spirit). Pada tahun 1834, ahli kimia Perancis Jean-Baptiste Dumas dan Eugene Peligot menentukan komposisi nya.

Mereka juga memperkenalkan kata “methylene” untuk kimia organik, yang membentuknya dari kata Junani methy = “wine” (aanggur) + hyle = wood (kayu) (bagian dari pohon), dengan kesalahan bahasa Yunani: “kayu (substansi)” yang dimaksudkan (xylon Yunani), dan komponen dalam urutan yang salah untuk bahasa Yunani. Istilah “methyl” berasal pada tahun 1840 melalui pembentukan-kembali dari “methilene“, dan kemudian digunakan untuk mendeskripsikan “methyl alcohol“. Ini kemudian disingkat menjadi “methanol” pada tahun 1892 oleh International Conference on Chemical Nomenclature (IUPAC). Akhiran-yl yang digunakan dalam kimia organik untuk membentuk nama-nama gugus karbon, disingkat dari kata “methyl“.

Pada 1923, ahli kimia Jerman Alwin Mittasch dan Mathias Pier,  bekerja untuk BASF, mengembangkan sarana untuk mengubah gas sintesis (campuran karbon monoksida, karbon dioksida, dan hidrogen) menjadi metanol. Sebuah paten diajukan 12 Januari 1926 (referensi no. 1569775). Proses ini menggunakan katalis kromium dan mangan oksida, dan sangat kuat diperlukan kondisi-tekanan berkisar 50-220 atm, dan suhu sampai 450 ° C. Produksi metanol modern telah dibuat lebih efisien dengan menggunakan katalis (biasanya tembaga) mampu beroperasi pada tekanan yang lebih rendah, metanol modern  tekanan rendah (LPM) dikembangkan oleh ICI pada akhir tahun 1960 dengan teknologi yang dimiliki sekarang oleh Johnson Matthey, yang merupakan lisensi terkemuka teknologi metanol.

Metanol merupakan salah satu komoditas kimia yang paling banyak diperdagangkan di dunia, dengan permintaan global diperkirakan sekitar 27-29 juta metrik ton. Dalam beberapa tahun terakhir, kapasitas produksi telah jauh berkembang, dengan pabrik baru di Amerika Selatan, China dan Timur Tengah, yang terakhir berdasarkan akses ke pasokan berlimpah gas metana. Meskipun kapasitas produksi papan nama (berbasis-batubara) di China telah tumbuh secara signifikan, tingkat operasi diperkirakan serendah 50 sampai 60%. Tidak ada kapasitas produksi baru dijadwalkan sampai dengan tahun 2015.

Aplikasi utama untuk metanol adalah produksi formaldehida (digunakan dalam konstruksi dan kayu asrama), asam asetat, MTBE (komponen bahan bakar dan pengganti dietil eter sangat mudah menguap) dan baru-baru ini untuk pembentukan metil ester dalam produksi bio-diesel. Di China, permintaan diperkirakan akan tumbuh dengan pesat, tidak hanya disebabkan oleh pasar internal yang berkembang dari aplikasi tradisional, tetapi dipercepat oleh aplikasi baru, seperti pencampuran langsung (dengan bensin), MetanolTo-olefin (misalnya propilena) dan DME. Metanol juga dapat digunakan untuk memproduksi bensin.

Penggunaan metanol sebagai bahan bakar mulai mendapat perhatian ketika krisis minyak tahun 1970-an karena ketersediaan, biaya rendah, dan manfaat terhadap lingkungan. Pada pertengahan 1990-an, lebih dari 20.000 metanol “kendaraan bahan bakar fleksibel” mampu beroperasi dengan metanol atau bensin diperkenalkan di Amerika Serikat. Selain itu, rendahnya tingkat metanol dicampur dalam bahan bakar bensin yang dijual di Eropa selama tahun 1980-an dan awal 1990-an .

Pembuat mobil berhenti membangun mobil FFV metanol sampai akhir tahun 1990-an, dan mengalihkan perhatian mereka ke kendaraan berbahan bakar etanol. Sedangkan program FFV metanol adalah sebuah keberhasilan teknis, meningkatnya harga metanol di pertengahan sampai akhir 1990-an selama periode merosotnya harga bensin pompa berkurang minat dalam bahan bakar metanol. Selain itu, metanol sangat korosif terhadap karet dan banyak polimer sintetis yang digunakan dalam industri otomotif, sedangkan etanol tidak.

Pada tahun 2006, para astronom menggunakan array MERLIN teleskop radio di Jodrell Bank Observatory menemukan awan metanol yang besar di ruang angkasa, 288 miliar mil.

Produksi

Dewasa ini, gas sintesis sangat biasa dihasilkan dari komponen metana dalam gas alam yang lebih baik dari batubara. Tiga proses dipraktekkan secara komersial. Pada tekanan sedang 4 Mpa (40 atm) dansuhu tinggi (± 850 °C), metana bereaksi dengan uap panas pada katalis nikel yang menghasilkan syngas menurut reaksi kimia:

CH4 + H2O → CO + 3 H2

Reaksi ini, biasanya disebut pembentukan metana-uap (steam-methane reforming (SMR), adalah endotermis, dan batas-batas penempatan keterbatasan perpindahan panas pada ukuran dan tekanan dalam reaktor katalitik yang digunakan. Metana juga dapat mengalami oksidasi parsial dengan molekul oksigen untuk menghasilkan gas sintesis, seperti persamaan berikut menunjukkan:

2 CH4 + O2 → 2 CO + 4 H2

Reaksi ini eksotermis, dan panas yang dilepaskan dapat digunakan in-situ untuk mengendalikan reaksi pembentukan metana. Bila dua proses ini digabungkan, mengacu pada pembentukkan-ulang autotermal. Perbandingan CO dan H2 dapat diatur sampai beberapa tingkat melalui reaksi pergantian air-gas:

H2O → CO2 + H2

Untuk menghasilkan stoikiometri yang sesuai untuk sintesis metanol.

Karbon monoksida dan hidrogen kemudian bereaksi pada katalis kedua yang menghasilkan metanol. Kini, katalis paling luas digunakan ialah campuran tembaga, seng oksida, dan alumina pertama kali digunakanoleh ICI pada 1966. Pada 5–10 MPa (50–100 atm) dan suhu 250 °C, katalis ini dapat mengkatalisis produksi metanol dari karbon monoksida dan hidrogen dengan selektivitas tinggi:

CO + 2 H2 → CH3OH

Perlu dicatat bahwa produksi gas sintesis dari metana menghasilkan tiga mol gas hidrogen untuk setiap mol karbon monoksida, sedangkan sintesis metanol hanya mengkonsumsi dua mol gas hidrogen per mol karbon monoksida. Salah satu cara mengatasi kelebihan hidrogen ini adalah dengan menginjeksikan karbon dioksida ke dalam reaktor sintesis metanol, dimana ia akan bereaksi membentuk metanol sesuai dengan persamaan:

CO2 + 3 H2 → CH3OH + H2O

Meskipun gas alam paling ekonomis dan digunakan secara luas sebagai bahan baku untuk produksi metanol, banyak bahan baku lain yang dapat digunakan untuk menghasilkan syngas melalui pembentukan-ulang uap panas. Batubara sangat meningkat digunakan sebagai bahan baku untuk produksi metanol, terutama di China. Selain itu, teknologi dewasa ini tersedia untuk gasifikasi biomassa yang digunakan untuk produksi metanol. Misalnya, biomassa kayu dapat digasifikasi menjadi gas air (suatu syngas kaya hidrogen), dengan memperkenalkan ledakan uap dalam tungku perapian (blast furnace). Gas-air / syngas kemudian dapat disintesis menjadi metanol menggunakan metode standar. Proses bersih adalah karbon netral, karena hasil-samping CO2 dibutuhkan untuk menghasilkan biomassa melalui fotosintesis.

2C16H23O11 + 19H2O + O2 → 42H2 + 21CO + 11CO2 → 21CH3OH + 11CO2

Indonesia kaya akan batu bara, maka seharusnya tidak ada krisis energi untuk bahan bakar kendaraan, bila penentu kebijakan berkomitmen untuk hal tersebut.***

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s