67-63-0 / 異丙醇生產(chǎn)技術(shù)淺析

異丙醇是世界上最早生產(chǎn)的石油化工產(chǎn)品之一，是一種重要的有機(jī)化工原料和性能優(yōu)良的有機(jī)溶劑，用途非常廣泛。倘若提出一項(xiàng)以異丙醇作為產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)任務(wù)，對(duì)于化工設(shè)計(jì)學(xué)子來說應(yīng)該是一項(xiàng)很有意義的課題。

異丙醇簡(jiǎn)介

異丙醇（Iso-Propyl Alcohol，IPA），是一種有機(jī)化合物，正丙醇的同分異構(gòu)體，別名二甲基甲醇、2-丙醇，行業(yè)中也作IPA。無色透明液體，有似乙醇和丙酮混合物的氣味，能與醇、醚、氯仿和水混溶，能溶解生物堿、橡膠、蟲膠、松香、合成樹脂等多種有機(jī)物和某些無機(jī)物，與水形成共沸物，不溶于鹽溶液。常溫下可引火燃燒，其蒸汽與空氣混合易形成爆炸混合物。

用途

異丙醇用途非常廣泛，主要在油墨和涂料等領(lǐng)域中作為有機(jī)溶劑，在醫(yī)藥、有機(jī)化工原料及電子工業(yè)等方面也有重要應(yīng)用。作為化工原料，可生產(chǎn)丙酮、過氧化氫、甲基異丁基酮、二異丁基酮、異丙胺、異丙醚、異丙基氯化物，以及脂肪酸異丙酯和氯代脂肪酸異丙酯等。在精細(xì)化工方面，可用于生產(chǎn)硝酸異丙酯，黃原酸異丙酯、亞磷酸三異丙酯、異丙醇鋁以及醫(yī)藥和農(nóng)藥等，也可用于生產(chǎn)二異丙酮、醋酸異丙酯和麝香草酚以及汽油添加劑。

作為溶劑是工業(yè)上比較廉價(jià)的溶劑，用途廣，能和水自由混合，對(duì)親油性物質(zhì)的溶解力比乙醇強(qiáng)，可以作為硝基纖維素、橡膠、涂料、蟲膠、生物堿等的溶劑。可用于生產(chǎn)涂料、油墨、萃取劑、氣溶膠劑等。還可用作防凍劑、清潔劑、調(diào)和汽油的添加劑、顏料生產(chǎn)的分散劑、印染工業(yè)的固定劑、玻璃和透明塑料的防霧劑等。用作膠黏劑的稀釋劑，還用于防凍劑、脫水劑等。

在電子工業(yè)中，可用作清洗去油劑。油脂行業(yè)中，棉籽油的萃取劑，也可用于動(dòng)物源性組織膜的脫脂。

供需現(xiàn)狀

我國異丙醇市場(chǎng)的需求量正在穩(wěn)步逐年増加，但異丙醇的供應(yīng)增長(zhǎng)卻明顯落后于市場(chǎng)需求。我國是異丙醇進(jìn)口大國，從上世紀(jì)60年代才開始異丙醇工業(yè)化研究，1977年中石油錦州石化公司建立年產(chǎn)2萬噸異丙醇裝置，后續(xù)全國產(chǎn)能才逐步擴(kuò)大。長(zhǎng)期以來，我國均需要從國外大量進(jìn)口。在未來的很長(zhǎng)一段時(shí)間中，異丙醇市場(chǎng)供需矛盾必將更為突出。

生產(chǎn)工藝

異丙醇最初的生產(chǎn)工藝大家可能有些意外：由糧食進(jìn)行生物發(fā)酵得到丙酮，后續(xù)經(jīng)過加氫反應(yīng)生產(chǎn)異丙醇產(chǎn)品。這種原始工藝耗費(fèi)了大量?jī)?yōu)質(zhì)糧食，不出意料被歷史進(jìn)程所淘汰。

目前，世界上工業(yè)化生產(chǎn)異丙醇的方法主要可分為丙烯間接水合法和丙烯直接水合法。近幾年來丙酮原料市場(chǎng)生產(chǎn)產(chǎn)能過剩，從而出現(xiàn)了以丙酮為原料，通過催化加氫生產(chǎn)異丙醇的工藝，此外還有一些通過直接氧化等方法生產(chǎn)異丙醇的方法和報(bào)道。

丙烯直接水合法

丙烯直接水合法是目前工業(yè)上主要的生產(chǎn)方法。它是在有催化劑的條件下，由高純度的丙烯和水直接水合生成異丙醇，同時(shí)也有副產(chǎn)物正丙醇。

丙烯直接水合法制異丙醇主要又包括3種方法：氣相直接水合法，液相直接水合法和氣-液混相水合法，這三種方法也是目前世界上用的最多的生產(chǎn)方法。其中氣相直接水合法是以磷酸/硅藻土為催化劑的德國維巴公司開發(fā)的維巴法為代表，液相直接水合法以鎢系多陰離子的水溶液（如硅鎢酸)為催化劑的日本德山曹達(dá)公司溶液催化法為代表，氣-液混相法以氧化鎢/硅膠為催化劑的美國德士古德國分公司的離子交換樹脂法為代表。

（丙烯直接水合法-維巴法流程）

（丙烯直接水合法-德山曹達(dá)法流程）

（丙烯直接水合法-德士古法流程）

丙烯間接水合法

丙烯間接水合法又名丙烯硫酸水合法, 是將丙烯溶解在硫酸溶液中發(fā)生酯化反應(yīng)生成硫酸氫異丙酯和硫酸二異丙酯, 再經(jīng)水解制得粗異丙醇, 最后經(jīng)精制得高純度的異丙醇產(chǎn)品。水解所得的稀硫酸, 經(jīng)濃縮并除去固體或膠狀物后可回收利用。

流程復(fù)雜,，選擇性較低,，水解酯類和硫酸再生需要消耗大量的蒸汽,，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，廢水和廢氣處理較為困難，對(duì)環(huán)境有一定的污染，且原料消耗和生產(chǎn)成本較高，使其發(fā)展受到一定的限制。20 世紀(jì)80年代后該法被逐漸淘汰。

（丙烯間接水合法流程）

丙酮加氫法

作為最初糧食發(fā)酵生產(chǎn)異丙醇產(chǎn)品的中間體--丙酮，其產(chǎn)能近年來逐步攀升，因此丙酮加氫法制取異丙醇的技術(shù)又重回工業(yè)人員視線。

相比于硫酸間接水合法來說, 丙酮加氫法對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的腐蝕程度較低。丙酮加氫法采用銅或鋅氧化物為載體催化劑或鎳基催化劑, 在70-200℃、常壓條件下, 丙酮加氫生成異丙醇。該法選擇性較高, 丙酮轉(zhuǎn)化率可達(dá)90%。但丙酮原材料價(jià)格昂貴，生產(chǎn)支出成本較高，經(jīng)濟(jì)利益單薄使丙酮加氫法難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)擴(kuò)建。

寫在最后

除此之外，丙烷氧化、酯交換法、酶催化、酯類加氫等方法生產(chǎn)異丙醇近些年來發(fā)展迅速，雖然目前沒有在工業(yè)上被廣泛應(yīng)用，但是由于經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)、原子經(jīng)濟(jì)性好、操作簡(jiǎn)單、能耗低等優(yōu)點(diǎn)逐漸被人們重視，尤其在目前很多原料產(chǎn)能過剩的基礎(chǔ)上，開辟新工藝生產(chǎn)異丙醇有著廣闊的前景。

以上就是本期異丙醇生產(chǎn)工藝介紹的內(nèi)容了，相信除了推文所述，異丙醇生產(chǎn)過程中尚有不少未曾大規(guī)模工業(yè)化的特有技術(shù)，正等待同學(xué)們發(fā)掘。

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