Kuinka valmistaa isopropyylialkoholia

Isopropyylialkoholi, joka tunnetaan myös nimellä isopropanoli, on väritön, syttyvä orgaaninen yhdiste, jolla on molekyylikaava C3H8O. Tällä nestemäisellä aineella on tyypillinen alkoholimainen haju ja se sekoittuu hyvin useimpiin liuottimiin, mukaan lukien vesi. Isopropyylialkoholi on suhteellisen myrkytön ja sitä käytetään moniin tarkoituksiin, erityisesti liuottimena ja puhdistusaineena. Vaikka sitä käytetään paremmin teollisuudessa, useimmat ihmiset tietävät isopropyylialkoholin olevan "alkoholin hankaus". joka on isopropyylialkoholin ja veden seos ja jota löytyy monista apteekeista ja ruokakaupoista myymälöissä.

Isopropyylialkoholi on yksi eniten käytettyjä liuottimia maailmassa, ja sillä on myös rooli kemiallisena välituotteena. Isopropyylialkoholin maailmanlaajuinen tuotantokapasiteetti oli 2 153 tuhatta tonnia vuonna 2003, ja noin 74 prosenttia maailman kapasiteetista keskittyi Länsi-Eurooppaan, Japaniin ja Yhdysvaltoihin. Isopropyylialkoholia voidaan tuottaa kolmella eri menetelmällä. Nämä ovat propeenin epäsuora hydraatio, propeenin suora hydraatio ja asetonin katalyyttinen hydraus.

Propyleeni on orgaaninen kaasu, joka on maakaasun käsittelyn sivutuote. Propeenin välillinen hydraatio oli ainoa menetelmä, jota käytettiin isopropyylialkoholin tuottamiseen maailmanlaajuisesti, kunnes ensimmäinen kaupallinen suoranesteytysprosessi otettiin käyttöön vuonna 1951. Epäsuoraa nesteytystä kutsutaan myös rikkihappoprosessiksi, koska se vaatii reaktion rikkihapon kanssa. Tämä on kaksivaiheinen prosessi: reaktio propeenin ja rikkihapon välillä monoisopropyylin ja di-isopropyylisulfaatit, mitä seuraa reaktio veden kanssa, joka hydrolysoi nämä välituotteet isopropyyliksi alkoholia.

Propeenin suora hydraatio on uudempi valmistusprosessi ja se on vain yksivaiheinen reaktio. Suorassa nesteytyksessä käytetään kiinteitä tai kantajalla olevia happamia katalyyttejä propeenin ja veden reagoimisessa korkeassa lämpötilassa paineita, jolloin saadaan isopropyylialkoholin ja veden seos, joka voidaan sitten erottaa tislaamalla. Suora nesteytys on vähemmän syövyttävää kuin epäsuora nesteytys, mutta suora menetelmä vaatii erittäin puhdasta propeenia toisin kuin heikkolaatuinen propeeni, jota voidaan käyttää epäsuorassa prosessissa.

Asetoni on orgaaninen neste, joka liittyy läheisesti isopropyylialkoholiin. Isopropyylialkoholin hapettuminen tuottaa asetonia, ja vastaavasti asetonin pelkistys katalyyttisen hydrauksen avulla tuottaisi isopropyylialkoholia. Katalyyttinen hydraus suoritetaan saattamalla asetoni reagoimaan vetykaasun kanssa korkeassa paineessa ja metallikatalyyttien, kuten Raney-nikkelin, palladiumin ja ruteniumin läsnä ollessa. Asetonin katalyyttinen pelkistys isopropyylialkoholin tuottamiseksi on erityisen hyödyllistä, kun prosessi on kytketty sellaiseen, joka tuottaa ylimäärän asetonia.