วิธีทำไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์

ไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์หรือที่เรียกว่าไอโซโพรพานอลเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่ไม่มีสีและติดไฟได้โดยมีสูตรโมเลกุล C3H8O สารเหลวนี้มีกลิ่นคล้ายแอลกอฮอล์และผสมได้ดีกับตัวทำละลายส่วนใหญ่ รวมทั้งน้ำ ไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์ค่อนข้างไม่เป็นพิษและถูกนำไปใช้เพื่อวัตถุประสงค์ที่หลากหลาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในฐานะตัวทำละลายและเป็นสารทำความสะอาด แม้ว่าจะมีการใช้ในอุตสาหกรรมมากกว่า แต่คนส่วนใหญ่รู้จักไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์ว่าเป็น “แอลกอฮอล์ถู” ซึ่งเป็นส่วนผสมของไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์และน้ำ สามารถหาซื้อได้ตามร้านขายยาและของชำมากมาย ร้านค้า

ไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์เป็นหนึ่งในตัวทำละลายที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดในโลกและยังมีบทบาทเป็นสารเคมีขั้นกลางอีกด้วย กำลังการผลิตไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์ทั่วโลกอยู่ที่ 2,153,000 เมตริกตันในปี 2546 โดยประมาณ 74% ของกำลังการผลิตทั่วโลกกระจุกตัวอยู่ในยุโรปตะวันตก ญี่ปุ่น และสหรัฐอเมริกา ไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์สามารถผลิตได้สามวิธี เหล่านี้เป็นการให้น้ำทางอ้อมของโพรพิลีน การให้น้ำโดยตรงของโพรพิลีน และตัวเร่งปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชันของอะซิโตน

โพรพิลีนเป็นก๊าซอินทรีย์ที่เป็นผลพลอยได้จากการแปรรูปก๊าซธรรมชาติ การให้น้ำทางอ้อมของโพรพิลีนเป็นวิธีเดียวที่ใช้ในการผลิตไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์ทั่วโลก จนกระทั่งมีการนำกระบวนการให้น้ำโดยตรงในเชิงพาณิชย์ครั้งแรกในปี พ.ศ. 2494 การให้น้ำทางอ้อมเรียกอีกอย่างว่ากระบวนการกรดซัลฟิวริกเนื่องจากต้องทำปฏิกิริยากับกรดซัลฟิวริก นี่เป็นกระบวนการสองขั้นตอน: ปฏิกิริยาระหว่างโพรพิลีนและกรดซัลฟิวริกเพื่อผลิตโมโนไอโซโพรพิลและ ไดไอโซโพรพิลซัลเฟตตามด้วยปฏิกิริยากับน้ำที่ไฮโดรไลซ์ตัวกลางเหล่านี้เป็นไอโซโพรพิล แอลกอฮอล์

การให้น้ำโพรพิลีนโดยตรงเป็นกระบวนการผลิตที่ใหม่กว่าและเป็นเพียงปฏิกิริยาขั้นตอนเดียว ในการให้ความชุ่มชื้นโดยตรง ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นกรดหรือที่เป็นของแข็งจะถูกใช้เมื่อทำปฏิกิริยากับโพรพิลีนและน้ำที่ระดับสูง ความดันทำให้เกิดส่วนผสมของไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์และน้ำที่สามารถแยกออกได้โดยใช้การกลั่น การให้น้ำโดยตรงมีฤทธิ์กัดกร่อนน้อยกว่าการให้น้ำทางอ้อม แต่วิธีการโดยตรงนั้นต้องใช้โพรพิลีนที่มีความบริสุทธิ์สูง ตรงกันข้ามกับโพรพิลีนคุณภาพต่ำที่สามารถใช้ในกระบวนการทางอ้อมได้

อะซิโตนเป็นของเหลวอินทรีย์ที่เกี่ยวข้องกับไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์อย่างใกล้ชิด การเกิดออกซิเดชันของไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์ทำให้เกิดอะซิโตน และในทำนองเดียวกัน การลดลงของอะซิโตนผ่านตัวเร่งปฏิกิริยาไฮโดรเจนจะทำให้เกิดไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์ เร่งปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชันทำได้โดยการทำปฏิกิริยาอะซิโตนกับก๊าซไฮโดรเจนภายใต้ความดันสูงและต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะ เช่น นิเกิลรานีย์ แพลเลเดียม และรูทีเนียม การลดตัวเร่งปฏิกิริยาของอะซิโตนสำหรับการผลิตไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์มีประโยชน์อย่างยิ่งเมื่อกระบวนการนี้ควบคู่ไปกับกระบวนการที่ผลิตอะซิโตนส่วนเกิน