Hoe wordt isopropylalcohol industrieel gemaakt?
Isopropylalcohol (IPA, isopropanol, 2-propanol, CAS 67-63-0) wordt industrieel geproduceerd via twee hoofdroutes: hydratatie van propeen en hydrogenering van aceton.
1. Hydratatie van propeen
Bij het indirecte (zwavelzuur) proces reageert propeen uit aardolieraffinage of stoomkraken met geconcentreerd zwavelzuur om isopropylwaterstofsulfaat te vormen, dat vervolgens wordt gehydrolyseerd tot isopropanol terwijl het zuur wordt teruggewonnen en gerecycled. Bij het directe hydratatieproces reageren propeen en waterdamp via een vaste fosforzuur- of wolfraamoxidekatalysator bij hoge temperatuur (ongeveer 200 C) en verhoogde druk, waardoor een hogere selectiviteit ontstaat met minder corrosie- en afvalzuurproblemen. Directe hydratatie is tegenwoordig de dominante commerciële route.
2. Hydrogenering van aceton
Aceton wordt bij gematigde temperatuur en druk katalytisch gehydrogeneerd over een nikkel- of koperkatalysator om isopropanol te produceren. Deze route is aantrekkelijk als aceton beschikbaar is als bijproduct-, bijvoorbeeld uit het cumeenproces voor fenol, of uit steenkool-de chemische acetonproductie.
Ruwe IPA wordt gezuiverd door destillatie. Omdat isopropanol en water een azeotroop vormen, worden extra scheidingsstappen (azeotrope of extractieve destillatie) gebruikt om watervrije kwaliteiten met een hoge-zuiverheid te bereiken.
Belangrijkste eigenschappen
| Eigendom | Waarde |
|---|---|
| CAS-nummer | 67-63-0 |
| Moleculaire formule | C3H8O / (CH3)2CHOH |
| Moleculair gewicht | 60,10 g/mol |
| Verschijning | Heldere, kleurloze vloeistof |
| Kookpunt | 82.5 C |
| Smeltpunt | -89.5 C |
| Vlampunt | 11,7 C (gesloten beker) |
| Dichtheid (20 C) | 0,786 g/cm3 |
| VN-nummer | 1219, Klasse 3, PG II |
Belangrijkste kwaliteiten en toepassingen
Industrieel oplosmiddel: lost oliën, gommen, schellak en harsen op voor inkten, coatings en reinigingsproducten.
Desinfectiemiddel en antiseptisch: 60-90% waterige oplossingen worden veel gebruikt voor handdesinfecterende middelen en oppervlaktedesinfectie.
Elektronica: IPA met hoge-zuiverheid reinigt printplaten, wafers en optische componenten.
Farmaceutische producten en cosmetica: extractiemiddel, drager van hulpstoffen en ingrediënt in producten voor persoonlijke verzorging.
Automobiel: brandstofsysteemontdooier en antivriesadditief.
Veiligheid en bediening
IPA is een licht ontvlambare vloeistof (GHS Flam. Liq. 2, H225) met een laag vlampunt; dampen kunnen met lucht explosieve mengsels vormen. Houd containers gesloten en geaard, en bewaar ze uit de buurt van ontstekingsbronnen en sterke oxidatiemiddelen. Zorg voor voldoende ventilatie en draag een spatbril en chemicaliënbestendige handschoenen-. IPA heeft een lage acute toxiciteit, maar inademing van hoge dampconcentraties kan slaperigheid en irritatie van de ogen en luchtwegen veroorzaken.
Veelgestelde vragen
Vraag: Hoe wordt isopropylalcohol vervaardigd?
Hoofdzakelijk door hydratatie van propeen (indirect zwavelzuurproces of directe katalytische hydratatie) en door katalytische hydrogenering van aceton.
Vraag: Wat is het verschil tussen de indirecte en directe hydratatieprocessen?
Bij het indirecte proces wordt propeen met geconcentreerd zwavelzuur omgezet tot isopropylwaterstofsulfaat, dat vervolgens wordt gehydrolyseerd tot isopropanol, waarbij het zuur wordt teruggewonnen en gerecycled; het directe proces laat propeen reageren met waterdamp via een vaste fosforzuur- of wolfraamoxidekatalysator bij ongeveer 200 ° C en verhoogde druk, wat een hogere selectiviteit oplevert met minder corrosie en afvalzuur. Directe hydratatie is tegenwoordig de dominante commerciële route.
Vraag: Waarom vereist watervrije IPA een speciale destillatie?
Isopropanol en water vormen een minimaal-kokende azeotroop met een gewichtspercentage van ongeveer 87,7% isopropanol, dus gewone destillatie kan het resterende water niet verwijderen; azeotrope of extractieve destillatie met een meesleeper wordt gebruikt om watervrije soorten met een hoge-zuiverheid te produceren.
Vraag: Waar wordt IPA voor elektronische-kwaliteit voor gebruikt?
Hoog-zuivere elektronische- IPA (doorgaans 99,9% of hoger met zeer lage metaalionen, deeltjes en vocht) wordt gebruikt voor het reinigen van printplaten, wafers en optische componenten, waarbij het snel verdampt zonder residu achter te laten.
Vraag: Is isopropylalcohol mengbaar met water?
Ja, IPA is volledig mengbaar met water in alle verhoudingen. Daarom worden gewoonlijk 60-90% waterige oplossingen bereid voor handdesinfecterende middelen, oppervlaktedesinfectie en reiniging.
Vraag: Hoe wordt isopropylalcohol geclassificeerd voor transport?
IPA wordt verzonden als UN 1219, klasse 3 brandbare vloeistof, verpakkingsgroep II; containers moeten gesloten en geaard worden gehouden en uit de buurt van ontstekingsbronnen en sterke oxidatiemiddelen worden bewaard.