alcool izopropilic (2-propanol, propan-2-ol, izopropanol, dimetilkarbinol) CH3 CH (OH) CH3, - secundar alcool monohidric alifatic. Se referă la substanțele din clasa a III-a de pericol (substanțe moderat periculoase) după gradul de efect asupra corpului, are un efect narcotic. MPC la vapori de izopropanol în aer este de 10 mg / m. Otrăvirii alcool izopropilic se produce datorită inhalarea vaporilor care conține concentrație care depășește MPC, nu are proprietăți cumulative [2]. Consumul chiar și în doze mici cauzează intoxicații. Este utilizat pe scară largă ca solvent în industria și alcoolul tehnic în detergenții de sticlă. echipamente de birou etc.
Marfa izopropanol conține de la 91 până la 99,5% alcool. Condițiile tehnice pentru acest produs nu sunt stabilite, din cauza căruia produsul care intră în vânzare poate corespunde chiar unui amestec azeotrop cu apă. Gradul de puritate a alcoolului poate varia foarte mult, în funcție de modul în care este produs și de materiile prime folosite.
1. Deschiderea
Alcoolul izopropilic a fost descoperit în 1955 de către M. Berthelot în tratarea propilenei cu acid sulfuric concentrat și descompunerea produsului de reacție cu apă [3].
2. Proprietăți fizice
Presiunea de vapori a izopropanolului
Alcoolul izopropilic este solubil în apă. etanol. eter și cloroform. Se dizolvă etilceluloza, polivinil butiralul, multe uleiuri, alcaloizi. cauciuc și rășini naturale [4]. Insolubil în soluții de sare. Spre deosebire de etanol sau metanol. alcoolul izopropilic poate fi izolat din soluția apoasă prin adăugarea unei sări anorganice, în special a clorurii sau a sulfatului de sodiu [5].
Alcoolul izopropilic cu apă formează un azeotrop cu punct de fierbere de 80,37 ° C. C și un conținut de alcool de 87,7% în greutate. (91% în volum). Amestecul de apă-alcool este capabil să reducă temperatura de topire [5].
Pe măsură ce temperatura scade, crește viscozitatea izopropanolului. La o temperatură sub -70. Alcoolul izopropilic prin viscozitate seamănă cu un sirop de arțar.
3. Primirea
3.1. Să ajungi de la carbohidrați
În cantități mici, alcoolul izopropilic, alături de butanol, se obține prin fermentarea carbohidraților [6] [7] [8]
3.2. Hidratarea propilenei cu acid sulfuric în faza lichidă
Principalul mod de a obține izopropanol în industrie este prin hidratarea indirectă a propilenei cu acid sulfuric (CH3CHCH2 + H20).
Materia primă este de obicei un amestec de propan-propilenă al gazelor de cracare sau un amestec de propilen de gaze de piroliză din petrol. În acest proces, sunt posibile următoarele reacții chimice de reacție a propilenei cu acid sulfuric și apă.
Izopropilsulfatul reacționează cu propilena pentru a da sulfat de diizopropil:
Sulfatul de diizopropil reacționează cu apă pentru a forma din nou sulfat de izopropil și alcool izopropilic
În plus, alcoolul izopropilic reacționează cu diizopropilsulfat pentru a forma diizopropil eter și izopropilsulfat:
Imaginea spațială a moleculei de izopropanol
Numeroase studii privind hidratarea propilenei cu acid sulfuric au dus la apariția a două metode diferite:
- metoda acidă concentrată;
- metoda diluată cu acid.
3.2.1. Metoda concentrată a acidului
Absorbția se efectuează în contracurent într-o coloană de extracție cu 8 plăci sub o presiune de 8-10 kgf / cm în acid sulfuric 92% la 20 ° C. Pe fiecare placă există un strat de ulei de absorbție. După extracție, presiunea acidului sulfuric este redusă, uleiul de extracție este separat în bazin și apoi alimentat înapoi în coloană. Extractul conține circa 1,1-1,3 moli C 3 H 6 / mol H2SO4. Consumul de acid este
12 kg pe 10 l de alcool izopropilic 100%, consumul de propilenă - aproximativ 39 m (teoretic - 32 m?).
Temperatura pe tăvile individuale ale coloanei de extracție nu trebuie să depășească 20 ° C, în caz contrar sunt posibile pierderi semnificative de propilenă prin polimerizare.
Din decantor extrage aceasta intră în vasul de reacție plumb căptușit cu turbomishalkoyu unde este diluat cu apă pentru a da o soluție de 40%, timp de aproximativ 1 oră la 50 ° C După o ședere de 4 ore în mașină, fără amestecarea alcoolului și diizopropileter format abur extras. Vaporii de alcool și de eter sunt spălați cu soluție de hidroxid de sodiu 1%. După diluarea cu apă la o concentrație de 15%, condensatul este lăsat să stea timp de câteva zile pentru a separa polimerul. Când rectificarea este izolată pentru prima dată
2% din componente cu punct de fierbere ușor, în al doilea coloană, alcoolul izopropilic este concentrat la 91,3% amestec azeotropic, care se fierbe la 80,4 ° C. C. Randamentul alcoolului izopropilic este de 85-90% față de propilena de pornire.
Pentru amestec azeotrop anhidru de alcool izopropilic este deshidratat cu benzen sau diizopropileter, cel puțin - dietil eter. Produsul principal, care este în colecție este împărțit în 2 straturi, parțial a revenit la partea superioară a coloanei (stratul superior de alcool izopropilic și benzen), parțial alimentat în coloană la o concentrație (stratul inferior din alcool izopropilic apos) pentru regenerarea alcool izopropilic rezidual și benzen. Anhidru alcool izopropilic (> 99%) este distilat din fundul coloanei.
Toate părțile dispozitivelor care vin în contact cu acidul sulfuric diluat sunt fabricate din plumb. sau cupru. După spălare cu o soluție 1% de sodă caustică, oțelul este cel mai potrivit material pentru fabricarea containerelor, țevilor și coloanelor.
3.2.2. Metoda diluată a acidului
Reprezentarea schematică a moleculei de izopropanol
Prin metoda cu acid diluat, propilena este absorbită la o presiune de 25 kgf / cm la 65 ° C în acid sulfuric 70%. Sulfatul de diizopropil nu se formează, iar alcoolul izopropilic se obține imediat fără diluare suplimentară cu apă [11] [12].
Gaz rezidual este extras într-o coloană cu plăci de capăt cu acid sulfuric proaspăt 70%, care părăsește coloana de saponificare, până la un conținut rezidual de propilenă de 1%. Apoi, acidul sulfuric cu 0,2% propilenă trece prin coloana notariată. În coloana de stripare și în coloana de saponificare, se adaugă apă la un amestec de acid sulfuric și izopropilsulfat pentru a obține o soluție de 60% și izopropilsulfatul este uleios. 85% alcool izopropilic distilat. Se extrage 70% acid sulfuric din fundul coloanei, care poate fi utilizat imediat pentru următorul ciclu.
3.3. Hidratarea propilenei în faza gazoasă pe catalizatori
Metoda clasică de obținere a alcoolului izopropilic în faza lichidă are unele dezavantaje. Astfel, pierderile de aciditate sunt destul de semnificative, iar costurile regenerării sale sunt semnificative. În plus, coroziunea echipamentului provoacă mari dificultăți. Prin urmare, s-au efectuat numeroase experimente privind adăugarea directă de apă la olefine pe un pat de catalizator fix. Ca rezultat, a fost elaborată o metodă de hidratare a etilenei cu utilizarea acidului fosforic pe zeolit (kieselguhr).
Reacția conversiei directe a olefinelor în alcool este echilibrată, reacția continuă la o temperatură scăzută. presiune înaltă și raport înalt de vapori: olefine.
Din numeroșii catalizatori posibili pentru hidratarea directă a olefinelor pentru uz industrial, numai două [
3.4. Metode de laborator
Alcoolul izopropilic poate fi obținut prin hidratarea catalitică a propilenei în prezența acidului sulfuric. Randamentul maxim al alcoolului (67%) a fost obținut folosind acid sulfuric 99% la 15 ° C. Cu 100 ° C și utilizând acid 85%, chiar cantități mici de propilenă sunt insuficient absorbite [13].
Hidratarea propilenei este posibilă și cu oxidul de tungsten. În această metodă se observă un randament ridicat de alcool și se formează o cantitate mai mică de polimeri. decât în cel precedent. În acele cazuri în care catalizatorii sunt tabletați la o presiune de 104 kg / cm, conversia la 250 ° C este de 16%. Dacă s-a efectuat tabletarea la o presiune de 5 10 3 kg / cm, conversia la această temperatură a fost de numai 10% [14].
3.5. Purificarea alcoolului obținut
Se purifică alcoolul izopropilic obținut din astfel de olefine. ca propilenă, tratându-l mai întâi cu o soluție apoasă de sodă caustică. și apoi supus unei distilații multiple. Înainte de ultima distilare, alcoolul este stabilizat și scapă de mirosul străin. adăugând o cantitate mică de clorură de cupru (0,5% sau mai puțin) [15].
Produsul comercial este purificat prin drenarea acestuia pe banda de magneziu și supunerea acestuia la o distilare fracționată într-o coloană Dafton de 180 cm înălțime. Fracția cea mai pură se fierbe la 82,33 - 82,39. Din [17].
O altă metodă de purificare a alcoolului izopropilic este de a-l deshidrata mai întâi peste clorura de calciu. și apoi peste oxid de bariu. După aceasta, este supus unei distilații fracționate minuțioase de trei ori [18].
Alcoolul izopropilic "absolut" poate fi obținut prin distilare într-o coloană eficientă pe vară proaspătă. Fracțiunea se fierbe la 82-82,4 ° C. C, se colectează și se agită timp de 2 zile cu sulfat de cupru anhidru. după care se distilează de mai multe ori până se atinge un punct de fierbere constant. Alcoolul obținut în acest mod conține mai puțin de 0,10% apă [19].
O altă metodă de obținere a izopropanolului pur este să-l usucă pe magneziu și să distileze peste acidul sulfanilic [20].
Există, de asemenea, o metodă rapidă de obținere a alcoolului izopropilic anhidru. Produs 91% alcool etilic a fost agitat cu soluție de hidroxid de sodiu apos (luată într-o cantitate de 10% alcool în greutate) și apoi separat din soluția apoasă, agitată din nou cu mai multă soluție de hidroxid de sodiu și dekantuyut distilată. Dacă produsul astfel obținut este amestecat cu 8 volume de disulfură de carbon. xilen sau eter de petrol. atunci nu va exista nici o ușoară turbiditate [21].
Soluția apoasă de alcool izopropilic poate fi concentrată prin agitare cu clorură de sodiu. Stratul superior conține aproximativ 87% propanol-2 și 2-3% clorură de sodiu. Distilarea dă un amestec azeotropic de 91%.
4. Proprietăți chimice
Alcoolul izopropilic este oxidat la cetona corespunzătoare, acetonă. Agentul de oxidare în acest procedeu poate fi acid cromic.
5. Aplicație
Flaconul de izopropanol pentru uz casnic, achiziționat la o farmacie
Cantitatea principală de alcool izopropilic este utilizată pentru a produce acetonă. Cu toate acestea, acesta este în scădere din cauza concurenței grave a metodei cumene de producere a acetonului.
Alcoolul izopropilic este distribuit ca solvent pentru grăsimi. rășini naturale și sintetice, nitro-acizi (în combinație cu alți solvenți), alcaloizi. proteine. clorofila și alte substanțe. Este, de asemenea, utilizat ca o componentă a detergenților (săpun lichid).
Odata cu sinteza alcoolului izopropilic acetonă este utilizat pentru sinteza diferitelor esteri (de exemplu, acetat de izopropil - lacuri solvent) pentru introducerea grupării izopropil la celălalt compus (timol, izopropilfenol). Xantatul de alcool izopropilic este un agent important de flotație. Izopropilatul de aluminiu este utilizat pentru reducerea aldehidelor prin metoda Meerwein-Ponndorf.
Alcoolul izopropilic înlocuiește etilul în multe preparate cosmetice și farmaceutice. Dar este potrivit numai pentru utilizare externă, de exemplu dezinfecție. Utilizarea sa în cazul medicamentelor și al produselor alimentare este interzisă.
În cantități mari, alcoolul izopropilic este utilizat pentru a îmbunătăți calitatea combustibilului. În motorul carburatorului la o temperatură cuprinsă între -8 și +13. C și umiditatea relativă a aerului de 60-100% poate cauza înghețarea, ceea ce face dificilă pornirea și oprirea motorului. Pentru a elimina acest fenomen nedorit, este suficient să adăugați la benzină 1,5-3% alcool izopropilic.
Alcoolul izopropilic este utilizat pentru a împiedica apariția glazurii aripilor și a elicelor de aeronavă. și un amestec de etilenglicol și alcool izopropilic elimină glazura pistelor de pornire și a pistelor de pe aerodromuri.
6. Toxicologie
Iritant pentru ochi și pentru sistemul respirator. cu o scurtă expunere la concentrații mari de vapori, cauzează o durere de cap. Pot suprima sistemul nervos central. Efectul este mult mai mare decât MPC. poate provoca o sincopă. Isopropanolul, atunci când este ingerat, este metabolizat în ficat prin acțiunea alcool dehidrogenazei în acetonă. ceea ce duce la efectul său toxic. Dozele mici de izopropanol, de regulă, nu cauzează tulburări semnificative. Efectele toxice grave asupra unui adult sănătos cu administrare orală pot fi realizate deja în doze de aproximativ 50 ml sau mai mult.
Concentrația maximă admisă de izopropanol în aer este de 10 miligrame pe metru cub.
Isopropanolul diferă semnificativ din punct de vedere organoleptic față de etanol și nu poate fi confundat în mod eronat cu cel din urmă. Are un altul decât etanolul, mirosul "dur". În cazul utilizării, provoacă intoxicație, similar cu alcoolul. Rata de oxidare a alcoolului isopropilic în corpul uman este, în medie, de 2 până la 2,5 ori mai mică decât în etanol, astfel încât izopropanolul în stare de ebrietate este foarte stabil. Utilizarea frecventă la isopropanol dezvoltă rapid intoleranță și, în unele cazuri, hipersensibilitate și alergie.
Nu există otrăviri fatale cu izopropanol, deoarece o persoană intră într-o transă alcoolică mult mai devreme decât poate lua în mod independent o doză letală de izopropanol.
notițe
Acest text poate conține erori.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: