概述
(CH3)2CHOH具有特殊醇味的無色液體,是一種良好溶劑和化工原料,用於塗料、醫藥、農藥、化妝品等工業,也用於生產丙酮、異丙酯、異丙胺(莠去津的原料)。是石油化工發展史上從石油原料製得的第一個化工產品。1855年,法國人M.貝特洛首先報導用丙烯和硫酸經水合製得異丙醇,稱間接水合法。1919年,美國人C.埃利斯對此進行了工業開發。1920年底,美國新澤西標準油公司採用埃利斯法建立了生產裝置,正式投入生產。1951年,英國卜內門化學工業公司開始用丙烯直接水合法生產異丙醇。其後,各國相繼採用此法並作了改進。
間接水合法 丙烯與硫酸反應先生成硫酸氫異丙酯,後者經水解而成異丙醇,反應式為:
CH3CH=CH2+H2SO4─→(CH3)2CHOSO3H
(CH3)2CHOSO3H+H2O─→(CH3)2CHOH+H2SO4
所用硫酸濃度一般大於60%(質量),反應在2~2.8MPa和60~65°C下進行;水解在稍加壓和30°C以下進行。
直接水合法
丙烯和水在催化劑存在下加溫、加壓進行水合反應,生成異丙醇,選擇性為96%。反應式為:
CH3CH=CH2+H2O─→(CH3)2CHOH
使用的催化劑有鎢化合物、磷酸和離子交換樹脂等,較多使用的是有載體的磷酸催化劑,工藝條件為2~6MPa、240~260°C。與間接法相比,此法不存在硫酸腐蝕和稀酸濃縮等問題,因而在工業生產上占主要地位。異丙醇是一種廣泛套用於許多行業的溶劑。事實上,它是世界上最常用的溶劑。除了套用於油漆和印刷業以外,它的作用還包括作為工業套用的化學中間體。
異丙醇是透明和無色液體,是易燃化學品,而且性質非常不穩定。它可以發出類似混合乙醇和丙酮的輕微氣味。它不能溶解於鹽溶液,但可以和水,丙酮,苯,乙醚,氯仿以及其他酒精混合。
理化性質
氣味:似乙醇的氣味。
1.相對蒸汽密度(g/mL,空氣=1):2.1
2.折射率(n20ºC):1.3772
3.黏度(mPa·s,20ºC):2.431
4.燃點(ºC):460
5.蒸發熱(KJ/mol,b.p.):40.06
6.熔化熱(KJ/kg):88.26
7.燃燒熱(KJ/mol):-318.78
8.生成熱(KJ/mol):2005.1
9.比熱容(KJ/(kg·K),20ºC,定壓):2.55
10.臨界溫度(ºC):234.9
11.臨界壓力(MPa):4.764
12.電導率(S/m):35.1×10-7
13.熱導率(W/(m·K),20ºC):15.49
14.蒸氣壓(kPa,20ºC):4.32
15.爆炸下限(%,V/V):2.02
16.爆炸上限(%,V/V):7.99
17.體膨脹係數(K-1,20ºC):0.00107
18.溶解性:能與醇、醚、氯仿和水混溶。能溶解生物鹼、橡膠、蟲膠、松香、合成樹脂等多種有機物和某些無機物,與水形成共沸物,不溶於鹽溶液。
19.常溫折射率(n25):1.3752
20.臨界密度(g·cm-3):0.271
21.臨界體積(cm3·mol-1):222
22.臨界壓縮因子:0.250
22.偏心因子:0.669
23.Lennard-Jones參數(A):15.20
24.Lennard-Jones參數(K):135.4
25.溶度參數(J·cm-3)0.5:23.575
26.vanderWaals面積(cm2·mol-1):6.270×109
27.vanderWaals體積(cm3·mol-1):42.160
28.氣相標準燃燒熱(焓)(kJ·mol-1):2051.42
29.氣相標準聲稱熱(焓)(kJ·mol-1):-272.42
30.氣相標準熵(J·mol-1·K-1):309.20
31.氣相標準生成自由能(kJ·mol-1):-173.6
32.氣相標準熱熔(J·mol-1·K-1):89.32
33.液相標準燃燒熱(焓)(kJ·mol-1):-2005.98
34.液相標準生成熱(焓)(kJ·mol-1):-317.86
35.液相標準熵(J·mol-1·K-1):180.58
36.液相標準生成自由能(kJ·mol-1):-180.29
37.液相標準熱熔(J·mol-1·K-1):154.4
38.自燃溫度(ºC):455.6
常溫下可引火燃燒,其蒸汽與空氣混合易形成爆炸混合物。該品低毒,操作人員應穿戴防護用具。異丙醇容易產生過氧化物,使用前有時需作鑑定。方法是:取0.5mL異丙醇,加入1mL10%碘化鉀溶液和0.5mL
1:5的稀鹽酸及幾滴澱粉溶液,振搖1分鐘,若顯藍色或藍黑色即證明有過氧化物。和乙醇、丙醇相似,但有仲醇的特性。易燃低毒物質。蒸氣的毒性為乙醇的二倍,內服時的毒性則相反。高濃度蒸氣具有明顯麻醉作用,對眼、呼吸道的黏膜有刺激作用,能損傷視網膜及視神經。大鼠經口LD505.47g/kg。空氣中最高容許濃度980mg/m3。操作人員應戴防毒面具。濃度高時應戴氣密式防護眼鏡。密閉設備及管路;實行局部或全面通風。食入或吸入大量的蒸汽可引起面紅、頭疼、精神抑鬱、噁心、昏迷等。存在於煙氣中。
主要用途
異丙醇是重要的化工產品和原料,用於製藥、萃取劑、防凍劑、化妝品、塑膠、香料、塗料等。
用作油井水基壓裂液的消泡劑,空氣形成爆炸性混合物,遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。與氧化劑能發生強烈反應。其蒸氣比空氣重,能在較低處擴散到相當遠的地方,遇火源引著回燃。若遇高熱,容器內壓增大,有開裂和爆炸的危險。
基礎數據
分子結構數據
1.摩爾折射率:17.44
2.摩爾體積(m3/mol):75.9
3.等張比容(90.2K):165.6
4.表面張力(dyne/cm):22.6
5.極化率(10-24cm3):6.91
計算化學數據
1.疏水參數計算參考值(XlogP):0.3
2.氫鍵供體數量:1
3.氫鍵受體數量:1
4.可鏇轉化學鍵數量:0
5.拓撲分子極性表面積(TPSA):20.2
6.重原子數量:4
7.表面電荷:0
8.複雜度:10.8
9.同位素原子數量:0
10.確定原子立構中心數量:0
11.不確定原子立構中心數量:0
12.確定化學鍵立構中心數量:0
13.不確定化學鍵立構中心數量:0
14.共價鍵單元數量:1
製備方法
1.2-丙醇可用發酵的方法生產,生產1t2-丙醇需消耗16t糧食。工業上採用丙烯水合法,較早採用硫酸水合法(又稱間接水合法);1951年英國卜內門化學工業公司開始用丙烯直接水合法生產2-丙醇。1.間接水合法丙烯與硫酸反應先得到硫酸氫異丙酯,後者經水解而成異丙醇。2.直接水合法丙烯和水在催化劑存在下加溫、加壓進行水合反應。
工藝流程:(1)間接水合法將含丙稀50%以上的原料氣通入吸收塔,在50℃和低壓下用75%-85%的濃硫酸進行吸收反應,生成硫酸氫異丙酯。加水將吸收液稀釋到硫酸含量為35%後,在解吸塔中用低壓蒸汽將硫酸氫異丙酯水解成異丙醇。經粗蒸塔餾到異丙醇與水的共沸組成,含異丙醇87%左右。再繼續用蒸餾塔蒸濃到95%,用苯萃取、分離水後再蒸餾,可得含異丙醇99%以上的成品。
該法特點是對丙烯的純度要求不高,而且丙烯轉化率可達50%-60%,可減少精製費用。但耗用硫酸量大,而且存在設備腐蝕和40%的廢硫酸的濃問題。
2.直接水合法:將丙烯和水分別加壓到1.96MPa,並預熱到200℃,混合後加入反應器,進行水合反應.反應器內裝有磷酸矽藻土催化劑,反應溫度為95℃,壓力為0.96MPa,水與丙烯的摩爾比為0.7:1,丙烯的單程轉化率為5.2%,選擇性為99%。反應氣體經中和換熱後送到高壓冷卻器和高壓分離器,氣相中的異丙醇在回收塔中用脫離子水噴淋回收,末反應的氣體經循環壓縮機加壓後循環使用(保持循環系統中丙烯含量85%)。液相為低濃度異丙醇(15%-17%),經粗蒸塔蒸餾得85%-87%的異丙醇水溶液,再經蒸餾塔蒸濃到95%,然後用苯萃取提濃到99%以上。
與丙烯硫酸水合法相比,本法不用硫酸,不存在腐蝕設備問題,工藝流程簡單;但丙烯單程轉化率低,丙烯循環量太大,而且要求原料丙烯純度達99.5%。為了克服丙烯直接水合法的缺點,以95%的丙烯為原料,反應溫度240-270℃,反應壓力14.7-19.6MPa,水與丙烯的摩爾為水過量。丙烯轉化率為60%-70%,異丙醇選擇性為99%,異丙烯精餾制後純度可達99.9%以上,副產物為二異丙醚。此外,採用分子篩催化丙烯水合制異丙醇也是非常有前途的改進工藝方法。
3.將含丙烯50%以上的原料氣,在50℃和低壓下用75%~85%的濃硫酸進行吸收反應,生成硫酸氫異丙酯。再將硫酸氫異丙酯水解成異丙醇。經粗蒸用蒸餾塔蒸濃到95%,再用苯萃取、分離水後再蒸餾,可得含異丙醇99%以上的成品。或者將丙烯和水分別加壓到1.96MPa,並預熱到200℃,混合後加入反應器,進行水合反應。反應氣體經中和換熱後送到高壓冷卻器和高壓分離器,氣相中的異丙醇在回收塔中用脫離子水噴淋回收,經粗蒸塔蒸餾得85%~87%的異丙醇水溶液,再經蒸餾塔蒸濃到95%,然後用苯萃取得99%以上的異丙醇。
4.以工業品異丙醇為原料,在每升原料中加入200g新鮮的氧化鈣,進行回流,數小時後蒸餾,以除去大部分水,然後在所收集的餾出液中加入氫化鈣、氧化鋇、鈣、無水硫酸銅或5A分子篩,充分振後,靜置48h,分出固體乾燥劑後蒸餾,即可得純品。
5.以95%的丙烯和過量水為原料,在鎢系催化劑(如矽酸鎢)存在下,於240~270℃,14.7~19.6MPa條件下進行反應;所得異丙醇,精製後純度可達99.9%以上。
6.先將過量的丙烯和水分別加壓至2MPa,預熱至200℃。然後混合,送入反應器反應,催化劑為磷酸硅藻土。控制反應溫度195℃,壓力維持2MPa,反應結束後,氣體先經中和然後進行高壓冷卻冷凝並氣液分離,未反應氣體,可循環使用。所得液體為濃度較低的粗異丙醇。經二次蒸餾濃度達95%,然後用苯萃取提濃可達99%以上。
工業套用
在電路板製造業,它被用作清洗劑,以及製作PCB孔導電。你是否知道異丙醇可以用來清洗主機板?很多人發現它不但可以很好的清洗主機板,而且往往可以取得最佳的效果。此外,它還用於其他電子設備,包括清潔光碟盒,軟碟驅動器,磁帶,以及CD或DVD播放機光碟驅動器的雷射頭等。異丙醇還可以作為溶劑用於柔印,平版印刷,凹版印刷,並作為設備清潔劑。在油墨中也經常包含這種成分。它還是實驗室稀釋和提取的重要溶劑。此外,異丙醇還用作汽油添加劑和燃料管道的除冰劑。
在製藥和化妝品工業,異丙醇用於製造生產擦洗液,手和身體乳液,防腐劑,以及製藥發紅劑。它也用於油漆,稀釋劑,塗料,清潔劑和拋光,以及表面殺菌,醫院消毒,食品加工廠等。
使用注意事項
危險性概述
經常暴露於異丙醇的人存在一定的中毒風險,試驗分析員,打字員,畫家,木匠和內務人員,以及使用異丙醇的不同行業工人屬於職業暴露人群。
口服,吸入,皮膚和眼睛是受其影響的四個最基本途徑。偶然攝入異丙醇二十毫升以上可能導致毒性發作。周圍環境超過500ppm濃度水平,應該使用自給式呼吸器。當濃度達到12000,就會及其危險,甚至危及健康和生命。儘管通過皮膚吸收的很少,但是長期接觸也會造成不良反應,過度暴露可以導致眼,鼻,喉不適。它也可能會導致中樞神經系統衰弱。嚴重情況下,會引起混亂,精神協調,循環系統和呼吸系統問題。
因此,在使用異丙醇時,要妥善的處理,並做好保護措施,以確保不會給健康帶來危害
健康危害:接觸高濃度蒸氣出現頭痛、倦睡、共濟失調以及眼、鼻、喉刺激症狀。口服可致噁心、嘔吐、腹痛、腹瀉、倦睡、昏迷甚至死亡。長期皮膚接觸可致皮膚乾燥、皸裂。
環境危害:燃爆危險:該品易燃,具刺激性。
個體防護
工程控制:生產過程密閉,全面通風。提供安全淋浴和洗眼設備。
呼吸系統防護:一般不需要特殊防護,高濃度接觸時可佩戴過濾式防毒面具(半面罩)。
眼睛防護:一般不需要特殊防護,高濃度接觸時可戴安全防護眼鏡。
身體防護:穿防靜電工作服。
手防護:戴乳膠手套。
其他防護:工作現場嚴禁吸菸。保持良好的衛生習慣。
急救措施
皮膚接觸:脫去污染的衣著,用肥皂水和清水徹底沖洗皮膚。
眼睛接觸:提起眼瞼,用流動清水或生理鹽水沖洗。就醫。
吸入:迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難,給輸氧。如呼吸停止,立即進行人工呼吸。就醫。
食入:飲足量溫水,催吐。洗胃。就醫。
消防措施
危險特性:易燃,其蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物,遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。與氧化劑接觸猛烈反應。在火場中,受熱的容器有爆炸危險。其蒸氣比空氣重,能在較低處擴散到相當遠的地方,遇火源會著火回燃。
滅火方法:儘可能將容器從火場移至空曠處。噴水保持火場容器冷卻,直至滅火結束。處在火場中的容器若已變色或從安全泄壓裝置中產生聲音,必須馬上撤離。滅火劑:抗溶性泡沫、乾粉、二氧化碳、砂土。
泄漏應急處理
應急處理:迅速撤離泄漏污染區人員至安全區,並進行隔離,嚴格限制出入。切斷火源。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器,穿防靜電工作服。儘可能切斷泄漏源。防止流入下水道、排洪溝等限制性空間。小量泄漏:用砂土或其它不燃材料吸附或吸收。也可以用大量水沖洗,洗水稀釋後放入廢水系統。
大量泄漏:構築圍堤或挖坑收容。用泡沫覆蓋,降低蒸氣災害。用防爆泵轉移至槽車或專用收集器內,回收或運至廢物處理場所處置。
操作處置與儲存
操作注意事項:密閉操作,全面通風。操作人員必須經過專門培訓,嚴格遵守操作規程。建議操作人員佩戴過濾式防毒面具(半面罩),戴安全防護眼鏡,穿防靜電工作服,戴乳膠手套。遠離火種、熱源,工作場所嚴禁吸菸。使用防爆型的通風系統和設備。防止蒸氣泄漏到工作場所空氣中。避免與氧化劑、酸類、鹵素接觸。灌裝時應控制流速,且有接地裝置,防止靜電積聚。搬運時要輕裝輕卸,防止包裝及容器損壞。配備相應品種和數量的消防器材及泄漏應急處理設備。倒空的容器可能殘留有害物。
儲存注意事項:儲存於陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。庫溫不宜超過30℃。保持容器密封。應與氧化劑、酸類、鹵素等分開存放,切忌混儲。採用防爆型照明、通風設施。禁止使用易產生火花的機械設備和工具。儲區應備有泄漏應急處理設備和合適的收容材料。
供需情況
近兩年,原本供不應求的亞太異丙醇供應能力增長超過需求增長預期,市場競爭恐將進一步加劇。據初步統計,2012年第四季度至2013年年底,亞洲地區將有總計34萬噸/年異丙醇產能陸續投產。而2011年亞洲異丙醇的總生產能力才只有約80萬噸,產能增幅將超過40%。
中國是亞洲地區最大的異丙醇進口國,但因國內供應能力增加且下游需求低迷,進口量在逐年減少。根據中國海關的統計數據,2011年中國異丙醇進口量為10萬噸,比上年縮減了15.25%;2012年前9個月中國異丙醇進口量為6.1萬噸左右,同比下降10.23%。
從已公開項目來看,2012年第四季度至2013年年底,亞洲65%以上異丙醇新增產能將來自中國。如2013年10月,德州德田化工有限公司投產了一套5萬噸/年丙酮法異丙醇裝置,封存了產能1萬噸/年的老裝置。2013年,鹽城市蘇普爾化學科技有限公司在山東濰坊新增10萬噸/年異丙醇產能,台灣長春塑膠公司在遼寧盤錦將新增8萬噸/年異丙醇產能。
截至2013年,中國異丙醇產能估計為34萬噸/年,如果這些新增產能如期釋放,2013年中國這一亞洲最大異丙醇買家可能實現自給,其異丙醇供應將出現拐點。市場人士預測,2014年和2015年中國異丙醇需求增速在2%~3%。由此推算,中國進口量還會進一步減少,同時還將擴大出口。因此,一些賣家已經著手在東南亞地區尋找長期客戶,並預計可能會遇到來自中國出口產品的激烈競爭。
藥用輔料
藥用輔料是指在製劑處方設計時,為解決製劑的成型性、有效性、穩定性、安全性加入處方中除主藥以外的一切藥用物料的統稱。藥用輔料是藥物製劑的基礎材料和重要組成部分,是保證藥物製劑生產和發展的物質基礎,在製劑劑型和生產中起著關鍵的作用。 |
塗在我們的臉上的化學物品
拆開漂亮的包裝,所有護膚化妝品其實都是工廠製造的化工產品!保濕因子、美白精華、專利配方,看看其成份表,一大堆的化學名,不外乎是石油副產品,跟廚房、廁所的家居清潔用品及工業用的化學品同出一轍。 皮膚會吸收60%的外塗化學品,繼而直接流入血管。當化學品在產生美膚作用時,其實是在衍生破壞性的“化學反應”。這種破壞不單局限在皮膚,對懷孕婦女尤其危險,因為可能會危及發育中的胎兒。 |