1. Характеристика и отрасли потребления бутилового и изобутилового спирта Бутанол-1 (н-бутанол, н-бутиловый спирт) C4H9OH — представитель одноатомных спиртов. Бесцветная вязковатая жидкость с характерным запахом сивушного масла. Смешивается с органическими растворителями. В отличие от метанола, этанола и пропанола только умеренно растворяется в воде — 7,6 г на 100 г воды. С ней образует азеотроп содержащий 55,5 % по массе бутанола и кипящий при 92,4 °C. Таблица 1.1. Свойства бутанола | Общие | | Систематическое
наименование | 1-бутанол | | Сокращения | BuOH | | Традиционные названия | бутанол | | Хим. формула | С4H9OH | | Рац. формула | CH3(CH2)3OH | | Физические свойства | | Состояние | жидкость | | Молярная масса | 74,12 г/моль | | Плотность | 0,81 г/см³ | | Динамическая вязкость | 33,79 мПа*с | | Энергия ионизации | 10,04 ± 0,01 эВ | | Термические свойства | | Т. плав. | -90,2 °C | | Т. кип. | 117,4 °C | | Т. всп. | 34 °C | | Т. свспл. | 345 °C | | Пр. взрв. | 1,4 ± 0,1 об.% | | Мол. теплоёмк. | 2,359 Дж/(моль·К) | | Удельная теплота испарения | 591,2 кДж/кг | | Давление пара | 6 ± 1 мм рт.ст. | | Химические свойства | | pKa | 16 | | Растворимость в воде | 7,9 г/100 мл | | Оптические свойства | | Показатель преломления | 1,399 | | Классификация | | Рег. номер CAS | 71-36-3 | Источник: по данным открытых источников информации В промышленности бутанол получают: - оксосинтезом из пропилена с использованием никель-кобальтовых катализаторов при 1,0-1,5 МПа(По Реппе).
- Из ацетальдегида через ацетальдоль и кротоновый альдегид, который гидрируют на медных, меднохромовых или никелевых катализаторах.
- Ацетоно-бутиловым брожением пищевого сырья.
Бутанол применяют: - как растворитель в лакокрасочной промышленности, в производстве смол и пластификаторов
- модификаторы мочевино- и меламино-формальдегидных смол
- для получения пластификаторов: дибутилфталата, трибутилфосфата
- для получения бутилацетата и бутилакрилата и эфиров с гликолями
- в синтезе многих органических соединений.
Основной сегмент потребления бутилового спирта – применение его в качестве растворителя в лакокрасочной промышленности, производстве смол и пластификаторов (дибутилфталата, трибутилфосфата). Бутиловый спирт широко применяется в промышленности как сырьё для синтеза разнообразных химических продуктов. Бутанол – основное сырье для синтеза бутилацетата (второе сырье – уксусная кислота). Кроме этого, бутиловый спирт используется в производстве бутилакрилата и бутилметакрилата. В данном случае бутиловый спирт – также основное сырье, второй вид сырья – акриловая и метакриловая кислота соответственно. Еще один сегмент потребления в разрезе оргсинтеза – производство бутиловых флотореагентов. Бутанол – важное сырье для производства бутилового ксантогената калия и бутилового аэрофлота, применяемых в качестве реагентов-собирателей при флотации руд тяжелых цветных металлов, руд благородных и редких металлов, самородной меди. Бутиловый спирт является сырьем для производства дибутилфталата и некоторых видов присадок к индустриальным и моторным маслам. Кроме этого, бутиловый спирт используется в качестве модификатора мочевино- и меламиноформальдегидных смол. В небольших количествах бутанол используется как реагент в лабораториях при проведении научно-исследовательских работ. 2-Метилпропанол-1 (изобутиловый спирт, изобутанол) — спирт с формулой (CH3)2CHCH2OH, бесцветная, горючая жидкость с характерным запахом. В основном используется в качестве растворителя. Изомерен другим бутиловым спиртам: бутанолу-1, бутанолу-2, 2-метилпропанолу-2. Промышленное получение 2-метилпропанола-1 сводится к использованию трёх методов: · гидроформилирования пропена (оксосинтез), · каталитического гидрирования оксида углерода(II), · реакции гомологизации. Изобутиловый спирт применяется в различных областях и, благодаря низкой стоимости, может служить заменой бутанолу-1. Он используется в качестве растворителя, добавки к нитроцеллюлозе и резинам, осушителя, компонента чернил для печати. Основное назначение изобутилового спирта – это его применение в качестве растворителя в лакокрасочной промышленности (производство нитроэмалей и красок). Другой важный сегмент применения – производство изобутилацетата и пластификаторов (например, диизобутилфталата), использование в качестве модификатора мочевино-, меламино- и фенолоформальдегидных смол. Значительная часть продукта находит применение в качестве присадок к смазочным маслам, а также как высокооктановый компонент моторных топлив. Кроме этого изобутанол нашел широкое применение в производстве растворителя и различных смывок. Изобутиловый спирт также является экстрагентом для жиров.
Таблица 1.2. Свойства изобутанола | Общие | | Систематическое
наименование | 2-Метилпропанол-1 | | Традиционные названия | Изобутиловый спирт, изобутанол | | Хим. формула | C4H10O | | Рац. формула | (CH3)2CHCH2OH | | Физические свойства | | Состояние | бесцветная жидкость | | Молярная масса | 74,12 г/моль | | Плотность | 0,8016 г/см³ | | Поверхностное натяжение | 22,94·10–3 Н/м | | Кинематическая вязкость | 4 мм²/с | | Энергия ионизации | 10,12 ± 0,01 эВ | | Термические свойства | | Т. плав. | –108 °C | | Т. кип. | 108 °C | | Т. всп. | 28 °C | | Т. свспл. | 415 °C | | Пр. взрв. | 1,7—10,6 % | | Кр. темп. | 274,6 °C | | Кр. давл. | 42,39 атм | | Мол. теплоёмк. | 181,2 Дж/(моль·К) | | Энтальпия образования | –334,7 кДж/моль | | Энтальпия плавления | 6,32 кДж/моль | | Энтальпия кипения | 41,8 кДж/моль | | Энтальпия сублимации | 50,8 кДж/моль | | Давление пара | 9 ± 1 мм рт.ст. | | Химические свойства | | Растворимость в воде | 8,5 % | | Диэлектр. прониц. | 17,93 | | Оптические свойства | | Показатель преломления | 1,3958 | | Структура | | Дипольный момент | 1,64 Д | | Классификация | | Рег. номер CAS | 78-83-1 | Источник: по данным открытых источников информации |
