1. Характеристика и отрасли потребления пропилового и изопропилового спирта Пропиловый спирт (пропан-1-ол, 1-пропанол) C3H7OH — одноатомный спирт. Встречается в природе в небольших количествах как продукт ферментации. Так, он является компонентом сивушного масла. Существует изомер 1-пропанола — изопропиловый спирт (пропан-2-ол, 2-пропанол). Пропиловый спирт это бесцветная жидкость со спиртовым запахом, смешивается с водой и образует с ней азеотропную смесь (т. кип. 87,5—88,0°С, 71,8 % по массе 1-пропанола). Растворим в этаноле, диэтиловом эфире, ацетоне, бензоле и других органических растворителях. Пропиловый спирт обладает всеми химическими свойствами первичных одноатомных спиртов. Так он может быть превращён в галогеналканы: взаимодействие с йодом и красным фосфором даёт 1-йодпропан с 80 % выходом, тогда как взаимодействие хлорида фосфора (III) при катализе хлоридом цинка либо хлористого тионила при катализе ДМФА даёт 1-хлорпропан. В промышленности 1-пропанол получают путём гидроформилирования этилена с последующим гидрированием образовавшегося пропаналя. Сферы применения пропилового спирта: · пропанол применяют в качестве растворителя для восков, полиамидных чернил, природных и синтетических смол, полиакрилонитрила; · в производстве полиэтилена низкого давления; · для получения карбометоксицеллюлозы; · как обезжириватель металлов; · сорастворитель поливинилхлоридных адгезивов; · желатинирующий и пластифицирующий агент целлюлозноацетатных пленок; · алкилирующий агент. Егоиспользуют также для синтеза пропионовой кислоты, пропионового альдегида, пропилацетата, пропиламина, ПАВ, пестицидов, некоторых фармацевтических препаратов. Таблица 1.1. Свойства пропилового спирта Общие | Систематическое наименование | пропан-1-ол | Традиционные названия | пропиловый спирт, 1-пропанол | Хим. формула | C3H7OH | Физические свойства | Состояние | жидкость | Молярная масса | 60,09 г/моль | Плотность | 0,80 г/см³ | Динамическая вязкость | 2,256*10-3 Па·с | Энергия ионизации | 10,15 ± 0,01 эВ | Термические свойства | Т. плав. | −127 °C | Т. кип. | 97,4 °C | Т. всп. | 72 ± 1 °F | Пр. взрв. | 2,2 ± 0,1 об.% | Мол. теплоёмк. | 147,2 (25°C) Дж/(моль·К) | Теплопроводность | 0,16 Вт/(м·K) | Энтальпия образования | -5071,4 кДж/моль | Энтальпия плавления | 89,43 кДж/моль | Энтальпия кипения | 749,01 кДж/моль | Коэфф. тепл. расширения | 0,956 *10-3 K-1 | Давление пара | 1,928 (20°C), 6,986 (40°C), 20,292 (60°C), 50,750 (80°C) кПа | Химические свойства | pKa | 16 | Растворимость в воде | смешивается | Оптические свойства | Показатель преломления | 1,3850 | Структура | Дипольный момент | 1,68 D | Классификация | Рег. номер CAS | 71-23-8 | Источник: по данным открытых источников информации Изопропи́ловый спирт (пропано́л-2, втор-пропанол, изопропано́л, диметилкарбино́л, ИПС) — органическое соединение, простейший вторичный одноатомный спирт алифатического ряда. Химические свойтсва. Изопропанол обладает всеми свойствами вторичных спиртов жирного ряда, образует простые и сложные эфиры. Гидроксильная группа может быть вытеснена галогенами. С ароматическими соединениями изопропиловый спирт конденсируется с образованием производных, таких как изопропилбензол и изопропилтолуол. При дегидрировании превращается в ацетон. Реагирует с сильными окислителями. В изопропаноле хорошо растворяются многие эфирные масла, алкалоиды, некоторые синтетические смолы и другие химические соединения. Растворяет некоторые виды пластмасс и резины. Физические свойства. Бесцветная жидкость с характерным спиртовым запахом, более резким, чем у этанола, по запаху их можно в некоторых случаях отличить. Коэффициент преломления nD = 1,3776 при 20 °C. Динамическая вязкость при стандартных условиях 2,43 мПа·с — немного более вязкий, чем вода . Молярная теплоёмкость (ст. усл.) — 155,2 Дж/(моль·К). Удельная теплота сгорания 34,1 МДж/кг. Пар хорошо смешивается с воздухом, в диапазоне взрывоопасных концентраций образует взрывчатые смеси. Давление насыщенного пара при 20 °C — 4,4 кПа. Относительная плотность пара по воздуху — 2,1, относительная плотность смеси насыщенный пар/воздух — 1,05 при 20 °C. Растворим в ацетоне, хорошо растворим в бензоле, с остальными растворителями (вода, органические) смешивается в любых соотношениях. С водой образует азеотропную смесь 87,9 % изопропилового спирта с температурой кипения 80,2 °C. Применяются два метода промышленного производства изопропанола — гидрирование ацетона и гидратация пропилена. Основным способом получения изопропанола в российской промышленности является сернокислотная гидратация пропилена. Сырьем может служить, в том числе кроме пропилена, пропан-пропиленовая фракция с содержанием пропилена 30—90 % (фракция получаемая при пиролизе и крекинге нефти). Сейчас начинают чаще использовать чистый пропилен, так как в этом случае процесс можно вести при невысоких давлениях, при этом существенно снижается образование побочных продуктов реакции — полимеров и ацетона. Изопропиловый спирт получают также окислением алканов воздухом, а также и другими способами. Современный способ гидрирования ацетона водородом. Таблица 1.2. Свойства изопропилового спирта Общие | Систематическое наименование | Пропан-2-ол | Традиционные названия | Изопропиловый спирт | Хим. формула | C3H8O | Рац. формула | CH3CH(OH)CH3 | Физические свойства | Состояние | жидкость | Молярная масса | 60,09 г/моль | Плотность | 0,7851 г/см³ | Динамическая вязкость | 0,00243 Па·с | Энергия ионизации | 10,1 ± 0,1 эВ | Термические свойства | Т. плав. | -89,5 °C | Т. кип. | 82,4 °C | Т. всп. | 11,7 °C | Т. свспл. | 400 °C | Пр. взрв. | 2 ± 1 об.% | Мол. теплоёмк. | 155,2 Дж/(моль·К) | Давление пара | 4,4 кПа при 20 °C | Химические свойства | pKa | 16,5 | Растворимость в бензоле | хорошо растворим | Растворимость в ацетоне | растворим | Оптические свойства | Показатель преломления | 1,3776 (nD, 20°C) | Структура | Дипольный момент | 1,66 Д | Классификация | Рег. номер CAS | 67-63-0 | Источник: по данным открытых источников информации Изопропиловый спирт применяется в химической, нефтеперерабатывающей, медицинской, мебельной, пищевой, лесохимической, парфюмерной промышленностях и в полиграфии. В химической промышленности изопропиловый спирт применяют: · как сырье для производства ацетона СН3-СО-СН3; · в качестве растворителя в лакокрасочной промышленности при производстве; · нитроцеллюлозы, ацетилцеллюлозы, этилцеллюлозы; · в качестве полупродукта для синтеза изопропилацетата, ксантогенатов; · в качестве экстрагентов чистых вещей или примесей в тонкой химической технологии; · в производстве пластмасс, в частности, производство полиэтилена низкого давления и полипропилена, для промывки получаемого полимера. В нефтеперерабатывающей промышленности изопропиловый спирт применяют: · как растворитель карбамида, раствор которого в спирте применяются для депарафинизации дизельных топлив; · в качестве добавки к маслам для повышения их качества в части антикоррозионных свойств и температуры застывания; · как экстрагент в смеси с метанолом и водой в процессе селективной экстракции нафтеновых кислот; · для удаления воды из бензиновых емкостей. В медицинской промышленности изопропиловый спирт применяют: · в медицинских спиртовых промываниях; · в антисептических растворах для полости рта, мазях, в жидкостях для мытья; · в качестве обеззараживающего средства. В пищевой промышленности изопропиловый спирт применяют в качестве хладоносителя в производстве замороженных продуктов В лесохимической и мебельной промышленности изопропиловый спирт применяют: · в смеси с другими растворителями для экстракции смол из древесины; · в качестве растворителя различных масел, клеев и т. д., для снятия старых лаковых покрытий; · как связующее вещество в очистителях и полиролях. В парфюмерной и косметической промышленностях изопропиловый спирт применяют: · в производстве лаков, одеколонов, духов; · в средствах личной гигиены; · в производстве косметических средств. В полиграфии изопропиловый спирт применяют для увлажнения в печатных процессах. Изопропиловый спирт нашел также свое применение и авиации в качестве стабилизатора авиационного бензина и антиобледенителя. На сегодняшний день потребность в изопропиловом спирте растет в связи с его применением в качестве компонента моторного топлива для повышения его октанового числа, улучшает эксплуатационные свойства автомобильных бензинов: повышает детонационную стойкость и моющие свойства автомобильных бензинов, обеспечивает снижение токсичных выбросов (СО, СН) автомобильного транспорта. Также он используется при приготовлении тормозной и стеклоомывающей жидкости, в качестве антифриза для автомобильных радиаторов.
|