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词条 异丙醇
释义

§ 概述

异丙醇 (CH3)2CHOH具有特殊醇味的无色液体,是一种良好溶剂和化工原料,用于涂料、医药、农药、化妆品等工业,也用于生产丙酮、异丙酯、异丙胺(莠去津的原料)。是石油化工发展史上从石油原料制得的第一个化工产品。

1855年,法国人M.贝特洛首先报道用丙烯和硫酸经水合制得异丙醇,称间接水合法。1919年,美国人C.埃利斯对此进行了工业开发。1920年底,美国新泽西标准油公司采用埃利斯法建立了生产装置,正式投入生产。1951年,英国卜内门化学工业公司开始用丙烯直接水合法生产异丙醇。其后,各国相继采用此法并作了改进。

间接水合法  丙烯与硫酸反应先生成硫酸氢异丙酯,后者经水解而成异丙醇,反应式为:

CH3CH=CH2+H2SO4─→(CH3)2CHOSO3H

(CH3)2CHOSO3H+H2O─→(CH3)2CHOH+H2SO4

所用硫酸浓度一般大于60%(质量),反应在2~2.8MPa和60~65°C下进行;水解在稍加压和30°C以下进行。

直接水合法

丙烯和水在催化剂存在下加温、加压进行水合反应,生成异丙醇,选择性为96%。反应式为:

CH3CH=CH2+H2O─→(CH3)2CHOH使用的催化剂有钨化合物、磷酸和离子交换树脂等,较多使用的是有载体的磷酸催化剂,工艺条件为2~6MPa、240~260°C。与间接法相比,此法不存在硫酸腐蚀和稀酸浓缩等问题,因而在工业生产上占主要地位。

异丙醇是一种广泛应用于许多行业的溶剂。事实上,它是世界上最常用的溶剂。除了应用于油漆和印刷业以外,它的作用还包括作为工业应用的化学中间体。

异丙醇是透明和无色液体,是易燃化学品,而且性质非常不稳定。它可以发出类似混合乙醇和丙酮的轻微气味。它不能溶解于盐溶液,但可以和水,丙酮,苯,乙醚,氯仿以及其他酒精混合。

§ 理化性质

气味:似乙醇的气味。

1.相对蒸汽密度(g/mL,空气=1):2.1

2. 折射率(n20ºC):1.3772

3. 黏度(mPa·s,20ºC):2.431

4. 燃点(ºC):460

5. 蒸发热(KJ/mol,b.p.):40.06

6. 熔化热(KJ/kg):88.26

7. 燃烧热(KJ/mol):-318.78

8. 生成热(KJ/mol):2005.1

9. 比热容(KJ/(kg·K),20ºC,定压):2.55

10. 临界温度(ºC):234.9

11. 临界压力(MPa):4.764

12. 电导率(S/m):35.1×10-7

13. 热导率(W/(m·K),20ºC):15.49

14. 蒸气压(kPa,20ºC):4.32

15. 爆炸下限(%,V/V):2.02

16. 爆炸上限(%,V/V):7.99

17. 体膨胀系数(K-1,20ºC):0.00107

18. 溶解性:能与醇、醚、氯仿和水混溶。能溶解生物碱、橡胶、虫胶、松香、合成树脂等多种有机物和某些无机物,与水形成共沸物,不溶于盐溶液。

19. 常温折射率(n25):1.3752

20. 临界密度(g·cm-3):0.271

21. 临界体积(cm3·mol-1):222

22. 临界压缩因子:0.250

22. 偏心因子:0.669

23. Lennard-Jones参数(A):15.20

24. Lennard-Jones参数(K):135.4

25. 溶度参数(J·cm-3)0.5:23.575

26. van der Waals面积(cm2·mol-1):6.270×109

27. van der Waals体积(cm3·mol-1):42.160

28. 气相标准燃烧热(焓)(kJ·mol-1):2051.42

29. 气相标准声称热(焓)( kJ·mol-1) :-272.42

30. 气相标准熵(J·mol-1·K-1) :309.20

31. 气相标准生成自由能( kJ·mol-1):-173.6

32. 气相标准热熔(J·mol-1·K-1):89.32

33. 液相标准燃烧热(焓)(kJ·mol-1):-2005.98

34. 液相标准生成热(焓)( kJ·mol-1):-317.86

35. 液相标准熵(J·mol-1·K-1) :180.58

36. 液相标准生成自由能( kJ·mol-1):-180.29

37. 液相标准热熔(J·mol-1·K-1):154.4

38. 自燃温度(ºC):455.6

常温下可引火燃烧,其蒸汽与空气混合易形成爆炸混合物。该品低毒,操作人员应穿戴防护用具。异丙醇容易产生过氧化物,使用前有时需作鉴定。方法是:取0.5mL异丙醇,加入1mL10%碘化钾溶液和0.5mL

1:5的稀盐酸及几滴淀粉溶液,振摇1分钟,若显蓝色或蓝黑色即证明有过氧化物。和乙醇、丙醇相似,但有仲醇的特性。易燃低毒物质。蒸气的毒性为乙醇的二倍,内服时的毒性则相反。高浓度蒸气具有明显麻醉作用,对眼、呼吸道的黏膜有刺激作用,能损伤视网膜及视神经。大鼠经口LD505.47g/kg。空气中最高容许浓度980mg/m3。操作人员应戴防毒面具。浓度高时应戴气密式防护眼镜。密闭设备及管路;实行局部或全面通风。食入或吸入大量的蒸汽可引起面红、头疼、精神抑郁、恶心、昏迷等。存在于烟气中。

§ 基础数据

分子结构数据

1. 摩尔折射率:17.44

2.摩尔体积(m3/mol):75.9

3. 等张比容(90.2K):165.6

4. 表面张力(dyne/cm):22.6

5. 极化率(10-24cm3):6.91

计算化学数据

1. 疏水参数计算参考值(XlogP):0.3

2. 氢键供体数量:1

3. 氢键受体数量:1

4. 可旋转化学键数量:0

5. 拓扑分子极性表面积(TPSA):20.2

6. 重原子数量:4

7. 表面电荷:0

8. 复杂度:10.8

9. 同位素原子数量:0

10. 确定原子立构中心数量:0

11. 不确定原子立构中心数量:0

12. 确定化学键立构中心数量:0

13. 不确定化学键立构中心数量:0

14. 共价键单元数量:1

§ 制备方法

1.2-丙醇可用发酵的方法生产,生产1t2-丙醇需消耗16t粮食。工业上采用丙烯水合法,较早采用硫酸水合法(又称间接水合法);1951年英国卜内门化学工业公司开始用丙烯直接水合法生产2-丙醇。1.间接水合法 丙烯与硫酸反应先得到硫酸氢异丙酯,后者经水解而成异丙醇。2.直接水合法 丙烯和水在催化剂存在下加温、加压进行水合反应。

工艺流程:(1)间接水合法 将含丙稀50%以上的原料气通入吸收塔,在50℃和低压下用75%-85%的浓硫酸进行吸收反应,生成硫酸氢异丙酯。加水将吸收液稀释到硫酸含量为35%后,在解吸塔中用低压蒸汽将硫酸氢异丙酯水解成异丙醇。经粗蒸塔馏到异丙醇与水的共沸组成,含异丙醇87%左右。再继续用蒸馏塔蒸浓到95%,用苯萃取、分离水后再蒸馏,可得含异丙醇99%以上的成品。

该法特点是对丙烯的纯度要求不高,而且丙烯转化率可达50%-60%,可减少精制费用。但耗用硫酸量大,而且存在设备腐蚀和40%的废硫酸的浓问题。

2.直接水合法:将丙烯和水分别加压到1.96MPa,并预热到200℃,混合后加入反应器,进行水合反应.反应器内装有磷酸硅藻土催化剂,反应温度为95℃,压力为0.96MPa,水与丙烯的摩尔比为0.7:1,丙烯的单程转化率为5.2%,选择性为99%。反应气体经中和换热后送到高压冷却器和高压分离器,气相中的异丙醇在回收塔中用脱离子水喷淋回收,末反应的气体经循环压缩机加压后循环使用(保持循环系统中丙烯含量85%)。液相为低浓度异丙醇(15%-17%),经粗蒸塔蒸馏得85%-87%的异丙醇水溶液,再经蒸馏塔蒸浓到95%,然后用苯萃取提浓到99%以上。

与丙烯硫酸水合法相比,本法不用硫酸,不存在腐蚀设备问题,工艺流程简单;但丙烯单程转化率低,丙烯循环量太大,而且要求原料丙烯纯度达99.5%。为了克服丙烯直接水合法的缺点,以95%的丙烯为原料,反应温度240-270℃,反应压力14.7-19.6MPa,水与丙烯的摩尔为水过量。丙烯转化率为60%-70%,异丙醇选择性为99%,异丙烯精馏制后纯度可达99.9%以上,副产物为二异丙醚。此外,采用分子筛催化丙烯水合制异丙醇也是非常有前途的改进工艺方法。

3..将含丙烯50%以上的原料气,在50℃和低压下用75%~85%的浓硫酸进行吸收反应,生成硫酸氢异丙酯。再将硫酸氢异丙酯水解成异丙醇。经粗蒸用蒸馏塔蒸浓到95%,再用苯萃取、分离水后再蒸馏,可得含异丙醇99%以上的成品。或者将丙烯和水分别加压到1.96MPa,并预热到200℃,混合后加入反应器,进行水合反应。反应气体经中和换热后送到高压冷却器和高压分离器,气相中的异丙醇在回收塔中用脱离子水喷淋回收,经粗蒸塔蒸馏得85%~87%的异丙醇水溶液,再经蒸馏塔蒸浓到95%,然后用苯萃取得99%以上的异丙醇。

4.以工业品异丙醇为原料,在每升原料中加入200g新鲜的氧化钙,进行回流,数小时后蒸馏,以除去大部分水,然后在所收集的馏出液中加入氢化钙、氧化钡、钙、无水硫酸铜或5A分子筛,充分振后,静置48h,分出固体干燥剂后蒸馏,即可得纯品。

5.以95%的丙烯和过量水为原料,在钨系催化剂 ( 如硅酸钨)存在下,于240~270℃,14.7~19.6MPa条件下进行反应;所得异丙醇,精制后纯度可达99.9%以上。

6.先将过量的丙烯和水分别加压至2MPa ,预热至200℃。然后混合,送入反应器反应,催化剂为磷酸硅藻土。控制反应温度195℃,压力维持2MPa,反应结束后,气体先经中和然后进行高压冷却冷凝并气液分离,未反应气体,可循环使用。所得液体为浓度较低的粗异丙醇。经二次蒸馏浓度达95%,然后用苯萃取提浓可达99%以上。

§ 工业应用

在电路板制造业,它被用作清洗剂,以及制作PCB孔导电。你是否知道异丙醇可以用来清洗主板?很多人发现它不但可以很好的清洗主板,而且往往可以取得最佳的效果。此外,它还用于其他电子设备,包括清洁光盘盒,软盘驱动器,磁带,以及CD或DVD播放机光盘驱动器的激光头等。

异丙醇还可以作为溶剂用于柔印,平版印刷,凹版印刷,并作为设备清洁剂。在油墨中也经常包含这种成分。它还是实验室稀释和提取的重要溶剂。此外,异丙醇还用作汽油添加剂和燃料管道的除冰剂。

在制药和化妆品工业,异丙醇用于制造生产擦洗液,手和身体乳液,防腐剂,以及制药发红剂。它也用于油漆,稀释剂,涂料,清洁剂和抛光,以及表面杀菌,医院消毒,食品加工厂等。[1]

§ 使用注意事项

危险性概述

经常暴露于异丙醇的人存在一定的中毒风险,试验分析员,打字员,画家,木匠和内务人员,以及使用异丙醇的不同行业工人属于职业暴露人群。

口服,吸入,皮肤和眼睛是受其影响的四个最基本途径。偶然摄入异丙醇二十毫升以上可能导致毒性发作。周围环境超过500ppm浓度水平,应该使用自给式呼吸器。当浓度达到12000,就会及其危险,甚至危及健康和生命。尽管通过皮肤吸收的很少,但是长期接触也会造成不良反应,过度暴露可以导致眼,鼻,喉不适。它也可能会导致中枢神经系统衰弱。严重情况下,会引起混乱,精神协调,循环系统和呼吸系统问题。

因此,在使用异丙醇时,要妥善的处理,并做好保护措施,以确保不会给健康带来危害

健康危害:接触高浓度蒸气出现头痛、倦睡、共济失调以及眼、鼻、喉刺激症状。口服可致恶心、呕吐、腹痛、腹泻、倦睡、昏迷甚至死亡。长期皮肤接触可致皮肤干燥、皲裂。

环境危害: 燃爆危险:该品易燃,具刺激性。

个体防护

工程控制:生产过程密闭,全面通风。提供安全淋浴和洗眼设备。

呼吸系统防护:一般不需要特殊防护,高浓度接触时可佩戴过滤式防毒面具(半面罩)。

眼睛防护:一般不需要特殊防护,高浓度接触时可戴安全防护眼镜。

身体防护:穿防静电工作服。

手防护:戴乳胶手套。

其他防护:工作现场严禁吸烟。保持良好的卫生习惯。

急救措施

皮肤接触:脱去污染的衣着,用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。

眼睛接触:提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗。就医。

吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。

食入:饮足量温水,催吐。洗胃。就医。

消防措施

危险特性:易燃,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物,遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂接触猛烈反应。在火场中,受热的容器有爆炸危险。其蒸气比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇火源会着火回燃。

有害燃烧产物:一氧化碳、二氧化碳。

灭火方法:尽可能将容器从火场移至空旷处。喷水保持火场容器冷却,直至灭火结束。处在火场中的容器若已变色或从安全泄压装置中产生声音,必须马上撤离。灭火剂:抗溶性泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。

泄漏应急处理

应急处理:迅速撤离泄漏污染区人员至安全区,并进行隔离,严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿防静电工作服。尽可能切断泄漏源。防止流入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏:用砂土或其它不燃材料吸附或吸收。也可以用大量水冲洗,洗水稀释后放入废水系统。

大量泄漏:构筑围堤或挖坑收容。用泡沫覆盖,降低蒸气灾害。用防爆泵转移至槽车或专用收集器内,回收或运至废物处理场所处置。

操作处置与储存

操作注意事项:密闭操作,全面通风。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴过滤式防毒面具(半面罩),戴安全防护眼镜,穿防静电工作服,戴乳胶手套。远离火种、热源,工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止蒸气泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、酸类、卤素接触。灌装时应控制流速,且有接地装置,防止静电积聚。搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。

储存注意事项:储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过30℃。保持容器密封。应与氧化剂、酸类、卤素等分开存放,切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。[2]

随便看

 

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更新时间:2025/3/21 23:12:10