异丙醇生产技术浅析

异丙醇是世界上最早生产的石油化工产品之一，是一种重要的有机化工原料和性能优良的有机溶剂，用途非常广泛。倘若提出一项以异丙醇作为产品的方案设计任务，对于化工设计学子来说应该是一项很有意义的课题。

异丙醇简介

异丙醇（Iso-Propyl Alcohol，IPA），是一种有机化合物，正丙醇的同分异构体，别名二甲基甲醇、2-丙醇，行业中也作IPA。无色透明液体，有似乙醇和丙酮混合物的气味，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。常温下可引火燃烧，其蒸汽与空气混合易形成爆炸混合物。

用途

异丙醇用途非常广泛，主要在油墨和涂料等领域中作为有机溶剂，在医药、有机化工原料及电子工业等方面也有重要应用。作为化工原料，可生产丙酮、过氧化氢、甲基异丁基酮、二异丁基酮、异丙胺、异丙醚、异丙基氯化物，以及脂肪酸异丙酯和氯代脂肪酸异丙酯等。在精细化工方面，可用于生产硝酸异丙酯，黄原酸异丙酯、亚磷酸三异丙酯、异丙醇铝以及医药和农药等，也可用于生产二异丙酮、醋酸异丙酯和麝香草酚以及汽油添加剂。 

作为溶剂是工业上比较廉价的溶剂，用途广，能和水自由混合，对亲油性物质的溶解力比乙醇强，可以作为硝基纤维素、橡胶、涂料、虫胶、生物碱等的溶剂。可用于生产涂料、油墨、萃取剂、气溶胶剂等。还可用作防冻剂、清洁剂、调和汽油的添加剂、颜料生产的分散剂、印染工业的固定剂、玻璃和透明塑料的防雾剂等。用作胶黏剂的稀释剂，还用于防冻剂、脱水剂等。

在电子工业中，可用作清洗去油剂。油脂行业中，棉籽油的萃取剂，也可用于动物源性组织膜的脱脂。

供需现状

我国异丙醇市场的需求量正在稳步逐年増加，但异丙醇的供应增长却明显落后于市场需求。我国是异丙醇进口大国，从上世纪60年代才开始异丙醇工业化研究，1977年中石油锦州石化公司建立年产2万吨异丙醇装置，后续全国产能才逐步扩大。长期以来，我国均需要从国外大量进口。在未来的很长一段时间中，异丙醇市场供需矛盾必将更为突出。

生产工艺

异丙醇最初的生产工艺大家可能有些意外：由粮食进行生物发酵得到丙酮，后续经过加氢反应生产异丙醇产品。这种原始工艺耗费了大量优质粮食，不出意料被历史进程所淘汰。

目前，世界上工业化生产异丙醇的方法主要可分为丙烯间接水合法和丙烯直接水合法。近几年来丙酮原料市场生产产能过剩，从而出现了以丙酮为原料，通过催化加氢生产异丙醇的工艺，此外还有一些通过直接氧化等方法生产异丙醇的方法和报道。

丙烯直接水合法

丙烯直接水合法是目前工业上主要的生产方法。它是在有催化剂的条件下，由高纯度的丙烯和水直接水合生成异丙醇，同时也有副产物正丙醇。

丙烯直接水合法制异丙醇主要又包括3种方法：气相直接水合法，液相直接水合法和气-液混相水合法，这三种方法也是目前世界上用的最多的生产方法。其中气相直接水合法是以磷酸/硅藻土为催化剂的德国维巴公司开发的维巴法为代表，液相直接水合法以钨系多阴离子的水溶液（如硅钨酸)为催化剂的日本德山曹达公司溶液催化法为代表，气-液混相法以氧化钨/硅胶为催化剂的美国德士古德国分公司的离子交换树脂法为代表。

（丙烯直接水合法-维巴法流程）

（丙烯直接水合法-德山曹达法流程）

（丙烯直接水合法-德士古法流程）

丙烯间接水合法

丙烯间接水合法又名丙烯硫酸水合法, 是将丙烯溶解在硫酸溶液中发生酯化反应生成硫酸氢异丙酯和硫酸二异丙酯, 再经水解制得粗异丙醇, 最后经精制得高纯度的异丙醇产品。水解所得的稀硫酸, 经浓缩并除去固体或胶状物后可回收利用。

流程复杂,，选择性较低,，水解酯类和硫酸再生需要消耗大量的蒸汽,，设备腐蚀严重，废水和废气处理较为困难，对环境有一定的污染，且原料消耗和生产成本较高，使其发展受到一定的限制。20 世纪80年代后该法被逐渐淘汰。

（丙烯间接水合法流程）

丙酮加氢法

作为最初粮食发酵生产异丙醇产品的中间体--丙酮，其产能近年来逐步攀升，因此丙酮加氢法制取异丙醇的技术又重回工业人员视线。

相比于硫酸间接水合法来说, 丙酮加氢法对生产设备的腐蚀程度较低。丙酮加氢法采用铜或锌氧化物为载体催化剂或镍基催化剂, 在70-200℃、常压条件下, 丙酮加氢生成异丙醇。该法选择性较高, 丙酮转化率可达90%。但丙酮原材料价格昂贵，生产支出成本较高，经济利益单薄使丙酮加氢法难以实现大规模工业扩建。

写在最后

除此之外，丙烷氧化、酯交换法、酶催化、酯类加氢等方法生产异丙醇近些年来发展迅速，虽然目前没有在工业上被广泛应用，但是由于经济优势、原子经济性好、操作简单、能耗低等优点逐渐被人们重视，尤其在目前很多原料产能过剩的基础上，开辟新工艺生产异丙醇有着广阔的前景。

以上就是本期异丙醇生产工艺介绍的内容了，相信除了推文所述，异丙醇生产过程中尚有不少未曾大规模工业化的特有技术，正等待同学们发掘。

参考文献：

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