Бутиловый спирт, что это, свойства и где применяется

Бутиловый спирт, или бутанол представляет собой химическое соединение с характерным запахом спирта. Этот спирт бесцветный и хорошо растворяется в воде бутанол – это представитель первичных спиртов. Основным промышленным процессом, в результате которого образуется бутанол является оксосинтез, или гидроформилирование из пропилена и одного из катализаторов (кобальт, родий, маршанец) из-за чего образуется масляный и изомасляный альдегиды. Затем полученные альдегиды гидрируются, то есть насыщаются водородом. В результате получается линейный и изобутиловый спирт.

Реакция гидроформилирования проводится при 125-145 °C и давлении 230-305 кгс/см², Стадия гидроформилирования проходит в двух вертикальных последовательно соединенных реакторах. Выделяют три типа реактора гидроформилирования: с внутренним теплосъемом, внешним и комбинированные. Скорость реакции гидроформилирования зависит от концентрации пропилена и кобальта или другого катализатора. Скорость гидроформилирования возрастает при повышении давления водорода и снижается, если увеличивается давление окиси углерода. В условиях, когда давление в процессе гидроформилирования поддерживается на стабильном уровне, влияние давлений водорода и окиси углерода проявляется через изменение их концентраций в синтез-газе, в частности, через изменение их соотношения. Также стоит отметить, что с увеличением температуры проведения реакции скорость гидроформилирования возрастает.

Основная цель стадии гидроформилирования заключается в достижении максимально полной конверсии пропилена с минимизацией образования побочных продуктов. При этом необходимо получить максимальный выход целевых продуктов, таких как нормальный и изомасляный альдегиды, с акцентом на нормальный масляный альдегид, одновременно избегая перерасхода синтез-газа и потерь кобальта.

На начальном этапе процесса гидроформилирования необходимо поддерживать постоянную высокую концентрацию гидрокарбонила кобальта и равномерно распределять реагенты по всему объему реактора. Эти требования выполняются благодаря конструкции первого реактора в цепочке гидроформилирования, который представляет собой реактор «идеального смешения». Эта конструкция способствует поддержанию достаточно высокой скорости основной реакции и необходимой степени конверсии пропилена в ходе процесса гидроформилирования.

Основные свойства бутилового спирта

Физические свойства бутилового спирта:

• бутанол вязкий, бесцветный или слегка желтый;
• у него характерный спиртовой запах;
• у бутанола умеренная растворимость в воде;
• растворим в ацетоне, диэтиловом эфире и этаноле, а также в других органических растворителях.

Химические свойства бутилового спирта:

• спирт легко окисляется до карбоновой кислоты (первичный бутиловый спирт). Изотопы более устойчивы к окислению, потому что в них нет альфа-водородных атомов;
• бутанол взаимодействует с активными металлами. В результате реакции образуются алкоголяты;
• обладает слабыми кислотными свойствами.

Если говорить о вторичных и третичных изомерах, то они чаще всего принимают участие в дегидратации. В результате реакции образуются алкены или простые эфиры.

Токсичность бутилового спирта

Бутиловый спирт принято относить к умеренно токсичным. То есть, например, при вдыхании пары спирта могут раздражать дыхательные пути и слизистые оболочки глаз. Но в целом ситуация не критичная: максимум человек может испытывать кратковременную головную боль. Если бутиловый спирт попадает на кожу, это может привести к высушиванию и обезжириванию, но до серьезного раздражения дело, как правило, не доходит. Хотя, конечно, ситуации бывают разные: у некоторых людей имеется индивидуальная непереносимость вещества или аллергия на него. Тогда возможны и высыпания, и даже дерматит.

Помимо этого бутиловый спирт пожароопасен (3 класс). Следовательно, чтобы безопасно работать со спиртом, надо соблюдать меры безопасности, в частности использовать взрывозащищенное оборудование, не работать рядом с огнем и отоплением, то есть опасными источниками.

Применение бутилового спирта

В первую очередь необходимо отметить, что бутиловый спирт используются в лакокрасочной промышленности в качестве растворителя. Идеальный вариант для красок, жиров, масел, смол и других веществ. Помимо этого бутанол можно встретить в производстве пластмассы, клея и пластификаторов.

Также бутиловый спирт используется:

• в химической промышленности. Бутиловый спирт – это исходный материал для синтеза органических соединений. Например, для пластификатора ПВХ, в полимерных покрытиях и так далее;
• пищевой промышленности. Бутиловый спирт – отличный ароматизатор, поэтому применяется в качестве добавки в продукты питания или консерванта для них;
• фармакологии. Бутиловый спирт выступает как растворитель лекарственных препаратов или реагента при синтезе антибиотиков и антисептиков;
• энергетике и топливе. Спирт повышает КПД двигателей, а энергоемкость очень близка к бензиновой. Бутанол также является компонентом биотоплива;
• косметической промышленности. Бутиловый спирт активно добавляют в кремы, лосьоны, шампуни, дезодоранты. Благодаря бутанолу улучшается консистенция уходовых средств, они становятся более качественными и надежными;
• электронной промышленности. Спирты нужны для высококачественной обработки поверхностей и в производстве резисторов, конденсаторов и других компонентов электроники;
• строительстве. Спирт добавляют в растворители, которые нужны в процессе стройки для стройматериалов (лаков, герметиков, красок). Иногда бутанол используется как добавки к строительным смесям. В результате они становятся более прочными, пластичными и устойчивыми к воде и внешним воздействиям.

Бутиловый спирт – это не просто химический продукт. Он отличается многофункциональностью, он вступает в реакции с разными веществами, образуя в процессе альдегиды. Для процесса гидроформилирования используются различные катализаторы (карбон, кобальт, родий). Но в основном бутиловый спирт известен именно как надежный и проверенный растворитель, который используется практически во всех отраслях промышленности: легкой, тяжелой, автомобильной, пищевой, химической, а также в медицине, косметологии и фармакологии.