БУТИЛОВЫЕ СПИРТЫ (бутанолы) С4Н9ОН – большая группа спиртов, объединяющих трет-бутиловый спирт, н-бутиловый спирт, втор-бутиловый спирт и изобутиловый спирт.

Трет-бутиловый спирт (2-метил-2-пропанол, триметилкарбинол) - твердое вещество с запахом плесени.

Н-бутиловый спирт (1-бутанол, пропилкарбинол), втор-бутиловый спирт (2-бутанол, метилэтилкарбинол) и изобутиловый спирт (2-метил-1-пропанол, изопропилкарбинол) - бесцветные жидкости со спиртовым запахом, смешивающиеся со многими органическими растворителями.

Плотность паров бутиловых спиртов по воздуху 2,56. По химическим свойствам - типичные алифатические спирты. Например, этерифицируются кислотами, при взаимодействии с альдегидами (кетонами) образуют ацетали (кетали), дегидратируются в простые эфиры и олефины. Окисляются, кроме трет-бутилового спирта, в карбонильные соединения, например масляный альдегид получается из н-бутилового спирта, метилэтилкетон - из втор-бутилового спирта. Бутиловые спирты, кроме третичного, с ВС13 при — 10°С в пентане образуют соответствующие бораты (С4Н9О)3В, с NH3-моно-, ди- и трибутиламины.

Основной промышленный метод получения н-бутилового спирта - оксосинтез из пропилена в присутствии НСо(СО)4 при 120-160°С и 20-35 МПа:

Таблица 1

Свойства бутиловых спиртов

Образующиеся на первой стадии масляный и изомасляный альдегиды разделяют, если первый используют для получения 2-этилгексанола. Из одной тонны пропилена образуется 1185-1310 кг смеси масляного альдегида с н-бутиловым спиртом и 305-320 кг изобутилового спирта. Применение каталитические системы HCo(CO)3L, где L-электронодонорный лиганд (триалкил-или триарилфосфины либо фосфиты), позволяет повысить выход продуктов нормального строения до 1390 кг, снизить давление до 5-10 МПа, а также проводить процесс в одну стадию. Эффективными катализаторами гидроформилирования м. б. карбонилы Rh. н-бутиловый спирт можно также получать:

1. Из пропилена в одну стадию под давл. 1,0-1,5 МПа (по Реппе): СН3СН=СН2 + ЗСО + 2Н2О -> н-бутиловый спирт + изо-бутиловый спирт + 2СО2.

Процесс применяют за рубежом [предположительно H2Fe3 (CO)11]. Соотношение н-бутиловый спирт: изо-бутиловый спирт = 84:16. Основной недостаток: низкая объемная скорость подачи сырья.

2. Из ацетальдегида через ацетальдоль и кретоновый альдегид, к-рый гидрируют на медных, меднохромовых или никелевых катализаторах:

Процесс проводят при низких давлениях и умеренных температурах, получая практически один н-бутиловый спирт. Основные недостатки: многостадийность, наличие агрессивных сред, большой расход ацетальдегида (примерно 1,3 т на 1т н-бутилового спирта).

3. Ацетоно-бутиловым брожением пищевого сырья; соотношение образующихся при этом продуктов - ацетон: н-бутиловый спирт: этанол = 3:6:1. Недостаток: использование дефицитного и дорогого сырья.

Изобутиловый спирт содержится в значительном количестве в сивушных маслах, откуда выделяется фракционной перегонкой. Его получают также оксосинтезом (вместе с н-бутиловым спиртом) и из смеси СО + Н2 по схеме, аналогичной синтезу метанола, но при других параметрах. Оксосинтез характеризуется лучшими технико-экономическими показателями, как по себестоимости продукта, так и по удельным капиталовложениям.

Втор-бутиловый спирт получают взаимодействием 70-85%-ной H2SO4 с бутенами, содержащимися во фракциях С4 термического и каталитического крекинга нефтепродуктов, пиролиза жидких углеводородов и одностадийного дегидрирования бутана. Из бутенов предварительно удаляют изобутен и бутадиен. Образующуюся втор-бутилсерную кислоту гидролизуют.

Сырьевая база для синтеза втор-бутилового спирта может быть расширена за счет димеризации этилена в н-бутены или олигомеризации его с образованием бутена в качестве побочного продукта. В оптимальных условиях из 1 т бутенов образуется 1,1 т втор-бутилового спирта. Его можно синтезировать также эпоксидированием бутенов органическими гидропероксидами с последующим гидрированием полученного эпоксида в спирт или прямой гидратацией бутенов.

Трет-бутиловый спирт синтезируют взаимодействием 40-65%-ной H2SO4 с изобутеном, содержащимся во фракциях С4, так же, как втор-бутиловый спирт, и прямой гидратацией изобутана в присутствует сульфокатионитов.

Применяют н-бутиловый спирт, изобутиловый спирт и их смеси как:

1. Растворители в лакокрасочной промышленности,
2. модификаторы мочевино- и меламино-формальдегидных смол,
3. для получения пластификаторов (например, дибутилфталата, трибутилфосфата, диизобутилфталата).

Кроме того, н-бутиловый спирт - сырье для синтеза бутилацетата, бутилакрилата и эфиров с гликолями.
 
Изобутиловый спирт используют для получения изобутилацетата и изобутилксантогената (на основе изобутилксантогената калия получают кристаллические хорошо растворимые присадки к смазочным маслам), пестицидов, душистых веществ, пищевой эссенций, лекарственных средств.

Суммарное мировое производство н-бутилового спирта и изобутилового спирта превышает 1 млн. т/год.

Втор-бутиловый спирт – это промежуточный продукт в производстве метилэтилкетона.

Применяется как:

1. Сырье для синтеза втор-бутилацетата;
2. Растворитель;
3. Алкилирующий и дегидратирующий агент;
4. Высокооктановый компонент моторных топлив (октановое число по исследовательскому методу 110), обладающий в смеси с метилтретбутиловым эфиром синергическим эффектом;
5. Стабилизатор смесей бензина с метанолом (так называемых бензометанольных смесей);
6. Компонент тормозных жидкостей.

Мировое производство втор-бутилового спирта составляет около 850 тыс. т/год.

Трет-бутиловый спирт – это промежуточный продукт в производстве изобутена высокой степени чистоты из газов нефтепереработки.

Применяется как:

1. Алкилирующий агент;
2. Сырье для производства трет-бутилгидропероксида, искусственного мускуса;
3. Растворитель;
4. Антисептик;
5. Денатурирующий агент для этанола-сырца.

C текущей ситуацией и прогнозом развития российского рынка бутиловых спиртов можно познакомиться в отчетах Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок бутилового спирта в России» и «Рынок изобутилового спирта в России».

www.newchemistry.ru