Tech Note Technologies за производство на изопропилов алкохол (IPA)
Одобрение: 25 февруари 2019 г.
Резюме: Тази техническа бележка има за цел да идентифицира патентованите в световен мащаб технологии за производство на изопропилов алкохол (IPA) за периода 1900-2018. Данните бяха събрани чрез уравнение на ключова дума в патентната база данни Patent Inspiration®. Търсенето, извършено на 09.03.2018 г., показа редица 89 заявки за патент и безвъзмездни средства, от които 40 бяха уместни. От анализа са идентифицирани три метода за получаване на IPA: хидратация на ацетон, хидратация на пропилен и чрез ензимна активност на генетично модифицирани бактерии. За описание на технологиите са избрани съответно патентите CN103449967B (2015), US5808161A (1998) и EP3348646A1 (2018). Като препоръка се предлага изпълнението на проучвания за икономическа целесъобразност за производството на IPA във Венецуела с национални суровини.
Ключови думи: производство на IPA, производство на алкохол, хидратация на алкени, хидратация на кетони, приложение на генетична модификация на бактерии.
Резюме: Целта на тази техническа бележка е да идентифицира патентованите в световен мащаб технологии за производство на изопропилов алкохол (IPA) за периода 1900 - 2018 г. Данните са събрани чрез уравнение на ключова дума в базата на патентите Patent Inspiration®. Проведеното на 03.09.2018 г. търсене показа сума от 89 заявки за патент и отстъпки, от които 40 бяха релевантни. От анализа са идентифицирани три метода за получаване на IPA: хидратация на ацетон, хидратация на пропилен и чрез ензимна активност на генетично модифицирани бактерии. За описание на технологиите бяха избрани патентите CN103449967B (2015), US5808161A (1998) и EP3348646A1 (2018). Като препоръка се предлага изпълнението на проучвания за икономическа целесъобразност за производството на IPA във Венецуела с национални суровини.
Ключови думи: производство на IPA, производство на алкохол, хидратация на алкен, хидратация на ацетон, генетична модификация на приложението на бактерии.
2-пропанол, наричан още изопропилов алкохол, изопропанол или IPA; Това е много полезен разтворител за фармацевтичната, химическата и нефтохимическата промишленост. Той изпълнява функции като фармацевтичен фрикционен алкохол, разтворител при формулирането на бои, лакове, разредители, мастила, лепила, почистващи препарати за общо предназначение, дезинфектанти, козметика, тоалетни принадлежности, средства за премахване на котлен камък, фармацевтични продукти, моторни масла и като междинен химичен продукт за производството на изопропиламини, изопропилови етери и изопропилови естери [1]. Промишленото му производство се осъществява главно чрез комбинацията от вода и пропилен в реакция на хидратация и в по-малка степен чрез хидрогениране на ацетон.
В случай на хидратация има два производствени пътя, индиректния със сярна киселина и директния с поддържани катализатори. При първия процес може да се използва нискокачествен пропилен, който преобладава в САЩ, докато при втория се изисква пропилен с висока чистота, който често се използва в Европа. Важно е да се отбележи, че тези процеси произвеждат основно IPA вместо 1-пропанол, тъй като добавянето на вода или сярна киселина към пропилена отговаря на правилото на Марковников [2]. Въпреки факта, че тези технологии са широко известни, е необходимо да се проучат новостите по отношение на производството на алкохол.
Във Венецуела Pequiven S.A. Той е най-големият вносител на IPA, следван от частни субекти, посветени на митническия режим на химически продукти, като Integrity International Trading Venezuela C.A. Въпреки опеката на Pequiven S.A. Що се отнася до вноса, наличността на IPA не е постоянна поради разходите, които предполага това действие. Следователно продажбата на 2-пропанол на вътрешния пазар е обект на високи цени от частни вносители, като цената му се основава на стойността на незаконната валута или свободата на спекулациите с цените.
С цел насочване на укрепването на националния индустриален двигател и подкрепа за намаляване на вноса на средни продукти от нефтохимическия сектор чрез изготвяне на документи на Технологичния надзор и разузнаването на конкуренцията (VTeIC). Възможните пътища за производство на 2-пропанол съгласно патентованите до момента технологии, предимствата и тяхното историческо развитие са описани накратко.
Докладът се основава на информативния подход към производството и теоретично-техническите аспекти на IPA. Използвано е уравнението за търсене
((производство ИЛИ производство ИЛИ получаване) И ("Пропан-2-ол" ИЛИ C3H7OH ИЛИ C3H8O ИЛИ "2-Пропанол" ИЛИ Изопропанол ИЛИ "Втриващ алкохол" ИЛИ "сек-Пропилов алкохол" ИЛИ "s-Пропанол" ИЛИ "iPrOH "ИЛИ" Диметил карбинол "ИЛИ IPA))
в полето за заглавие на платформата за търсене Patent Inspiration®. Резултатите бяха извлечени за периода 1900-2018 г. (89 патентни заявки и безвъзмездни средства), съхранени, обработени и анализирани. Търсенето е извършено на 3 септември 2018 г.
3. Дискусия на резултатите
Анализът показва, че първият патент за производството на IPA е издаден през 1930 г. на английска компания, наречена Imperial Chemical Industries. Процесът се основава основно на хидрогенирането на ацетон във паровата фаза с меден и/или сребърен катализатор, който по-късно ще бъде заменен със син волфрамов оксид от същата компания; заедно с оксид или хидроксид на двувалентен метал [3]. За 1947 г. е публикувано получаването на IPA чрез абсорбиране на пропилен и странични продукти от диизопропилов етер (C6H14O) в течна фаза със сярна киселина (H2SO4). По-късно бяха патентовани няколко процеса [4, 5], подчертаващи като стандарт производството на алкохол чрез хидратация на пропилен (C3H6). В този смисъл патент US5808161A, публикуван през 1995 г. от компанията ExxonMobil Oil Corp., ясно описва технологията [6].
Поради интереса на група страни, които са имали излишно производство на ацетон по вторичен начин, заявки за патент и отстъпки, свързани с хидратация на ацетон, се възстановяват години по-късно. Като Китай е една от водещите държави в патентоването в производството на 2-пропанол под хидратационна технология. В това отношение патент JPH0341038A, публикуван през 1989 г. от компанията Mitsui Chemicals, представя хидрирането на ацетон в присъствието на меден оксид или катализатор на хром оксид между (60 до 200) ° C [7]. Докато през 1998 г. заявката JPH0356428A показва подобен процес с рутений (Ru) като катализатор и патентът JPH03141235A с никел Raney® [8, 9]. За 2015 г. Jiangsu Nine Heaven High Tech Co. Ltd получи патентно удостоверение CN103449967B, в което конверсията на ацетон се увеличава до 99,9%, а добивът на изопропанол може да достигне 99,5%. В същото време емисиите на органични отпадъци по време на процеса са много ниски [10].
Въз основа на постиженията и изобретенията, постигнати в световен мащаб през 90-те и 2000-те години в областта на биотехнологиите и биотехнологията, компанията Genomatica Inc. подаде за 2010 г. патентната заявка US20100323418A1, озаглавена „Организми за производство на изопропанол, n-бутанол и изобутанол ”, След това предоставен под номер US8993285B2 [11], когато неестествени микроорганизми с гени, кодиращи ензими, катализират изопропанол от 4-хидроксибутирил-КоА. На следващата година приложението му US2011201068A1 „Микроорганизми и методи за съвместно производство на изопропанол с първични алкохоли, диоли и киселини“, предоставено по-късно под номер US8715971B2 през 2014 г., разкрива процес от микробни организми с възможност за биосинтезиране на IPA в режим на n-пропанол (C3H8O)/IPA, 1,4-бутандиол (C4H10O2)/IPA, 1,3-бутандиол (C4H10O2)/IPA или режим на метилакрилова киселина (C4H6O2)/IPA. В този смисъл и двете работи, популяризирани в областта на синтеза на органични съединения от индустриален интерес, нарастваща вълна от изследвания, процеси и подобрения в сегмента на производството на IPA от микробиологични процеси.