부탄올의 제조 방법

부틸 알코올로도 알려진 부탄올은 제조 및 용매로서 광범위한 응용 분야를 가진 중요한 산업 알코올입니다. 그것은 1-부탄올 (n-부탄올) 이 가장 널리 사용되는 여러 이성질체로 제공됩니다. 이해부탄올의 제조 방법다양한 방법이 다양한 산업 요구에 최적화 될 수 있으므로 산업 생산에 필수적입니다. 이 기사에서는 주요 생산 방법과 기본 프로세스를 살펴 봅니다.

1.부탄올 생산을위한 발효 공정

부탄올을 준비하는 가장 초기의 가장 지속 가능한 방법 중 하나는발효. ABE (아세톤-부탄올-에탄올) 발효라고도하는이 생물학적 과정은 다음과 같은 박테리아를 사용합니다.클로스 트리 디움 아세토 부틸 리쿰포도당, 옥수수 또는 당밀과 같은 탄수화물을 부탄올로 전환합니다.

• 주요 단계: ABE 발효 동안, 당은 아세트산 및 부티르산과 같은 산으로 분해된다. 이어서, 이들 산은 부탄올을 포함하는 용매로 추가로 전환된다. 이 방법은 전형적으로 아세톤, 부탄올 및 에탄올의 혼합물을 생성하는데, 이것이 부탄올을 분리하기 위해 증류와 같은 추가적인 분리 기술이 필요한 이유이다.
• 장점: 이 방법은 환경 친화적이며 재생 가능한 자원을 사용하여 지속 가능한 선택입니다. 그러나 화학 합성 공정에 비해 수율이 낮습니다.

2.Hydroformylation (Oxo Process)

하이드로 포름 화일반적으로 알려진 프로세스옥소 공정, 부탄올의 대규모 제조를 위해 널리 채택 된 화학 경로입니다. 이는 프로필렌 (알켄) 과 합성 가스 (일산화탄소와 수소의 혼합물) 를 반응시켜 부탄 (butanal) 을 형성 한 다음 수소화하여 부탄올을 생성하는 것을 포함합니다.

• 화학 반응: [ \ 텍스트 {C}3 \ 텍스트 {H}6 \ 텍스트 {CO} \ text{H}2 \ 오른쪽 \ 텍스트 {C}4 \ 텍스트 {H}8 \ text{O} \ quad (\ text{butanal}) ] 이어서, 부탄알을 수소를 사용하여 환원시켜 부탄올을 형성한다. [ \ 텍스트 {C}4 \ 텍스트 {H}8 \ text{O} \ text{H}2 \ 오른쪽 \ 텍스트 {C}4 \ 텍스트 {H}9 \ text{OH} \ quad (\ text {부탄올}) ]
• 장점: 이 방법은 매우 효율적이고 확장 가능하며 산업 목적을 위해 상당한 양의 부탄올을 생산합니다. 부탄올 이성질체 (n-부탄올, 이소-부탄올 등) 의 비율을 조절하도록 미세 조정할 수 있다.

3.Butyr알데히드의 감소

또부탄올의 제조 방법는부티르알데히드의 감소. 이 방법은 하이드로포르밀화와 밀접한 관련이 있지만 특히 부탄올을 수득하기 위한 부티르알데히드의 수소화에 중점을 둔다.

• 프로세스 개요: 부티르알데히드는 프로필렌의 하이드로포르밀화로부터 생성된다. 이어서, 알데히드를 수소 가스로 촉매적으로 환원시켜 n-부탄올을 생성한다.
• 사용되는 촉매: 전형적인 수소화 촉매는 온화한 조건하에서 환원 반응을 촉진하는 니켈 또는 팔라듐을 포함한다.
• 산업 관련성: 이 방법은 더 선택적이고 순수한 n-부탄올 제품이 필요할 때 선호된다.

4.크로톤알데히드의 촉매 수소화

크로톤알데히드의 촉매 수소화는 부탄올 생산을 위한 또 다른 화학적 경로이다. 이 과정에서 크로톤알데히드 (불포화 알데히드) 는 선택적 수소화를 거쳐 부탄올을 형성한다.

• 반응: 크로톤알데히드를 금속 촉매 (예: 니켈 또는 구리) 의 존재하에 수소 가스로 처리하여 이중 결합을 파괴하여 부탄올을 생성한다.
• 응용 프로그램: 이 방법은 덜 일반적이지만 특정 부탄올 유도체가 틈새 화학 공정에 사용되도록 요구되는 경우에 사용된다.

5.바이오 부탄올: 지속 가능한 미래

바이오부탄올은생물학적 소스바이오 매스와 같은. 지속 가능성에 대한 관심이 증가함에 따라 석유 유래 부탄올의 대안으로 바이오 부탄올에 대한 상당한 관심이 생겼습니다.

• 생산 방법: ABE 발효와 유사하게, 바이오부탄올은 바이오매스 또는 농업 잔기의 미생물 발효를 통해 생성된다. 유전 공학 및 대사 최적화의 발전으로 인해 더 높은 수율과 향상된 효율로 바이오 부탄올의 생산이 가능해졌습니다.
• 환경 영향: 바이오 부탄올은 재생 가능한 공급 원료를 사용하고 전통적인 석유 화학 경로에 비해 탄소 발자국이 적기 때문에 더 친환경적인 대안으로 간주됩니다.

결론

부탄올의 제조 방법생물학적 발효에서 하이드로포르밀화 및 수소화와 같은 정교한 화학적 과정에 이르기까지 다양합니다. 각 방법은 고유 한 장점을 가지고 있으며 다양한 산업 응용 분야에 적합합니다. 지속 가능성에 대한 강조가 커지면서 바이오 부탄올은 재생 가능하고 친환경적인 옵션으로 주목을 받고 있습니다. 기술이 발전함에 따라 부탄올 생산의 효율성과 확장 성이 지속적으로 향상되어이 다재다능한 화학 물질에 대한 글로벌 수요 증가를 충족시킬 수 있습니다.

이러한 제조 방법을 이해함으로써 산업은 생산 요구, 지속 가능성 목표 및 원하는 형태의 부탄올 (n-부탄올, 이소-부탄올 등) 에 따라 가장 적합한 기술을 선택할 수 있습니다.