Spośród wielokierunkowego wykorzystania izopropanolu jako materiału wyjściowego w syntezie innych związków organicznych, największe znaczenie dla przemysłu mają rozpuszczalnikowe gatunki tego alkoholu. Są one przede wszystkim stosowane do produkcji powłok ochronnych, farb i lakierów oraz tuszów i atramentów. Największe zapotrzebowanie na alkohol izopropylowy występuje obecnie na kontynencie azjatyckim.

Propanol-2, znany także pod takimi nazwami, jak alkohol izopropylowy (IPA) oraz izopropanol, w warunkach normalnych jest bezbarwną, ruchliwą i łatwopalną cieczą o dobrze wyczuwalnym zapachu, podobnym do zapachu mieszaniny acetonu i etanolu. Miesza się w dowolnym stosunku z wodą, jak i z organicznymi rozpuszczalnikami, w tym z etanolem, chloroformem, eterem etylowym, acetonem i benzenem. Najczęściej spotykanym na rynku gatunkiem jest techniczny, bezwodny alkohol izopropylowy o minimalnej czystości 99%. W obrocie handlowym są również dostępne gatunki izopropanolu o wyższym stopniu czystości, spełniające m.in. wymagania Amerykańskiego Stowarzyszenia Chemicznego (ACS), jak i amerykańskiej farmakopei – bardzo czysty (99,8%) alkohol izopropylowy USP.

Produkcja
Podstawowym surowcem do produkcji alkoholu izopropylowego na skalę przemysłową jest propylen. W starszej, wykorzystywanej nadal technologii (zwłaszcza w Stanach Zjednoczonych), stosuje się dwuetapowy proces uwadniania rafineryjnych gatunków propylenu, który jest najpierw wprowadzany do stężonego roztworu kwasu siarkowego w temperaturze ok. 20^oC i pod ciśnieniem 10–12 barów. Otrzymany w pierwszym etapie syntezy monoester kwasu siarkowego (siarczan izopropylu) jest następnie hydrolizowany z użyciem pary wodnej. Końcowy produkt o żądanym stopniu czystości jest otrzymywany w wyniku destylacji surowego izopropanolu.
Nowsza metoda produkcji alkoholu izopropylowego wykorzystuje bezpośrednią, katalizowaną kwasami hydratację chemicznych gatunków propylenu o czystości 90–99%. Reakcja uwodnienia surowca w fazie ciekłej jest zazwyczaj prowadzona w obecności kationitowej żywicy sulfonowanego polistyrenu lub rozpuszczalnego w wodzie wolframowego katalizatora. Wykorzystanie kationitowego wymieniacza jonowego wymaga zastosowania wysokiego ciśnienia (80–100 at) i ogrzania mieszaniny reakcyjnej do ok. 150^oC. Przykładowo, w technologii Uhde stosuje się dwunastokrotny nadmiar wody w stosunku do propylenu, aby zmniejszyć możliwość dimeryzacji i trymeryzacji wyjściowego alkenu. Głównym produktem ubocznym jest wówczas eter diizopropylowy oraz niewielkie ilości izoheksenów. Selektywność reakcji wynosi ponad 95% przy 75% konwersji propylenu. Wyższa selektywność reakcji jest obserwowana podczas katalizowanej kwasem fosforowym, bezpośredniej hydratacji propylenu w fazie gazowej na nieruchomym katalizatorze.

Niezależnie od specyfiki prowadzonego procesu, surowy alkohol izopropylowy jest kierowany na kolumnę destylacyjną, gdzie następuje oddzielenie produktów ubocznych od azeotropowej mieszaniny, która zawiera 88% izopropanolu i 12% wody. Bezwodny produkt jest otrzymywany w wyniku destylacji z dodatkiem benzenu lub cykloheksanu, pełniącego funkcję czynnika azeotropującego. Stosowanie dodatkowego etapu oczyszczania adsorpcyjnego prowadzi do uzyskiwania bardzo czystych gatunków izopropanolu.
Niewielkie ilości propanolu-2 są wytwarzane poprzez katalityczne uwodornienie acetonu, zwłaszcza gdy na rynku występuje nadpodaż tego ketonu, jaki powstaje obok fenolu w technologii kumenowej. Wykorzystując technologię Mitsui, francuska firma Novapex rozpoczęła w styczniu 2010 r. produkcję izopropanolu z acetonu. Nowe zakłady tej firmy o potencjale wytwórczym 40 tys. t/r. są położone w Roussillon (Francja) i zostały przystosowane do wytwarzania 3 różnych gatunków alkoholu izopropylowego – technicznego, farmaceutycznego i kosmetycznego. Japońska firma Mitsui Chemicals Inc., plasująca się w ścisłej światowej czołówce wytwórców fenolu i acetonu metodą kumenową, planuje wykorzystać otrzymywany keton jako materiał wyjściowy do produkcji alkoholu izopropylowego. Nowa linia produkcyjna Osaka Works (Takaishi, Japonia) o zdolnościach wytwórczych 60 tys. t/r. będzie oddana do eksploatacji w 2013 r. Jednocześnie w Takaishi zostanie zamknięta instalacja o potencjale wytwórczym 28 tys. t/r., w której synteza propanolu-2 jest dotychczas prowadzona w oparciu o propylen.
Zgodnie z szacunkowymi obliczeniami analityków rynkowych, globalne zdolności wytwórcze izopropanolu wynosiły w 2010 r. ok. 2,3 mln ton. Czterech największych producentów (Stell Chemical Company, Dow Chemical, ExxonMobil Chemical oraz Sasol) dysponuje łącznie mocami wytwórczymi na poziomie przekraczającym 1,5 mln t/r., co stanowi ponad 65% światowego potencjału produkcyjnego. Instalacje tych firm są przede wszystkim położone na kontynencie północnoamerykańskim oraz w Unii Europejskiej. Wysoko tonażowa produkcja jest prowadzona w 3 zakładach, których zdolności wytwórcze wynoszą ponad 200 tys. t/r. W skali całego świata istnieją 4 instalacje o mocy produkcyjnej od 100 do 200 tys. t/r., należące do różnych producentów oraz 7 zakładów wytwórczych, zdolnych do produkcji od 50 do 100 tys. t/r.
W unijnej czołówce wytwórców izopropanolu znajduje się Holandia oraz Niemiecka Republika Federalna. Francuskie moce produkcyjne zmniejszyły się o 110 tys. t/r. wraz z zamknięciem pod koniec 2009 r. instalacji należącej do LyondellBasell Industries. Z produkcji alkoholu izopropylowego w Deer Park (Stany Zjednoczone) wycofała się także firma Shell Chemical Company. Położona w Teksasie fabryka o zdolnościach wytwórczych 270 tys. t/r. została wyłączona z eksploatacji w listopadzie 2008 r.

Zastosowanie
Mając na uwadze dużą szybkość parowania oraz wysoką zdolność rozpuszczania szerokiej gamy różnorodnych substancji, alkohol izopropylowy jest jednym z najczęściej wykorzystywanych rozpuszczalników, zarówno w poszczególnych segmentach przemysłu, jak i w produktach chemii gospodarczej. Ze względu na stosunkowo bardzo niską toksyczność, izopropanol został dopuszczony do użytku jako rozpuszczalnik dla dodatków spożywczych. W innych aplikacjach zastępuje natomiast bardziej toksyczny metanol lub glikol etylenowy. Obliczenia firmy konsultingowej SRI Consulting wskazują, że ogólnoświatowe zużycie tego alkoholu jako rozpuszczalnika stanowiło w 2010 r. ponad 60% dostępnego na rynku wolumenu.
Rozpuszczalnikowe gatunki izopropanolu znajdują m.in. zastosowanie w następujących operacjach:

• produkcja powłok ochronnych, tuszów i atramentów, klejów, farb oraz lakierów opartych na pochodnych celulozy,
• otrzymywanie rozcieńczalników i preparatów stosowanych do wykańczania drewnianych wyrobów,
• profesjonalne czyszczenie powierzchni metalicznych oraz elementów elektronicznych i elektrycznych (np. gniazda zasilania, klawiatura komputerowa, szklane oraz ciekłokrystaliczne monitory, telefony komórkowe i stacjonarne, itp.),
• ekstrakcja i oczyszczanie produktów naturalnych, takich jak szelak, pektyny, oleje roślinne, tłuszcze zwierzęce, gumy, alkaloidy, woski,
• usuwanie śladowych ilości płynu hamulcowego z hydraulicznego układu pojazdów mechanicznych,
• oczyszczanie naturalnych i syntetycznych żywic,
• usuwanie niektórych klejów, pozostających po oderwaniu papierowych etykiet lub taśm klejących,
• czyszczenie drewna i różnorodnych gatunków tkanin,
• konserwacja preparatów biologicznych,
• dezynfekcja i sterylizacja powierzchni szpitalnych oraz aparatury medycznej i dentystycznej.

Izopropanol USP jest wykorzystywany do produkcji tabletkowanych środków leczniczych, maści, jak i ciekłych preparatów w aerozolu oraz do miejscowej sterylizacji skóry przed przystąpieniem do iniekcji. Alkohol izopropylowy wykazuje ok. dwukrotnie większe zdolności dezynfekcyjne w porównaniu z etanolem. 70% wodny roztwór IPA jest natomiast stosowany jako alkohol do nacierania. Bardzo czyste gatunki propanolu-2 wchodzą także w skład wielu wyrobów kosmetycznych, perfum oraz są jednym ze składników wody toaletowej.

CAŁY ARTYKUŁ ZNAJDĄ PAŃSTWO W NR 1/2012 "CHEMII I BIZNESU". ZAPRASZAMY.