Notă tehnică privind tehnologiile de producție a alcoolului izopropilic (IPA)
Aprobare: 25 februarie 2019
Rezumat: Această notă tehnică vizează identificarea tehnologiilor brevetate la nivel mondial de producție a alcoolului izopropilic (IPA) pentru perioada 1900-2018. Datele au fost colectate printr-o ecuație de cuvinte cheie în baza de date de brevete Patent Inspiration®. Căutarea efectuată în data de 03.03.2018 a arătat un număr de 89 de cereri de brevet și subvenții, dintre care 40 au fost relevante. Din analiză, au fost identificate trei metode de obținere a IPA: hidratarea acetonei, hidratarea propilenei și prin activitatea enzimatică a bacteriilor modificate genetic. Pentru descrierea tehnologiilor, au fost selectate brevetele CN103449967B (2015), US5808161A (1998) și respectiv EP3348646A1 (2018). Ca o recomandare, se propune executarea studiilor de fezabilitate economică pentru producția de IPA în Venezuela cu materii prime naționale.
Cuvinte cheie: producție IPA, fabricarea alcoolului, hidratarea alchenelor, hidratarea cetonelor, aplicarea modificării genetice a bacteriilor.
Rezumat: Obiectivul acestei note tehnice este identificarea tehnologiilor brevetate la nivel mondial de producție a alcoolului izopropilic (IPA) pentru perioada 1900 - 2018. Datele au fost colectate printr-o ecuație de cuvinte cheie în baza brevetului Patent Inspiration®. Căutarea efectuată în data de 03.09.2018 a arătat o sumă de 89 de cereri de brevet și concesii, dintre care 40 au fost relevante. Din analiză, au fost identificate trei metode de obținere a IPA: hidratarea acetonelor, hidratarea propilenei și prin activitatea enzimatică a bacteriilor modificate genetic. Pentru descrierea tehnologiilor, au fost selectate brevetele CN103449967B (2015), US5808161A (1998) și respectiv EP3348646A1 (2018). Ca recomandare, se propune executarea studiilor de fezabilitate economică pentru producția de IPA în Venezuela cu materii prime naționale.
Cuvinte cheie: producția de IPA, fabricarea alcoolului, hidratarea alchenei, hidratarea acetonei, modificarea genetică a aplicării bacteriilor.
2-propanol, numit și alcool izopropilic, izopropanol sau IPA; Este un solvent foarte util pentru industria farmaceutică, chimică și petrochimică. Acesta îndeplinește funcții ca alcool de frecare farmaceutic, solvent în formularea de vopsele, lacuri, diluanți, cerneluri, adezivi, detergenți de uz general, dezinfectanți, produse cosmetice, articole de toaletă, detartranți, produse farmaceutice, uleiuri de motor și ca intermediar chimic pentru producerea de izopropilamine, eteri izopropilici și esteri izopropilici [1]. Producția sa industrială este în principal prin combinarea apei și propilenei într-o reacție de hidratare și într-un grad mai mic prin hidrogenarea acetonei.
În cazul hidratării, există două căi de producție, cea indirectă cu acid sulfuric și cea directă cu catalizatori susținuți. În primul proces poate fi utilizată o propilenă de calitate scăzută, care predomină în SUA, în timp ce în al doilea este necesară o propilenă de înaltă puritate, care este frecvent utilizată în Europa. Este important de reținut că aceste procese produc în principal IPA în loc de 1-propanol, deoarece adăugarea de apă sau acid sulfuric la propilenă este conformă cu regula Markovnikov [2]. În ciuda faptului că aceste tehnologii sunt cunoscute pe scară largă, este necesar să se exploreze noutățile privind fabricarea alcoolului.
În Venezuela, Pequiven S.A. Este cel mai mare importator IPA, urmat de entități private dedicate procedurii vamale a produselor chimice, precum Integrity International Trading Venezuela C.A. În ciuda tutelei Pequiven S.A. În ceea ce privește importurile, disponibilitatea IPA nu este constantă din cauza costurilor pe care le implică această acțiune. În consecință, vânzarea de 2-propanol pe piața internă este supusă unor prețuri ridicate de către importatorii privați, bazându-și costul pe valoarea valutelor ilicite sau a libertății de speculație a prețurilor.
Pentru a ghida consolidarea motorului industrial național și sprijinul în reducerea importurilor de produse medii din sectorul petrochimic prin pregătirea documentelor de supraveghere tehnologică și inteligență competitivă (VTeIC). Posibile rute de producție pentru 2-propanol în conformitate cu tehnologiile brevetate până acum, avantajele și evoluția lor istorică sunt descrise pe scurt.
Raportul se bazează pe abordarea informativă a producției și pe aspectele teoretico-tehnice ale IPA. A fost utilizată ecuația de căutare
((producție SAU fabricare SAU obținere) ȘI ("Propan-2-ol" SAU C3H7OH SAU C3H8O SAU "2-Propanol" SAU Isopropanol SAU "Alcool de frecare" SAU "alcool sec-propilic" SAU "s-Propanol" SAU "iPrOH "SAU" Dimetil carbinol "SAU IPA))
în câmpul de titlu al platformei de căutare Patent Inspiration®. Rezultatele au fost recuperate pentru perioada 1900-2018 (89 de cereri de brevet și subvenții), stocate, procesate și analizate. Căutarea a fost efectuată pe 3 septembrie 2018.
3. Discutarea rezultatelor
Analiza a indicat că primul brevet pentru producția de IPA a fost acordat în 1930 unei companii engleze numite Imperial Chemical Industries. Procesul s-a bazat fundamental pe hidrogenarea acetonei în faza de vapori cu un catalizator de cupru și/sau argint, care ar fi ulterior schimbat cu oxid de tungsten albastru de către aceeași companie; împreună cu un oxid sau hidroxid de metal divalent [3]. Pentru anul 1947, a fost publicată obținerea IPA prin absorbția propilenei și a produselor secundare ale diizopropil eterului (C6H14O) în faza lichidă cu acid sulfuric (H2SO4). Ulterior, au fost brevetate mai multe procese [4, 5] evidențiind ca standard producția de alcool prin hidratarea propilenei (C3H6). În acest sens, brevetul US5808161A, publicat în 1995 de către compania ExxonMobil Oil Corp. descrie clar tehnologia [6].
Datorită interesului unui grup de țări care au avut un surplus de producție de acetonă într-un mod secundar, cererile și concesiunile de brevete legate de hidratarea acetonei au revenit ani mai târziu. Fiind China una dintre țările de frunte în brevetarea producției de 2-propanol sub tehnologie de hidratare. În acest sens, brevetul JPH0341038A, publicat în 1989 de compania Mitsui Chemicals, a prezentat hidrogenarea acetonei în prezența unui catalizator de oxid de cupru sau oxid de crom între (60-200) ° C [7]. În 1998, cererea JPH0356428A a arătat un proces similar cu ruteniu (Ru) ca catalizator și brevetul JPH03141235A cu nichel Raney® [8, 9]. Pentru anul 2015, Jiangsu Nine Heaven High Tech Co. Ltd a obținut acordarea brevetului CN103449967B în care conversia acetonei este crescută până la 99,9% și randamentul izopropanolului poate ajunge la 99,5%. În același timp, emisia de deșeuri organice în timpul procesului este foarte redusă [10].
Pe baza progreselor și invențiilor realizate la nivel mondial în anii 1990 și 2000 în domeniile biotehnologiei și bioingineriei, compania Genomatica Inc. a prezentat pentru anul 2010 cererea de brevet US20100323418A1 intitulată „Organisme pentru producerea izopropanolului, n-butanolului și izobutanolului ”, Acordat apoi sub numărul US8993285B2 [11] în cazul în care microorganismele nenaturale cu gene care codifică enzime catalizează izopropanolul din 4-hidroxibutiril-CoA. Anul următor, cererea sa US2011201068A1 „Microorganisme și metode pentru coproducția izopropanolului cu alcooli primari, dioli și acizi”, acordată ulterior sub numărul US8715971B2 în 2014, a dezvăluit un proces de la organismele microbiene cu abilitatea de a biosinteza IPA în n -propanol (C3H8O)/IPA, 1,4-butandiol (C4H10O2)/IPA, 1,3-butandiol (C4H10O2)/IPA sau acid metilacrilic (C4H6O2)/mod IPA. În acest sens, ambele lucrări au promovat în domeniul sintezei compușilor organici de interes industrial, un val în creștere de cercetare, procese și îmbunătățiri în segmentul producției de IPA din procese microbiologice.