Par LaTasha Favors Mis à jour le 24 mars 2022
La principale matière première pour l’alcool isopropylique est le propène, un alcène issu de la distillation fractionnée du pétrole brut, des liquides de gaz naturel et du goudron de houille. Lors du raffinage, les hydrocarbures complexes sont décomposés; le propène est séparé en fonction de son point d'ébullition distinct, ce qui lui permet d'être collecté sous forme de liquide pur. L'eau est le deuxième composant essentiel, fourni avec une grande pureté pour éviter les impuretés qui pourraient affecter les étapes en aval.
L'hydratation est la transformation chimique principale qui convertit le propène (C3 H6 ) en alcool isopropylique (C3 H7 OH). Le processus ajoute un groupe hydroxyle à la chaîne carbonée, formant l’alcool. Deux voies industrielles sont largement utilisées :l'hydratation directe et l'hydratation indirecte (acide sulfurique).
Dans la méthode directe, le propène et l'eau sont introduits simultanément dans un récipient de réaction sous température (généralement 150-200°C) et pression (20-30 bars) contrôlées. Un catalyseur acide solide (généralement des supports imprégnés d'alumine ou d'acide phosphorique) facilite l'ajout d'eau à travers la double liaison. Après la réaction, le mélange est refroidi et le propène et l'eau n'ayant pas réagi sont recyclés vers la boucle de matière première, garantissant ainsi l'efficacité des matériaux et le contrôle des coûts.
Cette approche protonne d'abord le propène avec de l'acide sulfurique concentré dans un absorbeur, formant un mélange d'esters de sulfate de propyle. Le propène estérifié est ensuite hydrolysé dans un hydrolyseur à haute température et haute pression (généralement 200 à 250 °C, 30 à 40 bars) pour libérer de l'alcool isopropylique et régénérer l'acide sulfurique. L'acide récupéré est réintroduit dans l'absorbeur, créant un système en boucle fermée qui minimise les déchets d'acide.
Les deux voies d'hydratation donnent un mélange brut contenant de l'alcool isopropylique, de l'eau, des matières premières n'ayant pas réagi et des traces de catalyseurs ou de résidus acides. Une série de colonnes de distillation fractionnée sépare ces composants en fonction de leur point d’ébullition. La première colonne isole l'eau (Eb 100°C), tandis que les étapes suivantes raffinent l'alcool jusqu'à une pureté de 99,5 à 99,9 %, adaptée aux applications médicales, industrielles et domestiques. Les sous-produits résiduels sont soit recyclés, soit traités conformément aux réglementations environnementales.
La fabrication d'alcool isopropylique nécessite un contrôle rigoureux de la température, de la pression et de la manipulation du catalyseur pour éviter les rejets dangereux. Les installations respectent les normes OSHA et EPA, utilisant des équipements antidéflagrants et des systèmes de ventilation robustes. De plus, le recyclage en boucle fermée du propène, de l'eau et de l'acide réduit les émissions de gaz à effet de serre et s'aligne sur les objectifs de développement durable de l'industrie.
La demande mondiale d’alcool isopropylique a augmenté en raison de pratiques d’hygiène accrues et d’une utilisation accrue dans les produits pharmaceutiques. Les fabricants continuent d'optimiser les formulations de catalyseurs et l'efficacité des processus, en visant des rendements plus élevés et une consommation d'énergie réduite.
Pour plus de détails techniques, consultez les International Chemical Safety Cards (ICSC) et les dernières publications de l'American Chemical Society.