Was ist Isobutanol?

Isobutanol ist eine organische Verbindung, eine Form von leichtem Alkohol, die aus natürlichen und petrochemischen Quellen hergestellt wird und viele gängige Lösungsmittel und einige potenzielle Kraftstoffverwendungen aufweist. Es gilt als Ergänzung oder Ersatz für Benzin, da es mehr Energie verbraucht als Ethanol und aus land- und forstwirtschaftlichen Abfallprodukten auf Zellulosebasis wie Mais und Zuckerrohr hergestellt werden kann. und Holz. Zu den industriellen Anwendungen von Isobutanol zählen die Verwendung als chemisches Zwischenprodukt bei der Herstellung von Estern, bei der Herstellung von Textilien sowie als Reinigungs- oder Poliermittel.

Da Isobutanol mit anderen gängigen Lösungsmitteln wie Alkoholen, Ketonen, Aldehyden und Ethern mischbar ist, eignet es sich für viele chemische Verbindungen und Reaktionen in der Industrie. Am häufigsten wird die Chemikalie jedoch bei der Herstellung von Estern als Bestandteil von Farbbeschichtungen wie Lacken verwendet. Aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften ist es erforderlich, dass es Lackzusammensetzungen nur in Konzentrationen von 5 bis 10 % zugesetzt wird. Weitere Verwendungszwecke sind die Herstellung von Synthesekautschuk, die Herstellung von Arzneimitteln sowie die Verwendung als Dehydratisierungsmittel, da es sich nur teilweise mit Wasser vermischt.

Obwohl Isobutanol nicht als Ersatz für erdölbasierte fossile Brennstoffe gilt, da hierfür eine große Menge an organischem Material erforderlich wäre, gilt es als Schlüsselkomponente der Industrie für alternative Brennstoffe. Einer der Vorteile von Isobutanol gegenüber Ethanol besteht darin, dass es in jedem beliebigen Prozentsatz mit Benzin gemischt werden kann. Dies liegt daran, dass die Energiedichte und die Oktanzahl näher an denen von Benzin liegen.

Es gibt mehrere Methoden zur Herstellung von Isobutanol, einschließlich solcher unter Verwendung petrochemischer Vorläufer, die seit 2011 kommerziell günstiger sind als die Biomasseproduktion. Eine ölbasierte Methode besteht darin, Propylen, ein farbloses, gasförmiges Alken, das aus Erdöl gewonnen wird, durch eine Hydroformylierungsreaktion zu verarbeiten produziert 85 % Butanol und 15 % Isobutanol.

Die Reppe-Carbonylierung, benannt nach Walter Reppe, einem renommierten deutschen Chemiker des frühen 20. Jahrhunderts, ist ein ähnlicher Prozess, bei dem nicht nur Wasserstoff wie bei der Hydroformylierung, sondern auch Kohlenmonoxid und ein Eisenkatalysator hinzugefügt werden. In Japan wurde es bis 20 häufig zur Herstellung von Isobutanol verwendet. Das Reppe-Verfahren unterschied sich von der Standardcarbonylierung darin, dass die Butanolalkoholprodukte der Reaktion unter milderen Reaktionsbedingungen hergestellt wurden, wenn auch mit mehr chemischen Vorläufern.

Im Jahr 2010 wurden pro Jahr etwa 3.000.000 Tonnen Butanol für verschiedene industrielle Zwecke produziert, mit einem Marktwert von 4.000.000.000 US-Dollar (USD). Das Isobutanol-Segment dieses Marktes wird weltweit auf 560.000.000 USD pro Jahr geschätzt. Allerdings wächst die Isobutanolproduktion in den USA im Zuge der Umgestaltung der Ethanolanlagen rasant. Während Ethanol nur etwa 67 % der Energie eines äquivalenten Benzinvolumens enthält, enthält Isobutanol 82 % und ist für Rohre nicht korrosiv, wie es bei Ethanol der Fall sein kann. Ein führender US-amerikanischer Hersteller von Isobutanol plant ab 2015 eine geschätzte Produktionskapazität von 350.000.000 Gallonen (1.324.894.120 Liter) pro Jahr.

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