异丙醇铝的合成

物理化学性质^【1】

铝醇盐是在催化剂的作用下采用金属铝与相应的醇直接反应制得。对于同- -种金属，与其反应的醇的碳链越长、支链越多，反应速度越慢。比较铝与各种醇的反应速度，铝与丁醇及其以上的醇反应时间较长，与甲醇和乙醇的反应由于生成固体物质包覆于铝片表面，阻碍醇与铝的进一- 步反应。

如果在此类反应中加人另一种溶剂，溶解生成物，促进这两个反应的进行，将使过程复杂化。而铝与正丙醇和异丙醇的反应产物为液体，反应进行较快、较容易。从表2-1可以看出”，在相同条件下，几种铝醇盐中异丙醇铝的沸点最低，易于减压蒸馏进行纯化，异丙醇铝比正丙醇铝更具有优势，所以其应用更为广泛。

异丙醇铝(AI(OPr);,三异丙醇铝的简称)，分子式C,H2AI03，相对分子量204.33，密度1. 0346g/cm³(25C)。 异丙醇铝最早是由亚历山大蒂森科在1898年的俄罗斯物理化学年会上的论文中首次提及的15。该物质室温下为易吸潮的白色固体，可溶于乙醇、异丙醇、苯、甲苯、氯仿、四氧化碳及石油醚等有机溶剂，遇水则分解'6。熔点119C，其沸点与压力的相应值见表2-1。

提纯方法

金属醇盐常规提纯方法有如下三种，

(1)减压蒸馏法。此方法主要是依据金属醇盐的低沸点性质，但是其沸点又要比常规蒸馏有机化合物沸点高，冈此可采用减压蒸馏的方法进行纯化j减肤

(2)荤取法。此方法主要是根据金属醇盐易溶于有机溶剂的特点，使不溶性杂质沉降在容器底部，然后在惰性气体保护下利用过滤的方法进行分离纯化。该方法弥补了一些物质不能减压蒸馏的缺点，也是较为常见的方法，但是此方法耗时较长．不利于大规模生产：

(3)重结晶法。此方法主要是将杂质含量较高的金属醇盐溶解在上定的有机溶剂(如笨)中，分离出不溶性杂质，然后通过溶剂挥发或蒸发、降温，使醇盐结晶出来，杂质或可溶性有机杂质因为未达到饱和而留在饱和液中，从而实现分离纯化的目的。异丙醇铝提纯方法通常采用上述方法中的减压蒸馏法实现。对于异丙醇铝中铁和硅两种特殊杂质，在它们含量较高时，还可采用特殊方法进行脱除。

居明丽等报道，在铝醇盐体系中加入一种能溶于异丙醇的络合剂，可与醇盐中的铁杂质形成络合物，利用异丙醇铝在异丙醇中溶解度的不同，使异丙醇铝从肄丙醇中结晶出来，而铁络合物能较多地分配于异丙醇中，从而与异丙醇铝分离．达到除铁目的。

杨咏来等，报道将粗制的铝醇盐产品溶解于苯或甲苯等萃取液中，再把一种能与杂质乍成不溶性络合物的络合剂加入到铝醇盐中，络合剂与杂质搅拌反应，静置，沉降(或过滤)，再将萃取液及络合液蒸馏，得到最终高纯铝醇盐产品这种办法除醇盐中的铁杂质效果较好，但是工艺要求时间较长，溶剂的使用．不易于工业化生产。

王明艳采用减压蒸馏添加剂法在传统减压蒸馏纯化铝醇盐的基础上，向铝片与醇的反应中直接添加除硅试剂，在反应过程中生成其他硅物质，减压蒸馏时留在底物中，从而得到高纯的铝醇盐。此方法：工艺流程简单，环保，易于工业化生产．

异丙醇铝合成工艺

合成异丙醇铝原料分别为高纯铝、异丙醇和催化剂制备不旧纯度氧化，选用的铝原料不同。要制备99．995％以上纯度的氧化铝，合成异丙醇铝时要选用99．996％纯度的铝片，其成分见表2—2．

异丙醇选择的关键是其含水量，一般应选用3级以上的异丙醇。微量的水往往会造成异丙醇铝合成时间延长甚至是无法进行，有文献报道当水含量达到0．11％时，铝与异丙醇反应引发时间需要125min；当水含量达到0．5％以上，铝与异阳醇不反应。

判断异雨醇中是否含水以及去除异丙醇中微量水的方法都可以采用向异丙醇中加入异阿醇铝的方式进行。当向异丙醇中加入异丙醇铝后，如异丙醇中含微量水，则肄阿醇销与水发生水解反应，混合溶液中会出现白色絮状物，为氢氧化铝，同时消耗了异丙醇中的水；如异丙醇铝加入后混合溶液透明无变化，则表明异丙醇中不含水。

异丙醇铝合成使用的催化剂叮选择无水氯化铝或氯化汞。当选择无水氯化铝为催化剂时，产生HCI气体，会对不锈钢设备产生腐蚀，因此该反应要在搪瓷釜中进行。如使用氯化汞为催化剂，则可在不锈钢设备中进行。

设计异丙醇铝合成反应釜时除考虑材质外，还需要考虑合成反应釜体上的加热面积和冷凝塔的换热面积。

图2—3给出了异丙醇铝合成采用的设备示意图。主要分两部分：釜体和冷凝器。釜体有两个夹套，底部夹套为加热用，通导热油或高压蒸汽；侧壁夹套以及釜体内的内艋管在紧急情况时通冷却水，用来处理异丙醇铝合成中由于过热引起的爆沸冲料，合成成异丙醇铝过程中考虑到安全因素，其加料顺序也有一定要求。一般采取先加铝片，后加异丙醇和催化剂的方式。

反过来，如果在热锅状态下先加异丙雕，则会产生大量异阿醇蒸汽，当蒸汽与宅气接触达到爆炸极限(体积分数)2％～8％，存随后加铝过程中如有静电产生，就会引起爆炸，异丙醇铝的合成属丁二化工合成过程，涉及大量的有机溶剂，并会产生大量的氢气，因此，在合成车间一定要防止静电产生，整个厂房要有避雷电和烟花爆竹措施，厂房内的电器设备要采用防爆装置，厂房内禁止有明火产生。

异丙醇铝合成配料比可采取两种方式，一种是异丙醇过剩方式，另--8I'是铝过剩方式。两种方式各有利弊。，采取异丙醇过剩方式，反应结束后，铝消耗完全，釜内没有铝残渣，不用定期清理，人工操作比较方便，但在合成完全后需要增加一个蒸出异丙醇的环节，同时反应结束点难以判断。采取铝过剩方式，反应结束后有残留的铝存在，需要进行定期清理，但应结束点易于判断，合成过程能够控制。

参考文献

[1]王晶著,金属醇盐法高纯氧化铝制备工艺及性能,冶金工业出版社,2015.11,第27页