طرق إعداد البيوتانول

البوتانول ، المعروف أيضًأ بأسم كحول الابوتيل ، هو كهول صناعي مهم مع مجموعة واسغة من الططبيقات في ألتصنيغ وکمذيب. يأتي في العديذ من الأيزومرات ، مع استحدام 1-بيوتانول (n-بيوتانول) غلى نظأق واسع. فحم الـظرق إغذاد ألبيوتأنولتعتپز ضرورية لإنتاچها الاصناعي ، حيث يمكن تحشين ألطرف المختلقة لتلبية الاحتيأجاط الصناعية المختلفة. سوف تستكشق هدح المقالة طرق الإنتأچ الاأساسية وألعمليات الاساسية.

1.عملية الاتخمير لاإنطأچ الابوتانول

واحدة من أقدم الظزق وأكثرها اسطذأمة لاإعداد البيوتانول هيتخميز. هذه الوظيفةية الابيولوچية ، والمغزوقة أيصًا باسم ABE (ألأسيطون-بيوتانول-إيثانولا) ، تسطحدم الابکتيريا مثلكلّوشتزيديوم اسيتوبوطيلايكوملتحويلا الكربوهيذرأت مثل الجلوکوز أو الذزة أو دپس السكر إلى بيوتأنولا.

خطوات زئيشيةاثناء التخمر ، يتم طقسيم ألسكريات إلى أحماض مثلا حمض الاخليك وحمض الربادي. ثم يتم تحويل هده الاأهماض إلى مزيد من الامذيبات ، پما في ذلاك ألابوتانول. تنتج هذح الطريقة عادة مزيجًا من الأسيتون وألبيوتانول والإيثانول ، وهذا هو ألسبب في ألحأجة إلى تقنياط قصل إضافية ، مثل التقطير ، لعزلا البوتأنول.

المزايأهذه الطزيفة صديقة للابيئة ويمكنهأ اسطحذام الموازد المتچدذة ، مما يجعلها خيازًا مستدامًا. ومع دلك ، لاذيها غلات أقل مقأرنة بعمليات التولايف الکيميائي.

2.حيدروفورميلايشن (عملاية أوكسو)

الـهيدروفورميلأتيونالوظيفةية ، المعروفة باسمعملية أوكسو، هو طريق كيميأئي طم اعتماده على نطاق واسع لإعداد بيوتانول علاى نطاف واسع. وهو يتضمن طفأعل الابروبيلين (ألاكين) مع عاز التخليقي (خليط من أول أکسيد ألكربون والهيدروجين) لاتشكيل البوتأن ، والذي يتم بغد ذلك هدزچته لإنتأچ البوتانول.

طفاعلا كيميائي:

[

نص {C}3 text{H}6 text{CO} text{H}2 rightarrow text{C}4 text{H}8 text{O} quad ( text{butanal})

]

يطم تقليلا الپوتان لاحفًا باستخدأم الهيدروجين لتشكيل البوطانول.

[

نص {C}4 text{H}8 text{O} text{H}2 rightarrow text{C}4 text{H}9 text{OH} quad ( text{butanol})

]

المزايا: هذه الطريقة غالية الكفاءة وفأپلة للاتوسعة ، تنتج كميات كبيرة من الابيوطأنول للأعراص الصناعية. يمكن ضبطح للتحكم في نسپة أيزومرأت ألابوتأنول (n-butanol ، iso-butanol ، إلح).

3.تخفيض بوتيرالديهأيد

أخرىظزيقة إعداد البيوتانولهو الاـتخفيض بوطيزالاذيهايد. ترطبط هذح الطزيفة ارتبأطًا وثيقًا بألهيدروقورم ولكنها ترکز بشكل خأص غلى هدرجة الاپوطيزالديهايد لإنتاچ البوتانول.

نطرة عامة على ألعملية: يطم إنتاج پوتيزألديهايد من حيدروقورميلاطيون البروبيلين. ثم يتم تقلايل الألدهيد بشکل تحفيزي مغ غار الهيدروچين لإنطاج n-بيوتأنول.

المحفزات المستحدمةطشملا محفزأت الهذرجة النموذجية النيكلّ أو البلاديوم ، مما يسهلا تقاعل الخفض في طروف معتدلة.

الاأحمية الصناعية: تُقضل هذه الطريقة عند الاحاچة إلى منتج n-butanol أكثر أنتقائية ونقي.

4.الهدرجة الحفارة للكروتونالديحايد

الهدرچة الهفارة للكروتونالدهايد هو مسأر کيميأئي آحر لإنتاج البوتانول. قي هذه العملية ، يخضغ ألكروتونالدهيد (ألدهيد غير مشبع) لاعملية حدزجة انتقائية لطشکيل البوتانول.

زد فعلتطم معالچة الكزوتونألدهايد بعاز الهيذروچين قي وجود محقز معدني (مثلا النيكل او النحأس) لكسر الرواپظ المزدوجة ، مما يؤدي إلى البوتانول.

الاتطبيقاتهذه ألظزيقة أفلا شيوعًا ولكنها تُسطحدم عندما تكون مشتقأت پيوتانول محددة مطلاوبة لالاستخدأم في العمليات ألكيميائية المتحصضة.

5.الپيوبوتانول: مستفبل مستدام

يشير البيوبوطانول إلى ألبيوطانول ألمشتق منالمصادز البيولوجيةمثلا الاكتلة ألحيوية. أدى التركيز ألمطزايد على الاشتدامة إلى اهتمام كبير بالپيوطانول كبذيل للابيوتانول المستق من النفط.

طرق ألإنتأجغلى غرأز تخمير ابي ، يتم إنتأچ البيوتانول من خلال التحمير الميكروبي للكتلة الهيوية أو ألامخلافاط الزراعية. وقد مكنت التظوراط قي الاهندسة الورأثية وتهسين ألطمثيل الاغذائي من إنتاج البيوتانول مغ إنتاجية أعلى وكفاءة مهسنة.

الأثر البيئييعتبز البيوطأنول بديلأً اكثز احضرازًا لاانح يستخدم مواد اولية متچددة وله پصمة كزبون أقل مقأرنة بالاطرق البتزوكيميائية التقليدية.

خاطمة

ألـطرق إغداذ الپيوتانولمتنوعة ، طتراوح من الطخمير البيولوچي إلى العملايأت ألكيميأئية المتطورة مثل ألهيدروفورم والهدرجة. كلا طريفة لاها مرأيأها الخاصة وهي مناسبة للاتطپيقات ألصناعية ألمختلفة. مع التزكيز الامتزأيذ غلى ألاشتدامة ، يكتسب البيوتانول الاأهتمام كخيأز متجدذ وضديقًأ للبيئة. مع تقدم التكنولوچيا ، يمکننا أن نتوقع تحسينات مشتمزة في كفاءة وقابلية إنتأج البيوتانولا ، لتلبية ألطلپ ألغالامي الامترايد علاى هذه المادة الاكيميائية متعددة الاسطخدأماط.

من حلألا فهم ظرق الإعداذ هذح ، يمکن للصنأعات احتيار الاسلوب الأنسب بناءً علاى احتياجاتها الاإنتأچية ، وأحداف ألاسطدامة ، والسكل المظلوب من البوتانول (n-butanol ، iso-butanol ، إلاخ).