Kaj je vključeno v proizvodnjo acetona?

Večina proizvodnje acetona po vsem svetu od leta 2011 poteka s tako imenovanim kumenskim postopkom, reakcijo hidrolize kumen hidroperoksida. Več kot 90 % proizvodnje acetona nastane na ta način in vključuje reakcijo med plastičnim propilenom in aromatično spojino benzenom. Izhod dveh kemičnih spojin je fenol in aceton, in za vsak funt (0.45 kilograma) fenola, ki nastane z reakcijo, nastane približno 0.62 funta (0.28 kilograma) acetona. Nekaj ​​acetona nastane tudi z reakcijskim postopkom dehidrogenacije, ki vključuje izopropil alkohol ali z neposrednim hidrogeniranjem različnih ogljikovodikov.

Postopek kumena za proizvodnjo acetona je prvi odkril Rudolf Yur’evich Uldris v Rusiji leta 1942, proizvodnja acetona z njegovo uporabo pa se je začela leta 1949 v Rusiji in Kanadi. Do leta 1953 je bilo v Kanadi proizvedeno 8,000 metričnih ton na leto, do leta 2002 pa so samo ZDA proizvedle 1,839,000 ton kemikalije. Komercialno se 75 % acetona, proizvedenega v ZDA, uporablja za izdelavo drugih kemikalij, 12 % se uporablja kot univerzalno topilo, preostalih 13 % pa ima za različne namene, od proizvodnje lepil do farmacevtskih izdelkov.

Kemična reakcija kumena je dokaj preprost proces. Kumen, ki je sam topilo, C9H12, je pridobljen iz propilacije benzena in nato oksidiran, da nastane kumen hidroperoksid. Reakcija poteka v emulziji na vodni osnovi, ki vsebuje natrijev karbonat, Na2CO3, pri temperaturi od 194° do 266° Fahrenheita (90° do 130° Celzija) in tlaku od 72 do 145 funtov na kvadratni palec (5 do 10). bar). Oksidirano stanje kumona kot kumen hidroperoksida se nato koncentrira v vakuumskih kolonah, kjer se uporablja postopek cepitve ali cepitve kovalentnih molekularnih vezi za ločitev na fenol in aceton.

Proizvodnja acetona, ki vključuje uporabo izopropil alkohola, zahteva združevanje i-propil alkohola z vodo in paro v uparjevalni komori, ki je segreta na temperaturo, pri kateri vse kemikalije reagirajo med seboj. Reakcijo olajšamo s kroženjem spojin v turbulentnem toku, uporabna produkta reakcije pa sta aceton in vodik. Odpadki, ki nastanejo pri reakciji, vključujejo vodo in nekaj i-propil alkohola. Aceton se nato loči od vodikovega plina v čistilniku in proizvodnja acetona na ta način povzroči 99-odstotno volumensko čistost.

Čeprav je aceton mogoče pridobiti tudi s postopki bakterijske fermentacije ali s suho destilacijo acetatov, je od leta 2011 prevladoval proces kumena. To je posledica dejstva, da se vhodne kemikalije za proces benzena in propilena štejejo za precej poceni, bogate spojine. Nasprotno pa sta fenol in aceton dragoceni industrijski kemikaliji, ki se v 21. stoletju uporabljata v milijonih ton po vsem svetu.