Ce este implicat în producția de acetonă?

Cea mai mare parte a producției de acetonă în întreaga lume, începând cu anul 2011, se realizează prin ceea ce este cunoscut sub numele de procesul de cumen, o reacție de hidroliză a hidroperoxidului de cumen. Peste 90% din producția de acetonă este generată în acest mod și implică o reacție între propilena plastică și compusul aromatic benzen. Producția celor doi compuși chimici este fenol și acetonă și, pentru fiecare liră (0.45 kilograme) de fenol care este produsă prin reacție, se creează aproximativ 0.62 lire (0.28 kilograme) de acetonă. O parte a acetonă este, de asemenea, generată dintr-un proces de reacție de dehidrogenare care implică alcool izopropilic sau prin hidrogenarea directă a diferitelor hidrocarburi.

Procesul de cumen pentru producerea de acetonă a fost descoperit pentru prima dată de Rudolf Yur’evich Uldris în Rusia în 1942, iar producția de acetonă folosindu-l a început în 1949 în Rusia și Canada. Până în 1953, în Canada erau generate 8,000 de tone metrice pe an și, până în anul 2002, numai SUA produceau 1,839,000 de tone metrice de substanță chimică. Din punct de vedere comercial, 75% din acetona produsă în SUA este folosită pentru a produce alte substanțe chimice, 12% este folosită ca solvent universal, iar restul de 13% are o varietate de scopuri, de la fabricarea de adezivi până la produse farmaceutice.

Reacția chimică cu cumenul este un proces destul de simplu. Cumenul, care în sine este un solvent, C9H12, este derivat din propilarea benzenului și apoi oxidat pentru a produce hidroperoxid de cumen. Reacția are loc într-o emulsie pe bază de apă care conține carbonat de sodiu, Na2CO3, la o temperatură de 194° până la 266° Fahrenheit (90° până la 130° Celsius) și o presiune de 72 până la 145 de lire pe inch pătrat (5 până la 10 bar). Starea oxidată a cumenului sub formă de hidroperoxid de cumen este apoi concentrată în coloane de vid, unde se utilizează un proces de scindare sau scindarea legăturilor moleculare covalente pentru a o separa în fenol și acetonă.

Producția de acetonă care implică utilizarea alcoolului izopropilic necesită combinarea alcoolului i-propilic cu apă și abur într-o cameră de vaporizare care este încălzită la o temperatură în care toate substanțele chimice reacționează între ele. Reacția este facilitată prin circularea compușilor într-un flux turbulent, iar produșii utili ai reacției sunt acetona și hidrogenul. Deșeurile generate în reacție includ apă și ceva alcool i-propilic. Acetona este apoi separată de hidrogenul gazos într-un scruber, iar producția de acetonă în acest mod are ca rezultat o puritate de 99% în volum.

Deși acetona poate fi, de asemenea, generată prin procese de fermentație bacteriană sau prin distilarea uscată a acetaților, procesul cumenului a ajuns să domine din 2011. Acest lucru se datorează faptului că substanțele chimice de intrare pentru procesul de benzen și propilenă sunt considerate a fi compuși destul de ieftini, abundenți. În schimb, fenolul și acetona sunt substanțe chimice industriale valoroase utilizate în milioane de tone din întreaga lume în secolul XXI.