Was ist an der Acetonproduktion beteiligt?
Der größte Teil der Acetonproduktion weltweit erfolgt ab 2011 nach dem sogenannten Cumol-Verfahren, einer Hydrolysereaktion von Cumolhydroperoxid. Über 90% der Acetonproduktion werden auf diese Weise erzeugt und beinhalten eine Reaktion zwischen dem Kunststoff Propylen und der aromatischen Verbindung Benzol. Die Ausgabe der zwei chemischen Verbindungen ist Phenol und Aceton, und für jedes Pfund (0,45 kg) Phenol, das durch die Reaktion erzeugt wird, werden ungefähr 0,62 Pfund (0,28 kg) Aceton erzeugt. Etwas Aceton wird auch durch ein Deyhdrogenierungsreaktionsverfahren unter Einbeziehung von Isopropylalkohol oder durch die direkte Hydrierung verschiedener Kohlenwasserstoffe erzeugt.
Das Cumol-Verfahren zur Herstellung von Aceton wurde erstmals 1942 von Rudolf Yur'evich Uldris in Russland entdeckt, und die Herstellung von Aceton begann 1949 in Russland und Kanada. Bis 1953 wurden in Kanada 8.000 Tonnen pro Jahr erzeugt, und bis 2002 produzierten allein die USA 1.839.000 Tonnen der Chemikalie. Kommerziell werden 75% des in den USA hergestellten Acetons zur Herstellung anderer Chemikalien verwendet, 12% werden als universelles Lösungsmittel verwendet und die restlichen 13% dienen verschiedenen Zwecken, von der Herstellung von Klebstoffen bis hin zu Pharmazeutika.
Die chemische Reaktion von Cumol ist ein ziemlich einfacher Prozess. Cumol, das selbst ein Lösungsmittel, C 9 H 12 , ist, wird aus der Benzolpropylierung abgeleitet und dann oxidiert, um Cumolhydroperoxid herzustellen. Die Reaktion findet in einer Emulsion auf Wasserbasis statt, die Natriumcarbonat, Na 2 CO 3 , bei einer Temperatur von 90 ° bis 130 ° Celsius und einem Druck von 72 bis 145 Pfund pro Quadratzoll enthält ( 5 bis 10 bar). Der oxidierte Zustand von Cumol als Cumolhydroperoxid wird dann in Vakuumsäulen konzentriert, wo ein Spaltprozess oder eine Spaltung von kovalenten Molekülbindungen verwendet wird, um es in Phenol und Aceton zu trennen.
Die Acetonherstellung unter Verwendung von Isopropylalkohol erfordert die Kombination von i-Propylalkohol mit Wasser und Dampf in einer Verdampfungskammer, die auf eine Temperatur erhitzt wird, bei der alle Chemikalien miteinander reagieren. Die Reaktion wird durch Zirkulieren der Verbindungen in einer turbulenten Strömung erleichtert, und die nützlichen Produkte der Reaktion sind Aceton und Wasserstoff. Bei der Reaktion entstehende Abfälle umfassen Wasser und etwas i-Propylalkohol. Das Aceton wird dann in einem Wäscher vom Wasserstoffgas abgetrennt und die Acetonherstellung auf diese Weise ergibt eine Reinheit von 99 Vol .-%.
Aceton kann zwar auch durch bakterielle Fermentation oder durch Trockendestillation von Acetaten erzeugt werden, der Cumol-Prozess hat sich jedoch ab 2011 durchgesetzt ziemlich billige, reichlich vorhandene Verbindungen. Im Gegensatz dazu sind Phenol und Aceton wertvolle Industriechemikalien, die im 21. Jahrhundert weltweit in Millionen von Tonnen verwendet wurden.