Qu'est-ce qui est impliqué dans la production d'acétone?
La majeure partie de la production d’acétone dans le monde en 2011 s’effectue par le biais du procédé appelé cumène, réaction d’hydrolyse de l’hydroperoxyde de cumène. Plus de 90% de la production d’acétone est générée de cette manière et implique une réaction entre le plastique propylène et le composé aromatique benzène. Les deux composés chimiques produisent du phénol et de l'acétone et, pour chaque livre (0,45 kg) de phénol produite par la réaction, environ 0,62 livre (0,28 kg) d'acétone est créé. Une partie de l'acétone est également générée par un processus de réaction de déshydrogénation comprenant de l'alcool isopropylique ou par l'hydrogénation directe de divers hydrocarbures.
Le procédé au cumène pour la production d'acétone a été découvert pour la première fois en Russie par Rudolf Yur'evich Uldris en 1942, et sa production a commencé en 1949 en Russie et au Canada. En 1953, 8 000 tonnes métriques par an étaient produites au Canada et, en 2002, les États-Unis produisaient à eux seuls 1 839 000 tonnes de ce produit chimique. Aux États-Unis, 75% de l'acétone produite aux États-Unis est utilisée dans la fabrication d'autres produits chimiques, 12% en tant que solvant universel et les 13% restants ont des objectifs divers, allant de la fabrication d'adhésifs aux produits pharmaceutiques.
La réaction chimique du cumène est un processus assez simple. Le cumène, qui est lui-même un solvant, C 9 H 12 , est dérivé de la propylation du benzène, puis oxydé pour produire de l'hydroperoxyde de cumène. La réaction a lieu dans une émulsion à base d’eau contenant du carbonate de sodium, Na 2 CO 3 , à une température de 90 à 130 ° C (194 à 266 ° F) et à une pression de 72 à 145 livres par pouce carré ( 5 à 10 bars). L’état oxydé du cumène sous forme d’hydroperoxyde de cumène est ensuite concentré dans des colonnes à vide dans lesquelles un processus de scission ou de scission de liaisons moléculaires covalentes est utilisé pour le séparer en phénol et en acétone.
La production d’acétone impliquant l’utilisation d’alcool isopropylique nécessite de combiner l’alcool i-propylique avec de l’eau et de la vapeur dans une chambre de vaporisation chauffée à une température où les produits chimiques réagissent les uns avec les autres. La réaction est facilitée par la circulation des composés dans un écoulement turbulent et les produits utiles de la réaction sont l'acétone et l'hydrogène. Les déchets générés lors de la réaction comprennent de l'eau et de l'alcool i-propylique. L'acétone est ensuite séparée de l'hydrogène gazeux dans un laveur et la production d'acétone de cette manière donne une pureté en volume de 99%.
Bien que l'acétone puisse également être générée par des procédés de fermentation bactérienne ou par distillation à sec d'acétates, le procédé au cumène est devenu dominant à partir de 2011. Cela est dû au fait que les produits chimiques entrant dans le processus de transformation du benzène et du propylène sont considérés plutôt bon marché, composés abondants. En revanche, le phénol et l’acétone sont des produits chimiques industriels précieux utilisés par des millions de tonnes dans le monde au XXIe siècle.