Cosa è coinvolto nella produzione di acetone?
La maggior parte della produzione di acetone in tutto il mondo a partire dal 2011 avviene attraverso il cosiddetto processo cumene, una reazione di idrolisi dell'idermossido di cumene. Oltre il 90% della produzione di acetone viene generato in questo modo e comporta una reazione tra il propilene plastico e il benzene composto aromatico. L'output dei due composti chimici è fenolo e acetone e, per ogni libbra (0,45 chilogrammi) di fenolo prodotta dalla reazione, vengono creati circa 0,62 libbre (0,28 chilogrammi) di acetone. Parte dell'acetone viene anche generato da un processo di reazione di deidrogenazione che coinvolge alcool isopropilico o attraverso l'idrogenazione diretta di vari idrocarburi.
Il processo di cumene per la produzione di acetone fu scoperto per la prima volta da Rudolf Yur'evich Uldris in Russia nel 1942, e la produzione di acetone che lo utilizzava iniziò nel 1949 in Russia e Canada. Nel 1953, in Canada venivano generate 8.000 tonnellate all'anno e, nel 2002, solo gli Stati Uniti producevano 1.839.000 tonnellate di sostanze chimiche. Commercialmente, il 75% di acetone prodotto negli Stati Uniti viene utilizzato per produrre altri prodotti chimici, il 12% viene utilizzato come solvente universale e il restante 13% ha una varietà di scopi, dalla produzione di adesivi ai prodotti farmaceutici.
La reazione chimica del cumene è un processo abbastanza semplice. Il cumene, che a sua volta è un solvente, C 9 H 12 , è derivato dalla propilazione del benzene e quindi ossidato per produrre cumene idroperossido. La reazione ha luogo in un'emulsione a base d'acqua contenente carbonato di sodio, Na 2 CO 3 , ad una temperatura da 194 ° a 266 ° Fahrenheit (da 90 ° a 130 ° Celsius) e una pressione da 72 a 145 libbre per pollice quadrato ( Da 5 a 10 bar). Lo stato ossidato del cumene come cumene idroperossido viene quindi concentrato in colonne sotto vuoto in cui viene utilizzato un processo di scissione o scissione di legami molecolari covalenti per separarlo in fenolo e acetone.
La produzione di acetone che prevede l'uso di alcol isopropilico richiede la combinazione di alcol i-propilico con acqua e vapore in una camera di vaporizzazione che viene riscaldata a una temperatura in cui tutti i prodotti chimici reagiscono tra loro. La reazione è facilitata facendo circolare i composti in un flusso turbolento e i prodotti utili della reazione sono acetone e idrogeno. I rifiuti generati nella reazione includono acqua e un po 'di alcol i-propilico. L'acetone viene quindi separato dal gas idrogeno in uno scrubber e la produzione di acetone in questo modo determina una purezza del 99% in volume.
Sebbene l'acetone possa anche essere generato utilizzando processi di fermentazione batterica o attraverso la distillazione a secco di acetati, il processo cumene è diventato dominante dal 2011. Ciò è dovuto al fatto che i prodotti chimici di input per il processo di benzene e propilene sono considerati composti piuttosto economici e abbondanti. Al contrario, il fenolo e l'acetone sono preziose sostanze chimiche industriali utilizzate in milioni di tonnellate in tutto il mondo nel 21 ° secolo.