Hva er involvert i acetonproduksjon?

Hovedtyngden av acetonproduksjon over hele verden fra og med 2011 skjer gjennom det som kalles kumenprosessen, en hydrolysereaksjon av kumenhydroperoksyd. Over 90% av acetonproduksjonen genereres på denne måten og innebærer en reaksjon mellom plastpropylen og den aromatiske forbindelsen benzen. Utbyttet fra de to kjemiske forbindelsene er fenol og aceton, og for hvert pund (0,45 kg) fenol som produseres ved reaksjonen, dannes omtrent 0,62 pund (0,28 kilo) aceton. Noe aceton dannes også fra en dehydrogeneringsreaksjonsprosess som involverer isopropylalkohol eller gjennom direkte hydrogenering av forskjellige hydrokarboner.

Kumenprosessen for acetonproduksjon ble først oppdaget av Rudolf Yur'evich Uldris i Russland i 1942, og produksjonen av aceton ved bruk av den begynte i 1949 i Russland og Canada. I 1953 ble det produsert 8.000 tonn per år i Canada, og i 2002 produserte USA alene 1.839.000 tonn kjemikaliet. Kommersielt brukes 75% av aceton produsert i USA for å lage andre kjemikalier, 12% brukes som et universelt løsemiddel, og de resterende 13% har en rekke formål, fra fremstilling av klebemidler til farmasøytiske midler.

Den kumeniske kjemiske reaksjonen er en ganske enkel prosess. Kumen, som i seg selv er et løsningsmiddel, C9H12, er avledet fra benzenpropylering og deretter oksidert for å produsere kumenhydroperoksyd. Reaksjonen finner sted i en vannbasert emulsjon inneholdende natriumkarbonat, Na2C03, ved en temperatur fra 194 til 266 ° Fahrenheit (90 til 130 ° Celsius), og et trykk på 72 til 145 pund pr. 5 til 10 bar). Den oksyderte tilstanden av kumen som kumenhydroperoksyd blir deretter konsentrert i vakuumkolonner hvor en spaltingsprosess eller splitting av kovalente molekylære bindinger blir brukt for å separere det til fenol og aceton.

Acetonproduksjon som involverer bruk av isopropylalkohol krever å kombinere i-propylalkohol med vann og damp i et fordampningskammer som varmes opp til en temperatur hvor kjemikaliene alle reagerer med hverandre. Reaksjonen forenkles ved å sirkulere forbindelsene i en turbulent strøm, og de nyttige produktene av reaksjonen er aceton og hydrogen. Avfall generert i reaksjonen inkluderer vann og noe i-propylalkohol. Acetonet blir deretter separert fra hydrogengassen i en skrubber, og acetoneproduksjon på denne måten resulterer i en volum renhet på 99%.

Selv om aceton også kan genereres ved bruk av bakterielle fermenteringsprosesser eller gjennom tørr destillasjon av acetater, har kumenprosessen kommet til å dominere fra og med 2011. Dette skyldes det faktum at tilførselskjemikaliene for prosessen med benzen og propylen anses å være ganske rimelige, rikelige forbindelser. Derimot er fenol og aceton verdifulle industrikjemikalier som brukes i millioner av tonn rundt om i verden i det 21. århundre.