O que está envolvido na produção de acetona?
A maior parte da produção de acetona em todo o mundo a partir de 2011 é realizada através do que é conhecido como processo cumeno, uma reação de hidrólise do hidroperóxido de cumeno. Mais de 90% da produção de acetona é gerada dessa maneira e envolve uma reação entre o propileno plástico e o composto aromático benzeno. A saída dos dois compostos químicos é fenol e acetona e, para cada libra (0,45 kg) de fenol produzido pela reação, são criados aproximadamente 0,62 libras (0,28 kg) de acetona. Alguma acetona também é gerada a partir de um processo de reação de desidrogenação envolvendo álcool isopropílico ou através da hidrogenação direta de vários hidrocarbonetos.
O processo de cumeno para a produção de acetona foi descoberto por Rudolf Yur'evich Uldris na Rússia em 1942, e a produção de acetona usando-a começou em 1949 na Rússia e no Canadá. Em 1953, 8.000 toneladas métricas por ano estavam sendo geradas no Canadá e, somente em 2002, os EUA produziam 1.839.000 toneladas métricas do produto químico. Comercialmente, 75% da acetona produzida nos EUA é usada para fazer outros produtos químicos, 12% é usado como solvente universal e os 13% restantes têm diversos propósitos, desde a fabricação de adesivos até produtos farmacêuticos.
A reação química do cumeno é um processo bastante direto. O cumeno, que é um solvente, C9H12, é derivado da propilação do benzeno e depois oxidado para produzir hidroperóxido de cumeno. A reação ocorre em uma emulsão à base de água contendo carbonato de sódio, Na 2 CO 3 , a uma temperatura de 194 ° a 266 ° Fahrenheit (90 ° a 130 ° Celsius) e a uma pressão de 72 a 145 libras por polegada quadrada ( 5 a 10 bar). O estado oxidado do cumeno como hidroperóxido de cumeno é então concentrado em colunas de vácuo, onde um processo de clivagem ou divisão de ligações moleculares covalentes é usado para separá-lo em fenol e acetona.
A produção de acetona que envolve o uso de álcool isopropílico exige a combinação de álcool i-propílico com água e vapor em uma câmara de vaporização que é aquecida a uma temperatura em que todos os produtos químicos reagem uns aos outros. A reação é facilitada pela circulação dos compostos em um fluxo turbulento, e os produtos úteis da reação são acetona e hidrogênio. Os resíduos gerados na reação incluem água e um pouco de álcool i-propílico. A acetona é então separada do gás hidrogênio em um purificador e a produção de acetona dessa maneira resulta em uma pureza de 99% em volume.
Embora a acetona também possa ser gerada usando processos de fermentação bacteriana ou através da destilação seca de acetatos, o processo cumeno passou a dominar a partir de 2011. Isso se deve ao fato de que os produtos químicos de entrada para o processo de benzeno e propileno são considerados compostos bastante baratos e abundantes. Por outro lado, o fenol e a acetona são produtos químicos industriais valiosos usados em milhões de toneladas em todo o mundo no século XXI.