Vad är involverat i produktion av aceton?

Huvuddelen av acetonproduktion runt om i världen från och med 2011 sker genom det som kallas kumenprocessen, en hydrolysreaktion av kumenhydroperoxid. Över 90% av acetonproduktionen genereras på detta sätt och involverar en reaktion mellan plastpropylen och den aromatiska föreningen bensen. Produktionen från de två kemiska föreningarna är fenol och aceton, och för varje pund (0,45 kg) fenol som produceras genom reaktionen skapas ungefär 0,62 pund (0,28 kg) aceton. En del aceton genereras också från en dehydrogeneringsreaktionsprocess som involverar isopropylalkohol eller genom direkt hydrering av olika kolväten.

Kumenprocessen för produktion av aceton upptäcktes först av Rudolf Yur'evich Uldris i Ryssland 1942, och produktionen av aceton med den började 1949 i Ryssland och Kanada. År 1953 genererades 8 000 ton per år i Kanada och år 2002 producerade USA ensam 1 839 000 ton kemikalien. Kommersiellt används 75% av aceton som produceras i USA för att tillverka andra kemikalier, 12% används som ett universellt lösningsmedel, och de resterande 13% har olika syften, från tillverkning av lim till läkemedel.

Den kumeniska kemiska reaktionen är en ganska enkel process. Kumen, som själv är ett lösningsmedel, C9H12, härrör från bensenpropylering och oxideras sedan för att producera kumenhydroperoxid. Reaktionen äger rum i en vattenbaserad emulsion innehållande natriumkarbonat, Na2C03, vid en temperatur av 194 till 266 ° Fahrenheit (90 till 130 ° Celsius) och ett tryck av 72 till 145 pund per kvadrat tum ( 5 till 10 bar). Det oxiderade tillståndet av kumen som kumenhydroperoxid koncentreras sedan i vakuumkolonner där en klyvningsprocess eller delning av kovalenta molekylbindningar används för att separera den i fenol och aceton.

Acetonproduktion som involverar användning av isopropylalkohol kräver att i-propylalkohol kombineras med vatten och ånga i en förångningskammare som värms upp till en temperatur där kemikalierna alla reagerar med varandra. Reaktionen underlättas genom att cirkulera föreningarna i ett turbulent flöde, och de användbara produkterna av reaktionen är aceton och väte. Avfall som alstras i reaktionen inkluderar vatten och en del i-propylalkohol. Acetonen separeras sedan från vätgas i en tvättmaskin och acetonproduktion på detta sätt resulterar i en volym renhet på 99%.

Även om aceton också kan genereras med hjälp av bakteriella fermenteringsprocesser eller genom torrdestillation av acetater, har kumenprocessen kommit att dominera från och med 2011. Detta beror på det faktum att tillförselkemikalierna för processen av bensen och propen anses vara ganska billiga, rikliga föreningar. Däremot är fenol och aceton värdefulla industrikemikalier som används i miljoner ton världen över under 2000-talet.