Što je uključeno u proizvodnju acetona?

Najveći dio proizvodnje acetona u svijetu od 2011. odvija se kroz proces koji je poznat kao kumenski proces, reakcija hidrolize kumen hidroperoksida. Više od 90% proizvodnje acetona nastaje na ovaj način, a uključuje reakciju između plastičnog propilena i aromatskog spoja benzena. Izlaz dvaju kemijskih spojeva je fenol i aceton, a za svaku funtu (0.45 kilograma) fenola koji nastane reakcijom nastaje otprilike 0.62 funte (0.28 kilograma) acetona. Nešto acetona također nastaje procesom reakcije dehidrogenacije koji uključuje izopropil alkohol ili izravnom hidrogenacijom različitih ugljikovodika.

Proces kumena za proizvodnju acetona prvi je otkrio Rudolf Yur’evich Uldris u Rusiji 1942. godine, a proizvodnja acetona pomoću njega započela je 1949. u Rusiji i Kanadi. Do 1953. godine u Kanadi se proizvodilo 8,000 metričkih tona godišnje, a do 2002. godine samo su SAD proizvodile 1,839,000 metričkih tona kemikalije. Komercijalno, 75% acetona proizvedenog u SAD-u koristi se za proizvodnju drugih kemikalija, 12% se koristi kao univerzalno otapalo, a preostalih 13% ima različite namjene, od proizvodnje ljepila do farmaceutskih proizvoda.

Kemijska reakcija kumena prilično je jednostavan proces. Kumen, koji je sam otapalo, C9H12, dobiva se propilacijom benzena, a zatim se oksidira kako bi se dobio kumen hidroperoksid. Reakcija se odvija u emulziji na bazi vode koja sadrži natrijev karbonat, Na2CO3, na temperaturi od 194° do 266° Fahrenheita (90° do 130° Celzijusa) i tlaku od 72 do 145 funti po kvadratnom inču (5 do 10 bar). Oksidirano stanje kumona kao kumen hidroperoksida se zatim koncentrira u vakuumskim kolonama gdje se koristi proces cijepanja ili cijepanja kovalentnih molekularnih veza da se odvoji na fenol i aceton.

Proizvodnja acetona koja uključuje korištenje izopropil alkohola zahtijeva kombiniranje i-propil alkohola s vodom i parom u komori za isparavanje koja se zagrijava na temperaturu na kojoj sve kemikalije međusobno reagiraju. Reakcija je olakšana kruženjem spojeva u turbulentnom toku, a korisni produkti reakcije su aceton i vodik. Otpad koji nastaje u reakciji uključuje vodu i nešto i-propil alkohola. Aceton se zatim odvaja od plinovitog vodika u skruberu i proizvodnja acetona na ovaj način rezultira čistoćom od 99% volumena.

Iako se aceton također može dobiti procesima bakterijske fermentacije ili suhom destilacijom acetata, proces kumena je postao dominantan od 2011. To je zbog činjenice da se ulazne kemikalije za proces benzena i propilena smatraju prilično jeftini spojevi u izobilju. Nasuprot tome, fenol i aceton su vrijedne industrijske kemikalije koje se koriste u milijunima tona diljem svijeta u 21. stoljeću.