O que está envolvido na produção de acetona?

A maior parte da produção de acetona em todo o mundo em 2011 é feita por meio do que é conhecido como processo de 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 que é produzida pela reação, aproximadamente 0.62 libra (0.28 kg) de acetona é criada. Alguma acetona também é gerada a partir de um processo de reação de desidrogenação envolvendo álcool isopropílico ou por meio da hidrogenação direta de vários hidrocarbonetos.

O processo de cumeno para a produção de acetona foi descoberto pela primeira vez por Rudolf Yur’evich Uldris na Rússia em 1942, e a produção de acetona com ele começou em 1949 na Rússia e no Canadá. Em 1953, 8,000 toneladas métricas por ano estavam sendo geradas no Canadá e, no ano de 2002, apenas os Estados Unidos estavam produzindo 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 uma variedade de finalidades, desde a fabricação de adesivos até produtos farmacêuticos.

A reação química do cumeno é um processo bastante simples. O cumeno, que por sua vez é um solvente, C9H12, é derivado da propilação do benzeno e, em seguida, oxidado para produzir hidroperóxido de cumeno. A reação ocorre em uma emulsão à base de água contendo carbonato de sódio, Na2CO3, a uma temperatura de 194 ° a 266 ° Fahrenheit (90 ° a 130 ° Celsius) e 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 requer 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 com os 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 por processos de fermentação bacteriana ou por destilação a seco 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 abundantes e baratos. Em contraste, o fenol e a acetona são produtos químicos industriais valiosos usados ​​em milhões de toneladas em todo o mundo no século 21.