¿Qué implica la producción de acetona?
La mayor parte de la producción de acetona en todo el mundo a partir de 2011 se realiza a través de lo que se conoce como el proceso de cumeno, una reacción de hidrólisis del hidroperóxido de cumeno. Más del 90% de la producción de acetona se genera de esta manera e implica una reacción entre el propileno plástico y el compuesto aromático benceno. La producción de los dos compuestos químicos es fenol y acetona, y, por cada libra (0,45 kilogramos) de fenol que se produce por la reacción, se crean aproximadamente 0,62 libras (0,28 kilogramos) de acetona. También se genera algo de acetona a partir de un proceso de reacción de deshidrogenación que involucra alcohol isopropílico o mediante la hidrogenación directa de varios hidrocarburos.
El proceso de cumeno para la producción de acetona fue descubierto por primera vez por Rudolf Yur'evich Uldris en Rusia en 1942, y la producción de acetona con el uso comenzó en 1949 en Rusia y Canadá. Para 1953, se generaban 8,000 toneladas métricas por año en Canadá y, para el año 2002, solo Estados Unidos producía 1,839,000 toneladas métricas de la sustancia química. Comercialmente, el 75% de la acetona producida en los EE. UU. Se usa para fabricar otros productos químicos, el 12% se usa como disolvente universal y el 13% restante tiene una variedad de propósitos, desde la fabricación de adhesivos hasta productos farmacéuticos.
La reacción química del cumeno es un proceso bastante sencillo. El cumeno, que en sí mismo es un disolvente, C9H12, se deriva de la propilación del benceno y luego se oxida para producir hidroperóxido de cumeno. La reacción tiene lugar en una emulsión a base de agua que contiene carbonato de sodio, Na 2 CO 3 , a una temperatura de 194 ° a 266 ° Fahrenheit (90 ° a 130 ° Celsius), y una presión de 72 a 145 libras por pulgada cuadrada ( 5 a 10 bar). El estado oxidado del cumeno como hidroperóxido de cumeno se concentra en columnas de vacío donde se utiliza un proceso de escisión o división de enlaces moleculares covalentes para separarlo en fenol y acetona.
La producción de acetona que implica el uso de alcohol isopropílico requiere combinar alcohol i-propílico con agua y vapor en una cámara de vaporización que se calienta a una temperatura en la que todos los productos químicos reaccionan entre sí. La reacción se facilita haciendo circular los compuestos en un flujo turbulento, y los productos útiles de la reacción son acetona e hidrógeno. Los desechos generados en la reacción incluyen agua y algo de alcohol i-propílico. La acetona se separa luego del gas de hidrógeno en un depurador y la producción de acetona de esta manera da como resultado una pureza del 99% en volumen.
Aunque la acetona también se puede generar mediante procesos de fermentación bacteriana o mediante la destilación en seco de acetatos, el proceso de cumeno ha llegado a dominar a partir de 2011. Esto se debe al hecho de que los productos químicos de entrada para el proceso de benceno y propileno se consideran compuestos bastante económicos y abundantes. Por el contrario, el fenol y la acetona son productos químicos industriales valiosos utilizados en millones de toneladas en todo el mundo en el siglo XXI.