Comprensión de la producción de acetona:explicación del proceso de cumeno

La mayor parte de la producción de acetona en todo el mundo a partir de 2011 se realiza mediante lo que se conoce como 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 plástico propileno y el compuesto aromático benceno. La salida de los dos compuestos químicos es fenol y acetona y, por cada libra (0,45 kilogramos) de fenol que se produce en 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 él comenzó en 1949 en Rusia y Canadá. En 1953, se generaban 8.000 toneladas métricas por año en Canadá y, en el año 2002, solo Estados Unidos producía 1.839.000 toneladas métricas de la sustancia química. Comercialmente, el 75 % de la acetona producida en EE. UU. se utiliza para fabricar otros productos químicos, el 12 % se utiliza como disolvente universal y el 13 % restante tiene diversos fines, desde la fabricación de adhesivos hasta productos farmacéuticos.

La reacción química del cumeno es un proceso bastante sencillo. El cumeno, que a su vez 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, Na2CO3, 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 luego 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 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 residuos generados en la reacción incluyen agua y algo de alcohol i-propílico. Luego, la acetona se separa del gas 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 seca 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 abundantes y bastante económicos. Por el contrario, el fenol y la acetona son valiosos productos químicos industriales utilizados en millones de toneladas en todo el mundo en el siglo XXI.

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Enlace a fuentes

• https://www.lookchem.com/Chempedia/Chemical-Technology/Organic-Chemical-Technology/7755.html
• https://www.scribd.com/doc/30429522/Acetone-Production-Process-From-Iso-propyl-Alcohol-IPA