طرق إعداد الأسيتون

الأسيتون هو مذيب عضوي متعدد الاستخدامات يستخدم على نطاق واسع في الصناعات الكيميائية والمستحضرات الصيدلانية ومستحضرات التجميل وحتى المنتجات المنزلية. كمادة كيميائية صناعية أساسية ، فهمطرق إعداد الأسيتونأمر بالغ الأهمية للمهنيين في الصناعة الكيميائية. تستكشف هذه المقالة طرق الإنتاج المختلفة للأسيتون ، ولكل منها مزاياه الخاصة والتطبيقات الصناعية.

1.عملية Cumene (طريقة غير مباشرة)

الـعملية cumeneتعرف أيضا باسم طريقة هيدروبيروكسيد cumene ، وهي العملية الأكثر أهمية من الناحية التجارية لإعداد الأسيتون. ينتج كل من الأسيتون والفينول ، مما يجعله طريقة عالية الكفاءة للاستخدام الصناعي على نطاق واسع.

نظرة عامة على العملية:

1. بنزينهو الألكيلية الأولى معبروبيلينلتشكيلكوميني.
2. يخضع Cumeneأكسدةلتشكيلهيدروبيروكسيد كمين.
3. ثم يتحلل هيدروبيروكسيد الكمين في تفاعل محفز حمضي ، ينتجالأسيتونوالفينول.

عملية cumene مفيدة للغاية بسبب فوائدها الاقتصادية. إن الإنتاج المشترك للفينول ، وهو مادة كيميائية قيمة ، يجعل هذه العملية مربحة للصناعات. علاوة على ذلك ، فإن ظروف التفاعل (درجة الحرارة والضغط) معتدلة ، مما يساهم في استخدامها على نطاق واسع.

2.إزالة هيدروجين الأيزوبروبانول (IPA)

طريقة أخرى تستخدم على نطاق واسع لإعداد الأسيتون هيإزالة هيدروجين الأيزوبروبانول. في هذه العملية ،الأيزوبروبانول (IPA)يتأكسد أو ينزع الهيدروجين لإنتاج الأسيتون.

نظرة عامة على العملية:

1. يتم تمرير الأيزوبروبانول فوق أعامل مساعدعادة ماالنحاسأوأكسيد الزنك، في درجات حرارة عالية (حوالي 350 درجة مئوية).
2. نتائج رد الفعل فيإزالة الهيدروجينمن الأيزوبروبانول ، وتحويله إلى الأسيتون وغاز الهيدروجين.

هذه الطريقة مفيدة بسبب بساطة التفاعل ، والتي تتطلب فقط الأيزوبروبانول ومحفز مناسب. بالإضافة إلى ذلك ، يعمل في درجات حرارة منخفضة نسبيًا ولا يتطلب خطوات كيميائية معقدة. العيب الرئيسي هو أنه أقل اقتصادا من عملية الكوميني عندما يكون الفينول مرغوبا أيضا.

3.أكسدة البروبيلين

الـأكسدة البروبيلينطريقة شائعة أخرى لإعداد الأسيتون. تتضمن هذه الطريقة الأكسدة المباشرةبروبيلينفي حضور منأكسجينو عامل مساعد.

نظرة عامة على العملية:

1. يتأكسد البروبيلين باستخدام الأكسجين في وجود محفز ، مثلأكسيد الموليبدينومأوأكسيد البزموت.
2. الأكسدة تنتج خليط منالأسيتونوحمض الأسيتيكمثل المنتجات الرئيسية.

على الرغم من فعاليتها ، إلا أن هذه العملية أقل شعبية في الأماكن الصناعية بسبب انخفاض إنتاجية الأسيتون مقارنة بالطرق الأخرى ، ويتطلب الإنتاج المتزامن لحمض الأسيتيك خطوات فصل إضافية.

4.عملية التخمير (إنتاج الأسيتون الحيوي)

في السنوات الأخيرة ، إنتاج الأسيتون من خلالعمليات التكنولوجيا الحيويةوقد اكتسب الاهتمام ، خاصة مع الطلب المتزايد على المواد الكيميائية المستدامة والصديقة البيئية. الـعملية التخميرينطوي على استخدام سلالات بكتيرية معينة لتحويل الكربوهيدرات إلى الأسيتون والإيثانول والبيوتانول.

نظرة عامة على العملية:

1. الكائنات الدقيقة ، عادة سلالاتكلوستريديوم، تستخدم فيتخمير السكريات(مثل الجلوكوز أو دبس السكر).
2. تنتج عملية التخمير خليط منالأسيتون،بوتانول، والإيثانولفي كثير من الأحيان يشار إليها باسمعملية آبي.

على الرغم من أن هذه الطريقة لا تُستخدم على نطاق صناعي على نطاق واسع لإنتاج الأسيتون ، إلا أنها تبشر بالخير للتطبيقات المستقبلية بسبب المواد الخام المتجددة وانخفاض التأثير البيئي. ومع ذلك ، فإن التحديات مثل انخفاض الكفاءة وارتفاع التكاليف مقارنة بطرق البتروكيماويات تحد حاليًا من اعتمادها على نطاق واسع.

5.التقطير المدمر للأسيتات

الـالتقطير المدمر لأسيتات الكالسيومكان تاريخيا واحدة من أقدم الطرق المستخدمة لإعداد الأسيتون. على الرغم من عفا عليها الزمن إلى حد كبير اليوم ، فمن الجدير بالذكر لأهميته التاريخية.

نظرة عامة على العملية:

1. أسيتات الكالسيوميتم تسخينه في غياب الهواء ، مما يؤدي إلى تحلله إلىالأسيتونوكربونات الكالسيوم.

تم استبدال هذه الطريقة في الغالب بتقنيات أكثر كفاءة وفعالية من حيث التكلفة مثل عملية cumene ، لكنها وضعت الأساس لإنتاج الأسيتون المبكر.

خاتمة

الـطرق إعداد الأسيتونتختلف في التعقيد والتكلفة والتأثير البيئي. الـعملية cumeneهو الأكثر أهمية من الناحية التجارية ، وتوفير كل من الأسيتون والفينول ، في حين أنإزالة هيدروجين الأيزوبروبانوليستخدم على نطاق واسع للإنتاج على نطاق أصغر. الـأكسدة البروبيلينيقدم طريقًا آخر ، وإن كان أقل كفاءة ، وعملية التخميريشير إلى مستقبل أكثر استدامة لإنتاج الأسيتون. لكل طريقة مزاياها وقيودها الخاصة ، ويعتمد اختيار العملية غالبًا على حجم الإنتاج والمنتجات الثانوية المطلوبة واعتبارات التكلفة.

فهم مختلفطرق إعداد الأسيتونتساعد الصناعات على اختيار الأسلوب الأنسب لاحتياجاتها المحددة ، مما يضمن الكفاءة والفعالية من حيث التكلفة في التصنيع الكيميائي.