Методы приготовления ацетона

Ацетон-универсальный органический растворитель, широко используемый в химической промышленности, фармацевтике, косметике и даже в бытовых товарах. Как необходимый промышленный химикат, понимаяМетоды приготовления ацетонаЭто важно для профессионалов в химической промышленности. В этой статье рассматриваются различные методы производства ацетона, каждый со своими преимуществами и промышленным применением.

1.Куменовый процесс (косвенный метод)

Кумол процессМетод, также известный как метод гидропероксида кумола, является наиболее коммерчески значимым процессом получения ацетона. Он производит как ацетон, так и фенол, что делает его высокоэффективным методом для крупномасштабного промышленного использования.

Обзор процесса:

1. БензолСначала алкилируют сПропиленСформироватьКумол.
2. Кумен подвергаетсяОкислениеСформироватьГидропероксид кумола.
3. Гидропероксид кумина затем разлагается в кислотно-катализируемой реакции, даваяАцетонИФенол.

Куменовый процесс очень выгоден из-за его экономических выгод. Копродукция фенола, ценного химического вещества, делает этот процесс выгодным для промышленности. Более того, условия реакции (температура и давление) являются умеренными, что способствует его широкому использованию.

2.Дегидрирование изопропанола (IPA)

Другим широко используемым методом для приготовления ацетона являетсяДегидрирование изопропанола. В этом процессе,Изопропанол (IPA)Окисляется или дегидрируется с производством ацетона.

Обзор процесса:

1. Изопропанол проходит надКатализатор, ОбычноМедьИлиОксид цинка, При высоких температурах (около 350 ° C).
2. Реакция приводит кУдаление водородаИз изопропанола, превращая его в ацетон и газообразный водород.

Этот способ является предпочтительным благодаря простоте реакции, требующей только изопропанола и подходящего катализатора. Кроме того, он работает при относительно низких температурах и не требует сложных химических стадий. Основным недостатком является то, что он менее экономичен, чем процесс кумола, когда фенол также желательен.

3.Окисление пропилена

Окисление пропиленаЯвляется еще одним распространенным методом приготовления ацетона. Этот метод включает прямое окислениеПропиленВ присутствииКислородИ катализатором.

Обзор процесса:

1. Пропилен окисляется с использованием кислорода в присутствии катализатора, такого какОксид молибденаИлиОксид висмута.
2. Окисление дает смесьАцетонИУксусная кислотаКак основные продукты.

Хотя этот процесс эффективен, он менее популярен в промышленных условиях из-за более низкого выхода ацетона по сравнению с другими методами, и одновременное производство уксусной кислоты требует дополнительных этапов разделения.

4.Процесс ферментации (производство ацетона на био-основе)

В последние годы производство ацетона черезБиотехнологические процессыПривлекло внимание, особенно в связи с растущим спросом на устойчивые и экологически чистые химические вещества. Процесс ферментацииВключает использование определенных бактериальных штаммов для преобразования углеводов в ацетон, этанол и бутанол.

Обзор процесса:

1. Микроорганизмы, обычно штаммыКлостридий, Используются вФерментация сахаров(Например, глюкоза или патока).
2. В процессе ферментации образуется смесьАцетон,Бутанол, ИЭтанол, Часто упоминается какПроцесс abe.

Хотя этот метод широко не используется в промышленных масштабах для производства ацетона, он имеет перспективы для будущих применений из-за его возобновляемого сырья и меньшего воздействия на окружающую среду. Однако такие проблемы, как низкая эффективность и более высокие затраты по сравнению с нефтехимическими методами, в настоящее время ограничивают его широкое применение.

5.Разрушительная дистилляция ацетатов

Деструктивная дистилляция ацетата кальцияИсторически был одним из самых ранних методов используемых для подготовки ацетона. Хотя в значительной степени устаревший сегодня, его стоит упомянуть за его историческое значение.

Обзор процесса:

1. Ацетат кальцияНагревается в отсутствие воздуха, что приводит к его разложению наАцетонИКарбонат кальция.

Этот метод был в основном заменен более эффективными и экономичными методами, такими как процесс кумола, но он заложил основу для раннего производства ацетона.

Заключение

Методы приготовления ацетонаРазличаются по сложности, стоимости и воздействию на окружающую среду. Кумол процессЯвляется наиболее коммерчески значимым, обеспечивая как ацетон, так и фенол, в то время какДегидрирование изопропанолаШироко используется для мелкосерийного производства. Окисление пропиленаПредлагает другой маршрут, хотя и менее эффективный, иПроцесс ферментацииУказывает на более устойчивое будущее для производства ацетона. Каждый метод имеет свои преимущества и ограничения, и выбор процесса часто зависит от масштаба производства, желаемых побочных продуктов и соображений стоимости.

Понимание различныхМетоды приготовления ацетонаПомогает отраслям выбрать наиболее подходящую технику для их конкретных потребностей, обеспечивая эффективность и экономическую эффективность в химическом производстве.