Comprendre la production d'acétone :le processus Cumène expliqué

La majeure partie de la production d'acétone dans le monde depuis 2011 se fait par ce que l'on appelle le processus au cumène, une réaction d'hydrolyse de l'hydroperoxyde de cumène. Plus de 90 % de la production d'acétone est générée de cette manière et implique une réaction entre le propylène plastique et le composé aromatique benzène. Le résultat des deux composés chimiques est le phénol et l’acétone et, pour chaque livre (0,45 kilogramme) de phénol produit par la réaction, environ 0,62 livre (0,28 kilogramme) d’acétone est créée. Une certaine acétone est également générée par un processus de réaction de déshydrogénation impliquant de l'alcool isopropylique ou par l'hydrogénation directe de divers hydrocarbures.

Le procédé au cumène pour la production d'acétone a été découvert pour la première fois par Rudolf Yur'evich Uldris en Russie en 1942, et la production d'acétone l'utilisant a commencé en 1949 en Russie et au Canada. En 1953, 8 000 tonnes métriques étaient produites chaque année au Canada et, en 2002, les États-Unis produisaient à eux seuls 1 839 000 tonnes métriques de ce produit chimique. Sur le plan commercial, 75 % de l'acétone produite aux États-Unis est utilisée pour fabriquer d'autres produits chimiques, 12 % sont utilisés comme solvant universel et les 13 % restants ont diverses utilisations, de la fabrication d'adhésifs aux produits pharmaceutiques.

La réaction chimique du cumène est un processus assez simple. Le cumène, qui est lui-même un solvant, C9H12, est dérivé de la propylation du benzène puis oxydé pour produire de l'hydroperoxyde de cumène. La réaction a lieu dans une émulsion à base d'eau contenant du carbonate de sodium, Na2CO3, à une température de 194° à 266° Fahrenheit (90° à 130° Celsius) et une pression de 72 à 145 livres par pouce carré (5 à 10 bar). L'état oxydé du cumène sous forme d'hydroperoxyde de cumène est ensuite concentré dans des colonnes sous vide où un processus de clivage ou de division des liaisons moléculaires covalentes est utilisé pour le séparer en phénol et acétone.

La production d'acétone qui implique l'utilisation d'alcool isopropylique nécessite de combiner de l'alcool i-propylique avec de l'eau et de la vapeur dans une chambre de vaporisation chauffée à une température à laquelle les produits chimiques réagissent tous les uns avec les autres. La réaction est facilitée par la circulation des composés dans un flux turbulent, et les produits utiles de la réaction sont l'acétone et l'hydrogène. Les déchets générés lors de la réaction comprennent de l'eau et un peu d'alcool i-propylique. L'acétone est ensuite séparée de l'hydrogène gazeux dans un épurateur et la production d'acétone de cette manière donne une pureté de 99 % en volume.

Bien que l'acétone puisse également être générée à l'aide de processus de fermentation bactérienne ou de distillation sèche d'acétates, le processus au cumène est devenu dominant depuis 2011. Cela est dû au fait que les produits chimiques entrant dans le processus du benzène et du propylène sont considérés comme des composés abondants et peu coûteux. En revanche, le phénol et l'acétone sont des produits chimiques industriels précieux utilisés par millions de tonnes dans le monde au 21e siècle.

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Lien vers les sources

• 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