アセトン製造の理解:クメンプロセスの説明

2011 年現在、世界中でのアセトン生産の大部分は、クメン ヒドロペルオキシドの加水分解反応であるクメン プロセスとして知られているプロセスによって行われています。アセトン生成の 90% 以上がこの方法で生成され、プラスチックのプロピレンと芳香族化合物ベンゼンの反応が関与します。 2 つの化合物の生成物はフェノールとアセトンであり、反応によってフェノールが 1 ポンド (0.45 キログラム) 生成されるごとに、アセトンが約 0.62 ポンド (0.28 キログラム) 生成されます。一部のアセトンは、イソプロピル アルコールを含む脱水素反応プロセス、またはさまざまな炭化水素の直接水素化によって生成されます。

アセトン製造のためのクメンプロセスは、1942 年にロシアのルドルフ・ユレビッチ・ウルドリスによって初めて発見され、それを使用したアセトンの製造は 1949 年にロシアとカナダで始まりました。 1953 年までにカナダでは年間 8,000 トンの化学物質が生成され、2002 年までに米国だけで 1,839,000 トンの化学物質が生成されました。商業的には、米国で生産されるアセトンの 75% は他の化学物質の製造に使用され、12% は汎用溶剤として使用され、残りの 13% は接着剤の製造から医薬品までさまざまな目的に使用されます。

クメンの化学反応は非常に単純なプロセスです。クメン自体が溶媒である C9H12 は、ベンゼンのプロピル化から誘導され、その後酸化されてクメンヒドロペルオキシドが生成されます。反応は、炭酸ナトリウム Na2CO3 を含む水性エマルジョン中で、華氏 194 ～ 266 度 (摂氏 90 ～ 130 度)、圧力 72 ～ 145 ポンド/平方インチ (5 ～ 10 バール) で行われます。次に、クメンヒドロペルオキシドとしての酸化状態のクメンは、真空カラムで濃縮され、そこで切断プロセスまたは共有分子結合の分割が行われて、フェノールとアセトンに分離されます。

イソプロピルアルコールの使用を伴うアセトンの製造では、化学物質がすべて相互に反応する温度まで加熱された気化チャンバー内で、i-プロピルアルコールと水および蒸気を混合する必要があります。反応は乱流中で化合物を循環させることによって促進され、反応の有用な生成物はアセトンと水素です。反応で生成される廃棄物には、水と一部の i-プロピル アルコールが含まれます。次に、スクラバーでアセトンが水素ガスから分離され、この方法でのアセトンの製造により、体積純度 99% が得られます。

アセトンは細菌発酵プロセスや酢酸塩の乾留によっても生成できますが、2011 年現在ではクメンプロセスが主流となっています。これは、ベンゼンとプロピレンのプロセスに投入される化学物質がかなり安価で豊富な化合物であると考えられているためです。対照的に、フェノールとアセトンは、21 世紀において世界中で何百万トンも使用されている貴重な工業用化学物質です。

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ソースへのリンク

• 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