تولید استون

21 آذر 1400
بدون نظر

List of Contents

استون چگونه تولید می شود؟

تولید استون فرایندی است که طی آن, این ماده شیمیایی به دست می آید. این ماده به طور معمول، از تقطیر استات کلسیم تولید می شود.

این ماده تجاری به دو صورت طبیعی و مصنوعی تولید می شود.

طبیعی : این ماده به طور طبیعی در گیاهان و درختان وجود دارد.

استن به طور طبیعی در متابولیسم بدن انسان موجود است. و در هنگام گرسنگی و یا روزه داری این مقدار بیشتر می شود.

مصنوعی : اخیرا، این ماده به طور مستقیم یا غیرمستقیم از پروپیلن تولید می شود.

تقریباً 83٪ استون از طریق فرآیند کومن تولید می شود و در نتیجه، تولید استون وابسته به تولید فنول است. در فرآیند کومن، بنزن با پروپیلن آلکیله می شود تا کومن تولید شود. این فرآیند توسط هوا اکسید می شود. و فنل و استون را تولید می کند.

فرآیندهای دیگر شامل اکسیداسیون مستقیم پروپیلن (فرآیند واکر-هوخست) یا هیدراتاسیون پروپیلن جهت تولید 2-پروپانول است، که به استون دهیدراته می شود.

در گذشته

تولید استون، در قرن هفدهم از روش های تقطیر خشک استات (به عنوان مثال استات کلسیم در دکربوکسیلاسیون کتونیک) بوده است . و در ادامه در جنگ جهانی اول با استفاده از روش وایزمن در حضور باکتری استن را تولید کردند. (تولید استون، از روش تخمیر بوتانول و اتانول با باکتری انجام شد.) این فرآیند مقرون و به صرفه بوده ولی با ظهور روش های جدید این روش کنار گذاشته شد. زیرا روش های جدید از درصد خلوص بالایی برخوردار هستند.

به طور کلی تولید استون از ۳ روش مهم زیر می باشد :

هیدروژن زدایی از ایزوپروپانول (ایزوپروپیل الکل) (isopropanol dehydrogenation)
تولید همزمان استون در فرآیند فنول از روش هوک
اکسیداسیون مستقیم پروپن با استفاده از روش واکر – هوخست

در ادامه به بحث و بررسی این روش ها خواهیم پرداخت:

هیدروژن زدایی از ایزوپروپانول (ایزوپروپیل الکل)

این روش با عنوان روش واکر یا اکسید کردن ایزوپروپیل الکل معروف و شناخته شده است. حدود 50 تا 60 درصد از این ماده تجاری (استون) از ماده اولیه ایزوپروپیل الکل تولید می شود. به طوری که فرآیند کیومن در مکان اول تولید این ماده تجاری قرار گرفته است.

به عنوان مثال هیدروژن زدایی در دمای 400 تا 600 درجه سلسیوس با استفاده از کاتالیست نقره و مس انجام می شود. این در صورتی است که روند هیدروژن زدایی خالص اکسید روی Zno در دمای 300 تا 400 درجه سلسیوس انجام می شود. روش استفاده از اکسید روی مقرون و به صرفه است. مراحل انجام آن به صورت زیر است.

تولید همزمان استون در فرآیند فنول با استفاده از روش هوک

ایزوپروپیل بنزن یکی از اصلی ترین و مهم ترین مواد حد واسط در فرآیند هوک است. این ماده واسطه در فرآیند هوک به منظور تولید فنول و استون استفاده می شود. در روش کیومن، دی متیل کتون از پروپیلن به صورت غیر مستقیم تولید می شود. و در ادامه کیومن را می توان از طریق آلکیل دار کردن بنزن با پروپن تهیه کرد. کیومن در مجارت هوا اکسید می شود. استون در کنار فنول تشکیل می شود. این واکنش در دو فاز بخار و مایع انجام می شود.

در فاز مایع : طبق فرآیند هولس از H2SO4 یا AlCl3 با HF در دمای 50 تا 70 درجه سلسیوس با فشار 7 بار استفاده می شود.

لازم ضروری است که بدانید به علت جذب و کنترل گرمای واکنش و ثابت ماندن بهتر اسید فسفریک در حین واکنش بخار آب، روی کاتالیست عبور داده می شود.

اکسیداسیون مستقیم پروپن با استفاده از روش واکر – هوخست

روش واکر-هوخست، یکی از مهم ترین فرآیندهای صنعتی غالب در تولید استون است. در این روش، از مخلوط پروپن با اکسیژن هوا با استفاده از یک کاتالیست PdCl2(کلیرید پالادیوم دو ظرفیتی) استون اکسید می شود. این واکنش در دما و فشار 110 تا 120 درجه سلسیوس و 10 تا 14 بار انجام می شود.

CH3CH=CH2 + 0.5O2 → CH3COCH3

این فرآیند به طور خلاصه در زیر آورده شده است.

*از واکنش همزمان پروپن و اکسیژن به همراه کاتالیست تولید می شود.

*از واکنش جداگانه کاتالیست با پروپن و در ادامه از واکنش با اکسیژن تولید می شود.

واکنش جداگانه با به عبارتی دیگر فرآیندهای دو مرحله ای از ارزش و جایگاه بالایی برخوردار هستند. زیرا می توان از مخلوط پروپان و پروین استفاده کرد. استون در دو مرحله تقطیر از ترکیب‌های با نقطه جوش پایین‌تر و بالاتر جدا خواهد شد.

پتروشیمی های تولید کننده استون ( تولید کنندگان acetone ) نیز از یکی از روش های ذکر شده در این مطلب جهت تهیه و تولید این ماده شیمیایی استفاده میکنند.