Acetona zināšanu rokasgrāmata

1. Kas ir acetons?

Acetons, kas pazīstams arī kā dimetilketons vai 2-propanons, ir vienkāršākais piesātinātais ketons un galvenā organiskā ķīmiskā izejviela. Normālā temperatūrā un spiedienā tā ir bezkrāsaina, caurspīdīga, ļoti šķidra un īpaši gaistoša šķidra bīstama ķīmiska viela ar viršanas temperatūru 56 grādi, kušanas temperatūru -94 grādi un ārkārtīgi zemu uzliesmošanas temperatūru, kas klasificēta kā viegli uzliesmojošs šķidrums.

Acetons jebkurā proporcijā sajaucas ar ūdeni un ir saderīgs ar lielāko daļu organisko šķīdinātāju, piemēram, spirtiem, ēteriem un esteriem, un tam piemīt stabilas ķīmiskās īpašības. Tomēr tas ir pakļauts dehidratācijai un kondensācijas blakusreakcijām skābos un sārmainos apstākļos. Acetona tvaiki ir blīvāki par gaisu, viegli uzkrājas zemu{2}}apgabalos un rada liela attāluma-uzplaiksnījuma un eksplozijas risku.

Tas kalpo gan kā augstas veiktspējas{0}}rūpnieciskais šķīdinātājs, gan vitāli svarīgs organiskās sintēzes starpprodukts, ko plaši izmanto smalku ķīmisko vielu, sveķu monomēru un farmaceitisko starpproduktu sagatavošanā, darbojoties kā ķīmiskās rūpniecības ķēdes galvenā izejviela. Saskaņā ar GHS bīstamības klasifikāciju tas ir uzliesmojošs šķidrums un ādu/acis kairinošs līdzeklis ar ANO transporta numuru UN1090 un II klases iepakojuma grupu.

2. Acetona rūpnieciskie parametri

Premium rūpnieciskais acetons pilnībā atbilst valsts augstākās kvalitātes produktu standartiem attiecībā uz piemaisījumiem. Kalcija hlorīds un fosfora pentoksīds ir stingri aizliegti kā desikanti rafinēšanas laikā, jo tie izraisīs kondensācijas blakusreakcijas. Rūpnieciski vēlamie žāvēšanas līdzekļi ir bezūdens kalcija sulfāts, kālija karbonāts un 4A molekulārie sieti. Gatavos produktus iegūst pēc turpmākas rektifikācijas, lai noņemtu piemaisījumus.

3. Acetona rūpnieciskās īpašības un pielietojumi Ķīnā

Rūpnieciskās īpašības: dominējošais kumēna process un augsta rūpnieciskās ķēdes integrācija
Vairāk nekā 90% vietējās acetona ražošanas jaudas izmanto kumēna procesu ar fenola kopražošanu, saražojot aptuveni 0,6 tonnas acetona uz tonnu fenola. Acetona padeve ir dziļi saistīta ar fenolu. Integrēto fenola-acetona un bisfenola A ražotņu īpatsvars Ķīnā turpina pieaugt, ražošanas jaudai koncentrējoties Austrumķīnas naftas ķīmijas klasteros un vadošajos naftas ķīmijas uzņēmumos, kas aizņem lielāko tirgus daļu. Ražošana ir ļoti atkarīga no propilēna un tīra benzola, un izejvielu cenu svārstības tieši ietekmē acetona izmaksas. Tradicionālie cietes un melases fermentācijas procesi veido nelielu daļu, tikai ar dažām rezervētām ierīcēm augstā izejvielu patēriņa un izmaksu dēļ, ko izmanto tikai noteiktās jomās.

Sintētisko materiālu galvenie pielietojumi: BPA un MMA kā lielākais patēriņa virziens
Lielākais vietējā acetona pielietojums ir bisfenola A (BPA) ražošana, ko izmanto polikarbonāta un epoksīda sveķu ražošanai elektroniskām ierīcēm un automobiļu materiāliem. Otrs galvenais pielietojums ir metilmetakrilāta (MMA) ražošana, izmantojot acetona ciānhidrīna ceļu, ko izmanto fotoelektriskos iepakojuma materiālos un akrila loksnēs. Šie divi lauki patērē vairāk nekā 60% no vietējā acetona produkcijas un kalpo kā galvenais dzinējspēks vietējā acetona pieprasījuma pieaugumam.

Šķīdinātāji, smalki ķīmiski un farmaceitiski pielietojumi
Acetons darbojas kā augstas veiktspējas{0}}šķīdinātājs pārklājumiem un līmēm; augstas-tīrības pakāpes acetonu izmanto vafeļu tīrīšanai elektronikas rūpniecībā. Farmācijas rūpniecībā tas kalpo kā ekstrakcijas šķīdinātājs un reakcijas vide API, vitamīniem un hormoniem. To izmanto arī smalku ketonu starpproduktu, piemēram, metilizobutilketona un izoforona, ražošanai, atbalstot Ķīnas smalkās ķīmiskās rūpniecības attīstību.

4. Acetona globālās rūpnieciskās īpašības un pielietojumi

Globālais rūpnieciskais modelis: dominējošs kumēna process ar jaudu, kas koncentrēta daudznacionālos naftas ķīmijas uzņēmumos
Vairāk nekā 90% globālā acetona tiek ražoti, izmantojot kumēna kop-ražošanas procesu. Lielākie ražošanas uzņēmumi ir koncentrēti Ziemeļamerikā, Eiropā un Austrumāzijā, aprīkoti ar pilnām naftas ķīmijas rūpnīcām. Kā fenola ražošanas blakusprodukts-acetona tirgus piedāvājums un pieprasījums seko fenola nozares ciklam. Eiropā un Amerikā ir uzsākti daži "zaļā acetona" bio-fermentācijas projekti augstākās klases farmācijas un kosmētikas tirgiem, taču to tirgus daļa ir zema augsto biomasas izejvielu izmaksu dēļ, un tos nevar plaši popularizēt.

Koncentrējieties uz augstas kvalitātes{0}} smalkajām ķīmiskajām vielām un īpašu materiālu ražošanu attīstītajos reģionos
Eiropas un Amerikas tirgos acetons galvenokārt tiek izmantots augstas klases farmaceitisko starpproduktu, īpašu silīcija ķīmisko vielu un īpašu akrilāta monomēru sintēzei. Ziemeļamerikā liels daudzums acetona tiek pārveidots par izopropanolu dezinfekcijas un tīrīšanas līdzekļiem. Eiropa koncentrējas uz augstākās klases-pārklājumu un īpašu sveķu monomēru sagatavošanu ar lielāku-pievienotās vērtības-smalko ķīmisko lietojumu īpatsvaru nekā jaunattīstības reģionos.

Globālā tirdzniecība un reģionālās diferencētas lietojumprogrammas
Āzija-Klusais okeāns ir pasaulē lielākais acetona ražošanas un patēriņa reģions. Ziemeļamerika un Eiropa eksportē daļu no saviem acetona produktiem uz-trūcīgiem reģioniem. Dažas jaunattīstības valstis bez liela mēroga -fenola-acetona rūpnīcām paļaujas uz importētu acetonu, lai apmierinātu šķīdinātāju un pamata sintētisko izejvielu prasības. Vides noteikumu ietekmē ārzemju tirgi ir pakāpeniski ierobežojuši parasto šķīdinātāju izmantošanu, pārejot uz padziļinātu apstrādi ar augstu pievienoto vērtību{7}}, un tīra šķīdinātāja patēriņa īpatsvars pakāpeniski samazinās.

5. Acetona globālās ražošanas metodes

Cumene (Hock Process) kopražošanas process{0} (globāls mainstream, plaši pieņemts Ķīnā, Eiropā, Amerikā un Japānā)
Izmantojot benzolu un propilēnu kā izejvielas, kumēns tiek sintezēts alkilēšanas ceļā, pēc tam oksidēts ar gaisu, lai iegūtu kumēna hidroperoksīdu. Visbeidzot, to sadala skābes vai sveķu katalizatori, lai kopīgi iegūtu fenolu un acetonu ar masas attiecību aptuveni 1:0,6 (fenols: acetons). Šim procesam ir liela mēroga un augsta ekonomiskā efektivitāte, ko izmanto lielākā daļa pasaules rūpnīcu. Tā trūkums ir tāds, ka acetona izvadi ierobežo fenola ražošana, un to nevar regulēt neatkarīgi.

ABE (acetona-butanola-etanola) mikrobu fermentācijas process (tradicionāls vēsturisks process, maza mēroga-pielietojums dažās valstīs)
Izmantojot cieti, melases atkritumus un lauksaimniecības un mežsaimniecības biomasu kā izejvielas, mikrobu fermentācijā vienlaikus tiek iegūts acetons, n-butanols un etanols. Agrīna koksnes destilācija un kalcija acetāta sadalīšanās pieder pie šī procesa agrīnajām versijām. Ar ilgu lietošanas vēsturi tas tika izmantots agrīnā ražošanā Krievijā un Ķīnā. Tomēr tas patērē milzīgu daudzumu cietes ar augstām ražošanas izmaksām. Pašlaik tikai dažas rūpnīcas ražo acetonu uz bio- bāzes, lai ražotu zaļo ķīmisko vielu, nevis liela mēroga{6}} naftas ķīmijas rūpnīcas.

Izopropanola dehidrogenēšanas/propilēna tiešās oksidēšanas process (papildu process dažiem aizjūras augiem)
Šis neatkarīgais acetona ražošanas process nav balstīts uz fenola{0}}kopražošanu, tostarp izopropanola katalītisko dehidrogenēšanu un propilēna tiešu oksidēšanu (Wacker process). Tas var ražot acetonu neatkarīgi, neierobežojot fenola tirgus. Tomēr tam ir trūkumi, piemēram, dārgi katalizatori, spēcīga iekārtu korozija un augsts enerģijas patēriņš, kas aizņem ļoti zemu pasaules tirgus daļu un kalpo tikai kā kumēna metodes papildu process.

6. Augšupējie acetona produkti

Galvenais process: kumēna kop{0}ražošanas process (vairāk nekā 90% no globālās jaudas)

ABE fermentācijas procesa augšpuse materiāli

Ciete, kukurūza, manioka, melases atkritumi, lauksaimniecības un mežsaimniecības biomasa; fermentācijas celmi, uzturvielu sāļi

Izopropanola dehidrogenēšanas process augšpuses materiāli

izopropanols; dehidrogenēšanas katalizatori (vara -cinka sērija utt.)

7. 100 Acetona pakārtotie produkti (pilns saraksts ar CAS numuriem)