Аналитический обзор методов получения синтетического ацетона

Ацетон в сравнительно небольших количествах получается в лесохимической промышленности при сухой перегонке дерева вместе с уксусной кислотой. Длительное время его получали брожением (ацетоно-бутиловое брожение) углеводов - из картофеля, риса, кукурузы и других злаков в присутствии особых бактерий. Продукты брожения содержат 30,5% ацетона, 62% н-бутилового спирта, 7,5% этилового спирта и других веществ. В связи с недопустимостью расходования пищевого сырья для технических целей этот метод быстро вытесняется синтетическими методами получения ацетона, где в качестве сырья используются продукты переработки нефти, нефтяных газов каменного угля.
Промышленные методы получения синтетического ацетона весьма многочисленны. Наиболее распространенными методами являются: неполное окисление или дегидрирование изопропилового спирта и кумольный способ (получение ацетона совместно с фенолом). В Германии получило развитие производство ацетона непосредственно из ацетилена.
При получении ацетона неполным окислением изопропилового спирта смесь паров спирта и воздуха пропускают над металлическим катализатором при высокой температуре:
CH32CHOH+12O2→CH3-CO-CH3+H2O+43 ккал (2)
Вследствие экзотермичности этой реакции возможны сильныe перегревы контактной массы и разложения образующегося ацетона. Для уменьшения суммарного теплового эффекта процесса окисление изопропилового спирта проводят при недостатке воздуха, аналогично неполному окислению метилового спирта

.
В процессе окисления протекают также побочные реакции
CH32CHOH+412O2→3CO2+4H2O (3)
CH32CHOH→C3H6+H2O (4)
CH32CHOH+12O2→CH4+CH3COOH (5)
и др.
В качестве катализаторов процесса можно использовать медь, серебро, никель, платину и некоторые другие металлы. Высокий выход ацетона достигается при применении мелкораздробленного серебра, осажденного на пемзе, или серебряной сетки. Температуру процесса, которую можно изменять довольно в широких пределах (450-650оС), устанавливают в зависимости от применяемого катализатора, объемной скорости паровоздушной смеси, концентрации паров спирта в смеси и т. д. При больших объемных скоростях процесс можно проводить при более высокой температуре. На серебряном катализаторе при 500 - 600о изопропиловый спирт пропускают со скоростью примерно 25 л/час на 1 л катализаторной массы.
Технологическая схема получения ацетона окислением изопропилового спирта аналогична схеме получения формалина окислением метилового спирта. Процесс состоит из следующих стадий:
1) испарение изопропилового спирта, насыщение его парами воздуха перегрев паровоздушной смеси;
2) контактное окисление изопропилового спирта при 6000 на серебряном катализаторе охлаждение продуктов реакции;
3) абсорбция ацетона из контактных газов водой;
4) ректификация очистка ацетона.
Выход ацетона по изопропиловому спирту превышает 90%.
Неполное окисление изопропилового спирта в жидкой фазе проводят под давлением при 90-140оС