Acetonherstellung: Das Cumol-Verfahren (Cumene Process) verständlich erklärt

Marktbeherrschung des Cumol-Verfahrens

Stand 2011 wird über 90 % des weltweiten Acetons über das Cumol-Verfahren produziert – eine Hydrolyse von Cumolhydroperoxid. Reaktionspartner: Propylen (Kunststoffvorprodukt) und Benzol (aromatische Verbindung). Produkte: Phenol und Aceton. Ausbeute: Pro Pfund (0,45 kg) Phenol entstehen ca. 0,62 Pfund (0,28 kg) Aceton. Kleinere Mengen entstehen über Dehydrierung von Isopropylalkohol oder direkte Hydrierung von Kohlenwasserstoffen.

Historische Meilensteine

• 1942: Entdeckung durch Rudolf Yur'evich Uldris (Russland)
• 1949: Produktionsstart in Russland und Kanada
• 1953: 8.000 t/a in Kanada
• 2002: USA allein 1.839.000 t/a

US-Verwendung: 75 % Vorprodukt für andere Chemikalien, 12 % Universallösungsmittel, 13 % diverse (Klebstoffe, Pharmazeutika etc.).

Reaktionsschritte im Detail

1. Cumol-Herstellung: Benzol + Propylen → Cumol (C₉H₁₂, Lösungsmittel)
2. Oxidation: Cumol → Cumolhydroperoxid
3. Spaltung (Cleavage): In wässriger Emulsion mit Natriumcarbonat (Na₂CO₃) bei 90–130 °C, 5–10 bar. Vakuumkolonnen konzentrieren das Hydroperoxid; kovalente Bindungen werden gespalten → Phenol + Aceton

Alternative: Isopropylalkohol-Route

Isopropylalkohol + Wasser + Dampf in Verdampferkammer, turbulente Strömung, Reaktion bei erhöhter Temperatur. Produkte: Aceton (99 Vol.-% Reinheit) + Wasserstoff. Abfall: Wasser, unverbrauchter Alkohol. Abtrennung im Wascher (Scrubber).

Warum Cumol-Verfahren dominiert

Eingangsstoffe (Benzol, Propylen) sind günstig und reichlich verfügbar. Phenol und Aceton sind hochwertige Industriechemikalien (Millionen Tonnen/Jahr). Andere Wege (bakterielle Fermentation, Trockendestillation von Acetaten) spielen kommerziell kaum eine Rolle.