Номер 73, страница 94 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

3.73. Почему цены на ацетон и масштабы его производства тесно связаны со спросом на фенол?

Цены на ацетон и масштабы его производства тесно связаны со спросом на фенол, потому что оба этих вещества являются продуктами одного и того же химического процесса — кумольного метода (также известного как процесс Хока). На сегодняшний день это основной промышленный способ получения как фенола, так и ацетона, на который приходится более 90% их мирового производства.

Суть процесса заключается в том, что фенол и ацетон получают совместно (как сопутствующие продукты) в строго определённом стехиометрическом соотношении. Процесс протекает в несколько стадий:

1. Алкилирование бензола пропиленом. На этой стадии получают изопропилбензол, более известный как кумол. Реакция катализируется кислотами, например, фосфорной кислотой на носителе.

$C_6H_6 + CH_2=CH-CH_3 \rightarrow C_6H_5CH(CH_3)_2$

2. Окисление кумола. Кумол окисляют кислородом воздуха до гидропероксида кумола.

$C_6H_5CH(CH_3)_2 + O_2 \rightarrow C_6H_5C(CH_3)_2OOH$

3. Разложение гидропероксида кумола. На заключительной стадии гидропероксид кумола разлагают в присутствии серной кислоты. В результате этой перегруппировки образуются два целевых продукта: фенол и ацетон.

$C_6H_5C(CH_3)_2OOH \xrightarrow{H_2SO_4} C_6H_5OH + (CH_3)_2CO$

Из уравнения видно, что на каждую молекулу фенола образуется одна молекула ацетона. Массовое соотношение получаемых продуктов составляет примерно 1 тонну фенола на 0,6 тонны ацетона.

Эта технологическая особенность имеет прямые экономические последствия:

• Масштабы производства. Как правило, движущей силой для запуска и эксплуатации кумольных установок является спрос на фенол, который используется в производстве поликарбонатов (например, бисфенола А), фенолформальдегидных смол, капролактама и других важных химических продуктов. Таким образом, объём производства фенола диктует и объём производства ацетона. Если рынку нужно больше фенола, производители увеличивают выпуск, что автоматически приводит к росту предложения ацетона, даже если спрос на него не изменился. И наоборот, при падении спроса на фенол производство сокращается, что снижает и доступность ацетона.
• Ценообразование. Поскольку ацетон является сопутствующим продуктом, его цена сильно зависит от баланса на рынке фенола.
  • Если спрос на фенол высокий, его цена растёт. Производство увеличивается, рынок наводняется "попутным" ацетоном. Этот избыток предложения ацетона давит на его цену, заставляя её снижаться.
  • Если спрос на фенол низкий, его производство сокращают. На рынке возникает дефицит ацетона, что приводит к росту его цены, даже если спрос на сам ацетон остаётся стабильным.

Таким образом, производство ацетона неразрывно связано с производством фенола, а его рыночная цена и доступные объёмы напрямую зависят от спроса на фенол.

Ответ: Цены на ацетон и масштабы его производства тесно связаны со спросом на фенол, потому что в основном промышленном методе их получения (кумольном) ацетон является неизбежным сопутствующим продуктом при синтезе фенола. Объём производства определяется спросом на фенол, что, в свою очередь, напрямую влияет на количество производимого ацетона и его рыночную цену.