Innhold
Benzen er det enkleste hydrokarbon som tilhører klassen organiske forbindelser kjent som aromater. Formelen, C6H6, gjenspeiler ringstrukturen, der alle seks karbonatomer deler elektronene likt og karbon-til-karbonforbindelsene er mellomliggende mellom enkelt- og dobbeltbindinger. Ved romtemperatur er benzen en fargeløs væske med lukten av søt bensin. Benzen koker på 176,2 grader Fahrenheit og fryser til under 41,9 grader Fahrenheit. Benzen er et farlig kjemikalie som er svært brannfarlig og kreftfremkallende. Det forekommer naturlig som en komponent av råolje, og det er flere måter å tilberede det på.
Knekkende råolje
Å tilberede benzen fra råolje ved bruk av varme kalles sprekker. Sprekkdannelse er en prosess i flere trinn der et anlegg fordamper rå petroleum, tilfører damp og deretter fører den gassformige blandingen kort gjennom en ovn ved temperaturer mellom 1.300 og 1.650 grader Fahrenheit. Den resulterende blandingen av hydrokarboner kalles rå pyrolysegass. Løsningsmidler, vanligvis alkoholer, ekstraherer deretter benzen og andre aromatiske forbindelser, inkludert metylbenzen. Til slutt gjennomgår de oppløste forbindelser fraksjonert destillasjon, som skiller ut de forskjellige komponentene, inkludert benzen.
Reformere Naphtha
Naphtha refererer til rettkjedede eller alifatiske hydrokarboner som inneholder 5–10 karbonatomer. Naphtha kommer hovedsakelig fra petroleum og naturgass. For å reformere nafta til benzen, må reaktorer først fjerne eventuelle svovelholdige urenheter og deretter blande naftaen med hydrogen ved 930 grader Fahrenheit, en prosess som kalles hydroforming. Gassen passerer over en katalysator, så som platina eller rhenium, under 5 atmosfære av trykk. Denne prosessen konverterer alifatiske hydrokarboner til deres tilsvarende aromatiske forbindelser. Benzen, dannet fra den seks-karbon alifatiske forbindelsen heksan, og de andre hydrokarboner blir deretter oppløst og destillert for å skille de forskjellige forbindelsene.
Toluen disproposjonering
Metylbenzen, også kjent som toluen, er et biprodukt av nafta-reformasjon, men har begrenset kommersiell verdi. Prosesseringsanlegg kan omdanne toluen til de mer verdifulle hydrokarboner benzen og xylen. En toluen-hydrogenblanding passerer over en katalysator - vanligvis zeolit, et mineral som inneholder aluminosilikater - under betingelser på 15–25 trykkstemperatur og 800–900 grader Fahrenheit. Utstyr destillerer deretter den resulterende hydrokarbonblandingen for å skille benzen-, toluen- og xylenfraksjonene. Toluen resirkuleres for ytterligere disproporsjonering.
Toluenhydrodealkylering
En alternativ metode for å fremstille benzen fra toluen er hydrodealkylering. Reaktorer komprimerer toluen og hydrogen til trykk mellom 20 og 60 atmosfærer og varmer blandingen til temperaturer mellom 930 og 1220 grader Fahrenheit. I nærvær av en katalysator konverterer en reaksjon blandingen til benzen og metan. Egnede katalysatorer inkluderer krom, molybden og platina. Restet av hydrogen blir resirkulert, og benzen blir separert ut ved destillasjon. Denne metoden resulterer i en konverteringsfrekvens på 90 prosent.