كيف يصنع البنزين

البنزين هو أبسط هيدروكربون ينتمي إلى فئة المركبات العضوية المعروفة بالعطريات. تعكس صيغته ، C6H6 ، هيكله الحلقي ، حيث تشترك جميع ذرات الكربون الست في الإلكترونات بالتساوي وتكون الروابط من الكربون إلى الكربون وسيطة بين الروابط الفردية والمزدوجة. في درجة حرارة الغرفة ، يعتبر البنزين سائلًا عديم اللون برائحة "البنزين الحلو". يغلي البنزين عند 176.2 درجة فهرنهايت ويتجمد تحت 41.9 درجة فهرنهايت. البنزين مادة كيميائية خطيرة شديدة الاشتعال ومسببة للسرطان. يتواجد بشكل طبيعي كأحد مكونات النفط الخام ، وهناك عدة طرق لتحضيره.

يسمى تحضير البنزين من النفط الخام باستخدام الحرارة بالتكسير. التكسير هو عملية متعددة الخطوات تقوم فيها المنشأة بتبخير البترول الخام وإضافة البخار ثم يمرر الخليط الغازي لفترة وجيزة عبر فرن عند درجات حرارة تتراوح بين 1300 و 1650 درجة فهرنهايت. يسمى الخليط الناتج من الهيدروكربونات بغاز الانحلال الحراري الخام. المذيبات ، عادة الكحوليات ، تستخلص البنزين والمركبات العطرية الأخرى ، بما في ذلك ميثيل بنزين. أخيرًا ، تخضع المركبات المذابة لعملية التقطير التجزيئي ، والتي تفصل بين المكونات المختلفة ، بما في ذلك البنزين.

يشير النافثا إلى الهيدروكربونات ذات السلسلة المستقيمة أو الأليفاتية التي تحتوي على 5-10 ذرات كربون. يُشتق النفتا بشكل أساسي من البترول والغاز الطبيعي. لإصلاح النفتا إلى بنزين ، يجب على المفاعلات أولاً إزالة أي شوائب كبريتية ثم خلط النافثا بالهيدروجين عند 930 درجة فهرنهايت ، وهي عملية تسمى التشكيل الهيدروجيني. يمر الغاز فوق عامل حفاز ، مثل البلاتين أو الرينيوم ، تحت 5 أجواء من الضغط. تقوم هذه العملية بتحويل الهيدروكربونات الأليفاتية إلى المركبات العطرية المقابلة لها. يتم بعد ذلك إذابة البنزين ، المتكون من مركب الهكسان المكون من ستة كربون أليفاتية ، والهيدروكربونات الأخرى وتقطيرها لفصل المركبات المختلفة.

ميثيل بنزين ، المعروف أيضًا باسم التولوين ، هو منتج ثانوي لإعادة تشكيل النفتا ولكنه ذو قيمة تجارية محدودة. يمكن لمصانع المعالجة تحويل التولوين إلى هيدروكربونات البنزين والزيلين الأكثر قيمة. يمر خليط التولوين والهيدروجين فوق محفز - عادة زيوليت ، وهو معدن يحتوي على ألومينوسيليكات - تحت ظروف ضغط 15-25 ضغط جوي و 800-900 درجة فهرنهايت. تقوم المعدات بعد ذلك بتقطير خليط الهيدروكربون الناتج لفصل جزيئات البنزين والتولوين والزيلين. يتم إعادة تدوير التولوين لمزيد من عدم التناسب.

طريقة بديلة لتحضير البنزين من التولوين هي الألكلة الهيدروجينية. تضغط المفاعلات على التولوين والهيدروجين إلى ضغوط تتراوح بين 20 و 60 جوًا وتسخين الخليط إلى درجات حرارة تتراوح بين 930 و 1220 درجة فهرنهايت. في وجود عامل حفاز ، يحول التفاعل الخليط إلى بنزين وميثان. تشمل المحفزات المناسبة الكروم والموليبدينوم والبلاتين. يتم إعادة تدوير بقايا الهيدروجين ، ويتم فصل البنزين عن طريق التقطير. ينتج عن هذه الطريقة معدل تحويل 90 بالمائة.