Benzen je nejjednodušší uhlovodík patřící do třídy organických sloučenin známých jako aromáty. Jeho vzorec C6H6 odráží jeho kruhovou strukturu, ve které všech šest atomů uhlíku sdílí elektrony rovnoměrně a vazby uhlík-uhlík jsou mezi jednoduchými a dvojnými vazbami. Při pokojové teplotě je benzen bezbarvá kapalina s vůní „sladkého benzínu“. Benzen se vaří při teplotě 176,2 stupňů Fahrenheita a mrzne pod 41,9 stupňů Fahrenheita. Benzen je nebezpečná chemická látka, která je vysoce hořlavá a karcinogenní. Vyskytuje se přirozeně jako součást ropy a existuje několik způsobů, jak ji připravit.
Krakovací ropa
Příprava benzenu ze surové ropy pomocí tepla se nazývá krakování. Praskání je vícestupňový proces, při kterém zařízení odpařuje surovou ropu, přidává páru a poté krátce prochází plynnou směs pecí při teplotách mezi 1300 a 1650 stupni Fahrenheita. Výsledná směs uhlovodíků se nazývá surový pyrolýzní plyn. Rozpouštědla, obvykle alkoholy, poté extrahují benzen a další aromatické sloučeniny, včetně methylbenzenu. Nakonec se rozpuštěné sloučeniny podrobí frakční destilaci, která odděluje různé složky, včetně benzenu.
Reformující nafta
Nafta označuje přímé nebo alifatické uhlovodíky obsahující 5–10 atomů uhlíku. Nafta se primárně získává z ropy a zemního plynu. Aby bylo možné reformovat naftu na benzen, musí reaktory nejprve odstranit veškeré sirné nečistoty a poté smíchat naftu s vodíkem při teplotě 930 stupňů Fahrenheita, což je proces zvaný hydroformování. Plyn prochází katalyzátorem, jako je platina nebo rhenium, pod tlakem 5 atmosfér. Tento proces převádí alifatické uhlovodíky na odpovídající aromatické sloučeniny. Benzen, vytvořený z alifatické sloučeniny hexanu se šesti uhlíky, a další uhlovodíky se poté rozpustí a destilují za účelem oddělení různých sloučenin.
Dispropotionace toluenu
Methylbenzen, také známý jako toluen, je vedlejším produktem reformace nafty, ale má omezenou komerční hodnotu. Zpracovatelská zařízení mohou přeměnit toluen na cennější uhlovodíky benzen a xylen. Směs toluenu a vodíku prochází katalyzátorem - obvykle zeolitem, minerálem obsahujícím hlinitokřemičitany - za podmínek tlaku 15–25 atmosfér a 800–900 stupňů Fahrenheita. Zařízení poté destiluje výslednou uhlovodíkovou směs k oddělení benzenové, toluenové a xylenové frakce. Toluen se recykluje pro další disproporcionaci.
Toluen hydrodealkylace
Alternativní metodou pro přípravu benzenu z toluenu je hydrodealkylace. Reaktory stlačují toluen a vodík na tlaky mezi 20 a 60 atmosfér a směs zahřívají na teploty mezi 930 a 1220 stupni Fahrenheita. V přítomnosti katalyzátoru se reakcí směs převede na benzen a methan. Mezi vhodné katalyzátory patří chrom, molybden a platina. Zbylý vodík se recykluje a benzen se oddělí destilací. Výsledkem této metody je míra konverze 90 procent.