Kuidas benseeni toodetakse

Benseen on kõige lihtsam süsivesinik, mis kuulub aromaatsete orgaaniliste ühendite klassi. Selle valem C6H6 peegeldab selle tsükli struktuuri, milles kõigil kuuel süsinikuaatomil on elektronid võrdselt ja süsinik-süsinik sidemed on ühe- ja kaksiksideme vahelised. Toatemperatuuril on benseen värvitu vedelik, millel on „magusa bensiini” lõhn. Benseen keeb temperatuuril 176,2 Fahrenheiti ja külmub alla 41,9 Fahrenheiti kraadi. Benseen on ohtlik kemikaal, mis on väga tuleohtlik ja kantserogeenne. See esineb looduslikult toornafta koostisosana ja selle valmistamiseks on mitu võimalust.

Benseeni valmistamist toorõlist kuumuse abil nimetatakse krakkimiseks. Pragunemine on mitmeastmeline protsess, mille käigus ettevõte aurutab toornaftat, lisab auru ja seejärel juhib gaasilise segu korraks läbi ahju temperatuuril vahemikus 1300 kuni 1650 kraadi Fahrenheit. Saadud süsivesinike segu nimetatakse tooreks pürolüüsigaasiks. Lahustid, tavaliselt alkoholid, ekstraheerivad seejärel benseeni ja muid aromaatseid ühendeid, sealhulgas metüülbenseeni. Lõpuks läbivad lahustunud ühendid fraktsioneeriva destilleerimise, mis eraldab erinevad komponendid, sealhulgas benseeni.

Tööstusbensiin viitab sirge ahelaga või alifaatsetele süsivesinikele, mis sisaldavad 5–10 süsinikuaatomit. Tööstusbensiin pärineb peamiselt naftast ja maagaasist. Tööstusbensiini reformimiseks benseeniks peavad reaktorid kõigepealt eemaldama kõik väävlisisandid ja seejärel segama tööstusbensiini vesinikuga temperatuuril 930 kraadi Fahrenheiti, seda protsessi nimetatakse hüdroformimiseks. Gaas läbib 5 atmosfääri rõhu all katalüsaatori, näiteks plaatina või reeniumi. See protsess muudab alifaatsed süsivesinikud vastavateks aromaatseteks ühenditeks. Seejärel lahustatakse ja destilleeritakse kuue süsinikuga alifaatsest ühendist heksaanist moodustatud benseen ja muud süsivesinikud, et eraldada erinevad ühendid.

Metüülbenseen, tuntud ka kui tolueen, on tööstusbensiini reformimise kõrvalprodukt, kuid sellel on piiratud kaubanduslik väärtus. Töötlemisettevõtted võivad muuta tolueeni väärtuslikumaks süsivesinikeks benseeniks ja ksüleeniks. Tolueeni ja vesiniku segu läbib katalüsaatori - tavaliselt tseoliidi, alumiinosilikaate sisaldava mineraali - temperatuuril 15–25 atmosfäärirõhku ja 800–900 kraadi Fahrenheiti. Seejärel destilleerib seade saadud süsivesinike segu benseeni, tolueeni ja ksüleeni fraktsioonide eraldamiseks. Tolueen töödeldakse edasise ebaproportsionaalsuse huvides ümber.

Alternatiivne meetod benseeni valmistamiseks tolueenist on hüdrodealüülimine. Reaktorid suruvad tolueeni ja vesiniku rõhuks vahemikus 20 kuni 60 atmosfääri ja kuumutavad segu temperatuurini 930 kuni 1220 kraadi Fahrenheiti. Katalüsaatori juuresolekul muundatakse reaktsioonisegu segu benseeniks ja metaaniks. Sobivate katalüsaatorite hulka kuuluvad kroom, molübdeen ja plaatina. Vesiniku jäägid töödeldakse ümber ja benseen eraldatakse destilleerimise teel. Selle meetodi tulemuseks on konversioonimäär 90 protsenti.