Bagaimana Benzena Dibuat

Benzena adalah hidrokarbon paling sederhana yang termasuk dalam kelas senyawa organik yang dikenal sebagai aromatik. Rumusnya, C6H6, mencerminkan struktur cincinnya, di mana keenam atom karbon berbagi elektron secara merata dan ikatan karbon-ke-karbon adalah perantara antara ikatan tunggal dan ganda. Pada suhu kamar, benzena adalah cairan tidak berwarna dengan bau 'bensin manis'. Benzena mendidih pada 176,2 derajat Fahrenheit dan membeku di bawah 41,9 derajat Fahrenheit. Benzena adalah bahan kimia berbahaya yang sangat mudah terbakar dan karsinogenik. Itu terjadi secara alami sebagai komponen minyak mentah, dan ada beberapa cara untuk mempersiapkannya.

Pembuatan benzena dari minyak mentah menggunakan panas disebut cracking. Cracking adalah proses multilangkah di mana fasilitas menguapkan minyak mentah, menambahkan uap dan kemudian sebentar melewati campuran gas melalui tungku pada suhu antara 1.300 dan 1.650 derajat Fahrenheit. Campuran hidrokarbon yang dihasilkan disebut gas pirolisis mentah. Pelarut, biasanya alkohol, kemudian mengekstrak benzena dan senyawa aromatik lainnya, termasuk metilbenzena. Akhirnya, senyawa terlarut menjalani distilasi fraksional, yang memisahkan komponen yang berbeda, termasuk benzena.

Nafta mengacu pada rantai lurus, atau alifatik, hidrokarbon yang mengandung 5-10 atom karbon. Nafta terutama berasal dari minyak bumi dan gas alam. Untuk mereformasi nafta menjadi benzena, reaktor pertama-tama harus menghilangkan kotoran belerang dan kemudian mencampur nafta dengan hidrogen pada 930 derajat Fahrenheit, sebuah proses yang disebut hydroforming. Gas melewati katalis, seperti platinum atau renium, di bawah tekanan 5 atmosfer. Proses ini mengubah hidrokarbon alifatik menjadi senyawa aromatik yang sesuai. Benzena, yang terbentuk dari senyawa alifatik enam karbon heksana, dan hidrokarbon lainnya kemudian dilarutkan dan disuling untuk memisahkan senyawa yang berbeda.

Metilbenzena, juga dikenal sebagai toluena, adalah produk sampingan dari reformasi nafta tetapi nilai komersialnya terbatas. Pabrik pengolahan dapat mengubah toluena menjadi hidrokarbon benzena dan xilena yang lebih berharga. Campuran toluena-hidrogen melewati katalis—biasanya zeolit, mineral yang mengandung aluminosilikat—dalam kondisi tekanan 15–25 atmosfer dan 800–900 derajat Fahrenheit. Peralatan kemudian menyaring campuran hidrokarbon yang dihasilkan untuk memisahkan fraksi benzena, toluena dan xilena. Toluena didaur ulang untuk disproporsionasi lebih lanjut.

Metode alternatif untuk membuat benzena dari toluena adalah hidrodealkilasi. Reaktor memampatkan toluena dan hidrogen ke tekanan antara 20 dan 60 atmosfer dan memanaskan campuran hingga suhu antara 930 dan 1.220 derajat Fahrenheit. Dengan adanya katalis, reaksi mengubah campuran menjadi benzena dan metana. Katalis yang cocok meliputi kromium, molibdenum dan platina. Hidrogen yang tersisa didaur ulang, dan benzena dipisahkan dengan distilasi. Metode ini menghasilkan tingkat konversi 90 persen.