ベンゼンの作り方

ベンゼンは、芳香族として知られる有機化合物のクラスに属する最も単純な炭化水素です。 その式C6H6は、6つの炭素原子すべてが電子を等しく共有し、炭素間結合が単結合と二重結合の中間にある環構造を反映しています。 ベンゼンは室温では無色の液体で、「甘いガソリン」の匂いがします。 ベンゼンは華氏176.2度で沸騰し、華氏41.9度未満で凍結します。 ベンゼンは非常に可燃性で発がん性のある危険な化学物質です。 それは原油の成分として自然に発生し、それを準備するいくつかの方法があります。

原油から熱を利用してベンゼンを調製することをクラッキングと呼びます。 クラッキングは、施設が原油を気化させ、蒸気を加えてから、多段階のプロセスです。 1,300〜1,650度の温度でガス混合物を炉に短時間通します 華氏。 得られた炭化水素の混合物は、生の熱分解ガスと呼ばれます。 次に、溶媒（通常はアルコール）がベンゼンおよびメチルベンゼンを含む他の芳香族化合物を抽出します。 最後に、溶解した化合物は分別蒸留を受け、ベンゼンを含むさまざまな成分が分離されます。

ナフサとは、5〜10個の炭素原子を含む直鎖または脂肪族の炭化水素を指します。 ナフサは主に石油と天然ガスに由来します。 ナフサをベンゼンに改質するには、反応器は最初に硫黄不純物を除去し、次に華氏930度でナフサを水素と混合する必要があります。これはハイドロフォーミングと呼ばれるプロセスです。 ガスは、5気圧の圧力下で白金やレニウムなどの触媒を通過します。 このプロセスは、脂肪族炭化水素を対応する芳香族化合物に変換します。 次に、6炭素脂肪族化合物ヘキサンから形成されたベンゼンと他の炭化水素を溶解および蒸留して、さまざまな化合物を分離します。

トルエンとしても知られるメチルベンゼンは、ナフサ改質の副産物ですが、商業的価値は限られています。 処理プラントは、トルエンをより価値のある炭化水素であるベンゼンとキシレンに変換できます。 トルエンと水素の混合物は、15〜25気圧、華氏800〜900度の条件下で、触媒（通常はゼオライト、アルミノケイ酸塩を含む鉱物）を通過します。 次に、装置は、得られた炭化水素混合物を蒸留して、ベンゼン、トルエン、およびキシレン画分を分離します。 トルエンはさらに不均化するためにリサイクルされます。

トルエンからベンゼンを調製する別の方法は、水素化脱アルキル化です。 反応器は、トルエンと水素を20〜60気圧の圧力に圧縮し、混合物を華氏930〜1,220度の温度に加熱します。 触媒の存在下で、反応は混合物をベンゼンとメタンに変換します。 適切な触媒には、クロム、モリブデン、および白金が含まれる。 残った水素はリサイクルされ、ベンゼンは蒸留によって分離されます。 この方法では、90％のコンバージョン率が得られます。