벤젠은 방향족으로 알려진 유기 화합물 부류에 속하는 가장 단순한 탄화수소입니다. 그 공식 인 C6H6은 6 개의 탄소 원자가 모두 전자를 동등하게 공유하고 탄소-탄소 연결이 단일 결합과 이중 결합 사이에있는 고리 구조를 반영합니다. 상온에서 벤젠은 '달콤한 가솔린'냄새가 나는 무색의 액체입니다. 벤젠은 화씨 176.2도에서 끓고 화씨 41.9도 이하에서 얼어 붙습니다. 벤젠은 가연성이 높고 발암 성이있는 위험한 화학 물질입니다. 원유의 성분으로 자연적으로 발생하며이를 준비하는 방법에는 여러 가지가 있습니다.
크래킹 원유
열을 사용하여 원유에서 벤젠을 준비하는 것을 크래킹이라고합니다. 크래킹은 시설에서 원유를 기화하고 증기를 추가 한 다음 가스 혼합물을 1,300 ~ 1,650도 사이의 온도에서 용광로를 통해 잠시 통과시킵니다. 화씨. 생성 된 탄화수소 혼합물을 원시 열분해 가스라고합니다. 일반적으로 알코올과 같은 용매는 벤젠 및 메틸 벤젠을 포함한 기타 방향족 화합물을 추출합니다. 마지막으로, 용해 된 화합물은 분별 증류를 거쳐 벤젠을 포함한 다양한 성분을 분리합니다.
나프타 개혁
나프타는 5-10 개의 탄소 원자를 포함하는 직쇄 또는 지방족 탄화수소를 말합니다. 나프타는 주로 석유와 천연 가스에서 추출됩니다. 나프타를 벤젠으로 재 형성하려면 반응기에서 먼저 유황 불순물을 제거한 다음 화씨 930도에서 나프타를 수소와 혼합해야합니다. 가스는 5 기압 하에서 백금 또는 레늄과 같은 촉매를 통과합니다. 이 공정은 지방족 탄화수소를 해당 방향족 화합물로 전환합니다. 탄소가 6 개인 지방족 화합물 인 헥산과 다른 탄화수소로 형성된 벤젠은 용해되고 증류되어 서로 다른 화합물을 분리합니다.
Toluene Dispropotionation
톨루엔으로도 알려진 메틸 벤젠은 나프타 개질의 부산물이지만 상업적 가치가 제한적입니다. 가공 공장은 톨루엔을보다 가치있는 탄화수소 인 벤젠과 자일 렌으로 전환 할 수 있습니다. 톨루엔-수소 혼합물은 15 ~ 25 기압 및 화씨 800 ~ 900 도의 조건에서 촉매 (보통 알루미 노 실리케이트를 포함하는 광물 인 제올라이트)를 통과합니다. 그런 다음 장비는 생성 된 탄화수소 혼합물을 증류하여 벤젠, 톨루엔 및 자일 렌 분획을 분리합니다. 톨루엔은 추가 불균형을 위해 재활용됩니다.
톨루엔 하이드로 탈 알킬화
톨루엔으로부터 벤젠을 제조하는 다른 방법은 하이드로 탈 알킬화입니다. 반응기는 톨루엔과 수소를 20 ~ 60 기압의 압력으로 압축하고 혼합물을 화씨 930 ~ 1,220도 사이의 온도로 가열합니다. 촉매가있을 때 반응은 혼합물을 벤젠과 메탄으로 전환합니다. 적합한 촉매에는 크롬, 몰리브덴 및 백금이 포함됩니다. 남은 수소는 재활용되고 벤젠은 증류에 의해 분리됩니다. 이 방법을 사용하면 전환율이 90 %가됩니다.