Kaip gaminamas benzenas

Benzenas yra paprasčiausias angliavandenilis, priklausantis organinių junginių, žinomų kaip aromatiniai, klasei. Jo formulė C6H6 atspindi jo žiedo struktūrą, kurioje visi šeši anglies atomai dalijasi elektronais vienodai, o anglies ir anglies jungtys yra tarpinės tarp viengubo ir dvigubo ryšių. Kambario temperatūroje benzenas yra bespalvis skystis, turintis „saldaus benzino“ kvapą. Benzenas verda 176,2 Fahrenheito laipsniu ir užšąla žemiau 41,9 Fahrenheito laipsnių. Benzenas yra pavojinga cheminė medžiaga, kuri yra labai degi ir kancerogeninė. Natūralu, kad jis yra žalios naftos komponentas, ir yra keletas būdų jai paruošti.

Benzeno paruošimas iš žalios naftos naudojant šilumą vadinamas krekingu. Krekingas yra daugiapakopis procesas, kurio metu įrenginys garina žalią naftą, įpila garo ir tada trumpai praeina dujinį mišinį per krosnį esant 1 300–1 650 laipsnių temperatūrai Farenheitas. Gautas angliavandenilių mišinys vadinamas neapdorotomis pirolizės dujomis. Tirpikliai, paprastai alkoholiai, tada ekstrahuoja benzeną ir kitus aromatinius junginius, įskaitant metilbenzeną. Galiausiai ištirpusiems junginiams frakcionuojama distiliacija, išskiriant skirtingus komponentus, įskaitant benzolą.

Pirminis benzinas reiškia tiesios grandinės arba alifatinius angliavandenilius, turinčius 5–10 anglies atomų. Pirminis benzinas gaunamas iš naftos ir gamtinių dujų. Norėdami perdirbti benziną į benzolį, reaktoriai pirmiausia turi pašalinti visas sieros priemaišas, o tada benziną sumaišyti su vandeniliu 930 laipsnių pagal Farenheitą, procesas vadinamas hidroformavimu. Dujos praeina virš katalizatoriaus, tokio kaip platina ar renis, esant 5 atmosferos slėgiui. Šis procesas paverčia alifatinius angliavandenilius atitinkamais aromatiniais junginiais. Benzenas, susidarantis iš šešių anglių alifatinio junginio heksano, ir kiti angliavandeniliai ištirpinami ir distiliuojami, kad būtų galima atskirti skirtingus junginius.

Metilbenzenas, taip pat žinomas kaip toluenas, yra benzino reformavimo šalutinis produktas, tačiau jo komercinė vertė yra ribota. Perdirbimo gamyklos toluolą gali paversti vertingesniais angliavandeniliais - benzenu ir ksilolu. Tolueno ir vandenilio mišinys praeina per katalizatorių - paprastai ceolitą, mineralą, kuriame yra aliumosilikatų, esant 15–25 atmosferos slėgiui ir 800–900 laipsnių pagal Farenheitą. Tada įranga distiliuoja gautą angliavandenilių mišinį, kad atskirtų benzeno, tolueno ir ksileno frakcijas. Toluenas perdirbamas tolesniam neproporcingumui.

Alternatyvus benzeno iš tolueno paruošimo būdas yra hidrodealkilinimas. Reaktoriai suspaudžia tolueną ir vandenilį iki 20–60 atmosferų slėgio ir mišinį pašildo iki 930–120 laipsnių pagal Celsijų. Esant katalizatoriui, reakcija paverčia mišinį benzenu ir metanu. Tinkami katalizatoriai yra chromas, molibdenas ir platina. Likęs vandenilis perdirbamas, o benzenas atskiriamas distiliuojant. Šis metodas lemia 90 procentų konversijos rodiklį.