Benzols ir vienkāršākais ogļūdeņradis, kas pieder organisko savienojumu klasei, kas pazīstama kā aromātiskās vielas. Tās formula C6H6 atspoguļo tās gredzena struktūru, kurā visiem sešiem oglekļa atomiem ir vienādi kopīgi elektroni, un oglekļa-oglekļa saites ir starp starp vienreizējām un divkāršajām saitēm. Istabas temperatūrā benzols ir bezkrāsains šķidrums ar “salda benzīna” smaržu. Benzols vārās 176,2 grādos pēc Fārenheita un sasalst zem 41,9 grādiem pēc Fārenheita. Benzols ir bīstama ķīmiska viela, kas ir viegli uzliesmojoša un kancerogēna. Tas dabiski rodas kā jēlnaftas sastāvdaļa, un ir vairāki veidi, kā to sagatavot.
Jēlnaftas plaisāšana
Benzola sagatavošanu no jēlnaftas, izmantojot siltumu, sauc par krekingu. Krekings ir daudzpakāpju process, kurā iekārta iztvaiko neapstrādātu naftu, pievieno tvaiku un pēc tam īslaicīgi izlaiž gāzveida maisījumu caur krāsni temperatūrā no 1300 līdz 1650 grādiem Fārenheits. Iegūto ogļūdeņražu maisījumu sauc par neapstrādātu pirolīzes gāzi. Šķīdinātāji, parasti spirti, pēc tam ekstrahē benzolu un citus aromātiskos savienojumus, ieskaitot metilbenzolu. Visbeidzot, izšķīdušajiem savienojumiem veic frakcionētu destilāciju, kas atdala dažādos komponentus, ieskaitot benzolu.
Naftas reformēšana
Ligroīns attiecas uz taisnas ķēdes vai alifātiskiem ogļūdeņražiem, kas satur 5–10 oglekļa atomus. Ligroīnu galvenokārt iegūst no naftas un dabasgāzes. Lai pārveidotu ligroīnu benzolā, reaktoriem vispirms jānoņem visi sēra piemaisījumi un pēc tam ligroīns jāsajauc ar ūdeņradi 930 grādos pēc Fārenheita, procesu sauc par hidroformēšanu. Gāze 5 atmosfēras spiedienā iet pāri katalizatoram, piemēram, platīnam vai renijam. Šis process pārveido alifātiskos ogļūdeņražus par tiem atbilstošajiem aromātiskajiem savienojumiem. Pēc tam benzolu, kas izveidots no sešu oglekļa alifātiskā savienojuma heksāna, un pārējos ogļūdeņražus izšķīdina un destilē, lai atdalītu dažādus savienojumus.
Toluola propropcija
Metilbenzols, kas pazīstams arī kā toluols, ir ligroīna reformācijas blakusprodukts, bet tam ir ierobežota komerciālā vērtība. Pārstrādes uzņēmumi var pārvērst toluolu par vērtīgākiem ogļūdeņražiem - benzolu un ksilolu. Toluola un ūdeņraža maisījums iet caur katalizatoru - parasti ceolītu, minerālu, kas satur alumīnija silikātus, - 15-25 atmosfēras spiediena un 800–900 grādu pēc Fārenheita apstākļos. Pēc tam iekārta destilē iegūto ogļūdeņražu maisījumu, lai atdalītu benzola, toluola un ksilola frakcijas. Toluols tiek pārstrādāts turpmākai nesamērībai.
Toluola hidrodealilēšana
Alternatīva metode benzola pagatavošanai no toluola ir hidrodealilēšana. Reaktori toluolu un ūdeņradi saspiež spiedienā no 20 līdz 60 atmosfērām un maisījumu silda līdz temperatūrai no 930 līdz 1220 grādiem pēc Fārenheita. Katalizatora klātbūtnē reakcija maisījumu pārvērš benzolā un metānā. Piemēroti katalizatori ir hroms, molibdēns un platīns. Ūdeņraža paliekas tiek pārstrādātas, un benzolu atdala destilējot. Šī metode nodrošina 90 procentu konversijas likmi.
