Benzen er det enkleste hydrokarbonet som tilhører klassen organiske forbindelser kjent som aromater. Formelen, C6H6, gjenspeiler ringstrukturen, der alle seks karbonatomer deler elektroner likt, og karbon-til-karbon-koblingene er mellom mellom enkelt- og dobbeltbindinger. Ved romtemperatur er benzen en fargeløs væske med lukten av 'søt bensin'. Benzen koker ved 176,2 grader Fahrenheit og fryser under 41,9 grader Fahrenheit. Benzen er et farlig kjemikalie som er svært brannfarlig og kreftfremkallende. Det forekommer naturlig som en komponent i råolje, og det er flere måter å forberede den på.
Sprekker råolje
Klargjøring av benzen fra råolje ved bruk av varme kalles krakking. Cracking er en flerstegsprosess der et anlegg fordamper rå petroleum, tilfører damp og deretter fører kort den gassformige blandingen gjennom en ovn ved temperaturer mellom 1300 og 1650 grader Fahrenheit. Den resulterende blandingen av hydrokarboner kalles rå pyrolysegass. Løsningsmidler, vanligvis alkoholer, ekstraherer deretter benzen og andre aromatiske forbindelser, inkludert metylbenzen. Til slutt gjennomgår de oppløste forbindelsene fraksjonell destillasjon, som skiller ut de forskjellige komponentene, inkludert benzen.
Reformere Nafta
Nafta refererer til rettkjedede, eller alifatiske, hydrokarboner som inneholder 5-10 karbonatomer. Nafta kommer hovedsakelig fra petroleum og naturgass. For å reformere nafta til benzen, må reaktorer først fjerne svovelholdige urenheter og deretter blande nafta med hydrogen ved 930 grader Fahrenheit, en prosess som kalles hydroforming. Gassen passerer over en katalysator, slik som platina eller rhenium, under 5 atmosfæres trykk. Denne prosessen omdanner alifatiske hydrokarboner til deres tilsvarende aromatiske forbindelser. Benzen, dannet av den seks-karbon alifatiske forbindelsen heksan, og de andre hydrokarboner blir deretter oppløst og destillert for å skille de forskjellige forbindelsene.
Toluen Dispropotionation
Metylbenzen, også kjent som toluen, er et biprodukt av nafta-reformering, men har begrenset kommersiell verdi. Foredlingsanlegg kan omdanne toluen til de mer verdifulle hydrokarboner benzen og xylen. En toluen-hydrogenblanding passerer over en katalysator - vanligvis zeolitt, et mineral som inneholder aluminosilikater - under betingelser på 15-25 atmosfærer med trykk og 800-900 grader Fahrenheit. Utstyr destillerer deretter den resulterende hydrokarbonblandingen for å skille benzen-, toluen- og xylenfraksjonene. Toluenet resirkuleres for videre disproporsjonering.
Toluen Hydrodealkylation
En alternativ metode for å fremstille benzen fra toluen er hydrodealkylering. Reaktorer komprimerer toluen og hydrogen til trykk mellom 20 og 60 atmosfærer og varmer opp blandingen til temperaturer mellom 930 og 1220 grader Fahrenheit. I nærvær av en katalysator omdanner en reaksjon blandingen til benzen og metan. Egnede katalysatorer inkluderer krom, molybden og platina. Resterende hydrogen resirkuleres, og benzen skilles ut ved destillasjon. Denne metoden resulterer i en konverteringsfrekvens på 90 prosent.