Как производится бензол

Бензол - простейший углеводород, принадлежащий к классу органических соединений, известных как ароматические соединения. Его формула, C6H6, отражает его кольцевую структуру, в которой все шесть атомов углерода делят электроны в равной степени, а связи углерод-углерод являются промежуточными между одинарными и двойными связями. При комнатной температуре бензол представляет собой бесцветную жидкость с запахом «сладкого бензина». Бензол кипит при 176,2 градуса по Фаренгейту и замерзает ниже 41,9 градуса по Фаренгейту. Бензол - опасное химическое вещество, которое легко воспламеняется и является канцерогенным. Он естественным образом входит в состав сырой нефти, и его можно приготовить несколькими способами.

Получение бензола из сырой нефти с использованием тепла называется крекингом. Крекинг - это многоступенчатый процесс, при котором на установке испаряется сырая нефть, добавляется пар, а затем кратковременно пропускает газовую смесь через печь при температуре от 1300 до 1650 градусов Фаренгейт. Полученная смесь углеводородов называется сырым пиролизным газом. Растворители, обычно спирты, затем экстрагируют бензол и другие ароматические соединения, включая метилбензол. Наконец, растворенные соединения подвергаются фракционной перегонке, в ходе которой отделяются различные компоненты, включая бензол.

Нафта относится к углеводородам с прямой или алифатической цепью, содержащим 5–10 атомов углерода. Нафта получают в основном из нефти и природного газа. Чтобы преобразовать нафту в бензол, реакторы должны сначала удалить сернистые примеси, а затем смешать нафту с водородом при температуре 930 градусов по Фаренгейту. Этот процесс называется гидроформованием. Газ проходит над катализатором, таким как платина или рений, под давлением 5 атмосфер. Этот процесс превращает алифатические углеводороды в их соответствующие ароматические соединения. Бензол, образованный из шестиуглеродного алифатического соединения гексана, и других углеводородов затем растворяют и перегоняют для разделения различных соединений.

Метилбензол, также известный как толуол, является побочным продуктом реформирования нафты, но имеет ограниченную коммерческую ценность. Перерабатывающие предприятия могут превращать толуол в более ценные углеводороды, бензол и ксилол. Смесь толуола и водорода проходит над катализатором - обычно цеолитом, минералом, содержащим алюмосиликаты - в условиях давления 15–25 атмосфер и температуры 800–900 градусов по Фаренгейту. Затем оборудование перегоняет полученную смесь углеводородов для разделения фракций бензола, толуола и ксилола. Толуол рециркулируют для дальнейшего диспропорционирования.

Альтернативный метод получения бензола из толуола - гидродеалкилирование. В реакторах толуол и водород сжимаются до давления от 20 до 60 атмосфер и нагревают смесь до температур от 930 до 1220 градусов по Фаренгейту. В присутствии катализатора реакция превращает смесь в бензол и метан. Подходящие катализаторы включают хром, молибден и платину. Оставшийся водород рециркулируют, а бензол отделяют перегонкой. Этот метод дает коэффициент конверсии 90 процентов.