Sadržaj
Benzen je najjednostavniji ugljikovodik koji pripada klasi organskih spojeva poznatih kao aromatika. Njegova formula, C6H6, odražava njegovu strukturu prstena u kojoj svih šest atoma ugljika dijeli elektrone jednako, a veze ugljik-ugljik međusobno su između jednostruke i dvostruke veze. Na sobnoj temperaturi, benzen je bezbojna tekućina s mirisom slatkog benzina. Benzen kuha na 176,2 stupnja Farenheita i smrzava se ispod 41,9 stupnjeva Farenheita. Benzen je opasna kemikalija koja je lako zapaljiva i kancerogena. Nastaje prirodno kao sastojak sirove nafte, a postoji nekoliko načina da se pripreme.
Pukotina sirove nafte
Priprema benzena iz sirove nafte pomoću topline naziva se krekiranje. Krekiranje je višestupanjski postupak u kojem postrojenje isparava sirovu naftu, dodaje paru i zatim kratko propušta plinovitu smjesu kroz peć na temperaturama između 1300 i 1.650 stupnjeva Fahrenheita. Dobivena smjesa ugljikovodika naziva se sirovim piroliznim plinom. Otapala, obično alkoholi, zatim ekstrahiraju benzen i druge aromatske spojeve, uključujući metilbenzen. Konačno, otopljeni spojevi podvrgavaju se frakcijskoj destilaciji, koja odvaja različite komponente, uključujući benzen.
Reformiranje nafte
Nafta se odnosi na ravnolančane ili alifatske ugljikovodike koji sadrže 5-10 atoma ugljika. Nafta se dobiva prvenstveno iz nafte i prirodnog plina. Da bi naftu pretvorili u benzen, reaktori moraju prvo ukloniti sumporne nečistoće, a zatim pomiješati naftu s vodikom na 930 stupnjeva Farenhita, proces nazvan hidroformiranje. Plin prolazi iznad katalizatora, poput platine ili renija, pod pritiskom 5 atmosfera. Ovaj postupak pretvara alifatske ugljikovodike u njihove odgovarajuće aromatske spojeve. Benzen, nastao iz heksana alifatičnog spoja sa šest ugljika, i ostali ugljikovodici se otapaju i destiliraju kako bi razdvojili različite spojeve.
Disolucija toluena
Metilbenzen, također poznat kao toluen, nusprodukt je nafta reformacije, ali ima ograničenu komercijalnu vrijednost. Postrojenja za preradu mogu pretvoriti toluen u vrijednije ugljikovodike benzen i ksilen. Mješavina toluen-vodik prelazi katalizator - obično zeolit, mineral koji sadrži aluminosilikate - u uvjetima tlaka 15-25 atmosfere i 800-900 stupnjeva Farenhajta. Oprema zatim destilira rezultirajuću smjesu ugljikovodika kako bi odvojila frakcije benzena, toluena i ksilena. Toluen se reciklira za daljnju nesrazmjernost.
Hidrodealkiranje toluenom
Alternativna metoda za dobivanje benzena iz toluena je hidrodealkilacija. Reaktori komprimiraju toluen i vodik pri tlaku između 20 i 60 atmosfera i smjesu zagrijavaju na temperature između 930 i 1.220 stupnjeva Fahrenheita. U prisutnosti katalizatora, reakcija pretvara smjesu u benzen i metan. Prikladni katalizatori uključuju krom, molibden i platinu. Preostali vodik se reciklira, a benzen se izdvaja destilacijom. Ova metoda rezultira stopom konverzije od 90 posto.