Conţinut
Benzenul este cel mai simplu hidrocarbură aparținând clasei de compuși organici cunoscuți sub denumirea de aromatice. Formula sa, C6H6, reflectă structura sa inelară, în care toți cei șase atomi de carbon împart electroni în mod egal și legăturile carbon-carbon sunt intermediare între legăturile simple și duble. La temperatura camerei, benzenul este un lichid incolor cu miros de benzină dulce. Benzenul fierbe la 176,2 grade Fahrenheit și îngheață sub 41,9 grade Fahrenheit. Benzenul este un produs chimic periculos, foarte inflamabil și cancerigen. Apare în mod natural ca o componentă a petrolului brut și există mai multe modalități de preparare a acestuia.
Cracare cu țiței
Pregătirea benzenului din țiței folosind căldură se numește fisurare. Cracarea este un proces cu mai multe etape în care o instalație vaporizează petrolul brut, adaugă abur și apoi trece pe scurt amestecul gazos printr-un cuptor la temperaturi cuprinse între 1.300 și 1.650 grade Fahrenheit. Amestecul rezultat de hidrocarburi se numește gaz piroliză brută. Solvenții, de obicei alcooli, apoi extrag benzenul și alți compuși aromatici, inclusiv metilbenzenul. În cele din urmă, compușii dizolvați suferă distilare fracțională, care separă diferitele componente, inclusiv benzenul.
Reformarea Naftei
Naftă se referă la hidrocarburi cu lanț drept sau alifatic care conțin 5-10 atomi de carbon. Nafa este derivată în principal din petrol și gaze naturale. Pentru a reforma nafta în benzen, reactoarele trebuie mai întâi să îndepărteze impuritățile sulfuroase și apoi să amestece nafta cu hidrogenul la 930 de grade Fahrenheit, un proces numit hidroformare. Gazul trece peste un catalizator, cum ar fi platina sau reniul, sub 5 atmosfere de presiune. Acest proces transformă hidrocarburile alifatice în compușii lor aromatici corespunzători. Benzenul format din hexanul compusului alifatic cu șase atomi de carbon și celelalte hidrocarburi sunt apoi dizolvate și distilate pentru a separa diferiții compuși.
Dispropoționarea toluenului
Metilbenzenul, cunoscut și sub numele de toluen, este un produs secundar al reformării naftei, dar are o valoare comercială limitată. Instalațiile de prelucrare pot transforma toluenul în hidrocarburi mai valoroși benzen și xilen. Un amestec toluen-hidrogen trece peste un catalizator - de obicei zeolit, un mineral care conține aluminosilicați - în condiții de 15-25 atmosfere de presiune și 800-900 grade Fahrenheit. Echipamentul distilează apoi amestecul de hidrocarburi rezultat pentru a separa fracțiile benzen, toluen și xilen. Toluenul este reciclat pentru o disproporționare suplimentară.
Hidrodealchilare cu toluen
O metodă alternativă de preparare a benzenului din toluen este hidrodealchilarea. Reactoarele comprimă toluenul și hidrogenul la presiuni între 20 și 60 de atmosfere și încălzesc amestecul la temperaturi cuprinse între 930 și 1.220 de grade Fahrenheit. În prezența unui catalizator, o reacție transformă amestecul în benzen și metan. Catalizatorii adecvați includ cromul, molibdenul și platina. Hidrogenul rămas este reciclat, iar benzenul este separat prin distilare. Această metodă are ca rezultat o conversie de 90%.