Зміст
Бензол - найпростіший вуглеводень, що належить до класу органічних сполук, відомих як ароматичні речовини. Його формула C6H6 відображає його кільцеву структуру, в якій всі шість атомів вуглецю ділять електрони порівну, а зв'язки вуглець-вуглець є проміжними між одинарними та подвійними зв’язками. При кімнатній температурі бензол - це безбарвна рідина з запахом солодкого бензину. Бензол кипить при 176,2 градусах Фаренгейта і замерзає нижче 41,9 градусів за Фаренгейтом. Бензол - небезпечна хімічна речовина, що є легкозаймистим і канцерогенним. Він зустрічається природним чином як складова сирої нафти, і існує кілька способів її приготування.
Крекінг сирої нафти
Приготування бензолу з сирої нафти за допомогою тепла називається крекінг. Крекінг - це багатоетапний процес, при якому установка випаровує сиру нафту, додає пар і потім короткочасне пропускає газоподібну суміш через піч при температурі від 1300 до 1650 градусів за Фаренгейтом. Отриману суміш вуглеводнів називають сирим піролізним газом. Розчинники, як правило, спирти, потім витягують бензол та інші ароматичні сполуки, включаючи метилбензол. Нарешті, розчинені сполуки проходять фракційну перегонку, яка відокремлює різні компоненти, включаючи бензол.
Реформування нафти
Нафта відноситься до прямоланцюгових або аліфатичних вуглеводнів, що містять 5–10 атомів вуглецю. Нафта отримується в основному з нафти та природного газу. Для перетворення нафти в бензол реактори спочатку повинні видалити будь-які сірчані домішки, а потім змішати нафту з воднем при температурі 930 градусів за Фаренгейтом, процес, який називається гідроформуванням. Газ проходить над каталізатором, таким як платина або реній, під тиском 5 атмосфер. Цей процес перетворює аліфатичні вуглеводні у відповідні їм ароматичні сполуки. Бензол, утворений із шестивуглецевого аліфатичного з'єднання гексану, та інші вуглеводні потім розчиняються та переганяються для відділення різних сполук.
Непропорціонування толуолу
Метилбензол, також відомий як толуол, є побічним продуктом реформації нафти, але має обмежену комерційну цінність. Переробні установки можуть перетворити толуол у більш цінні вуглеводні бензол та ксилол. Толуолово-воднева суміш проходить над каталізатором - зазвичай цеолітом, мінералом, що містить алюмосилікати, в умовах 15–25 атмосферного тиску та 800–900 градусів Фаренгейта. Потім обладнання переганяє отриману вуглеводневу суміш для розділення фензолу, толуолу та ксилолу. Толуол переробляють для подальшої непропорційності.
Гідродеалкілювання толуолу
Альтернативним способом приготування бензолу з толуолу є гідродеалкілювання. Реактори стискають толуол і водень для тиску між 20 і 60 атмосферами і нагрівають суміш до температури від 930 до 1,220 градусів за Фаренгейтом. У присутності каталізатора реакція перетворює суміш у бензол та метан. Відповідні каталізатори включають хром, молібден та платину. Залишився водень переробляється, а бензол відокремлюють дистиляцією. Цей метод призводить до конверсії в 90 відсотків.