Indhold
Benzen er det enkleste carbonhydrid, der hører til klassen af organiske forbindelser kendt som aromater. Dens formel, C6H6, afspejler dens ringstruktur, hvor alle seks carbonatomer deler elektroner ens, og carbon-til-carbon-forbindelserne er mellemliggende mellem enkelt- og dobbeltbindinger. Ved stuetemperatur er benzen en farveløs væske med duften af sød benzin. Benzen koger ved 176,2 grader Fahrenheit og fryser til under 41,9 grader Fahrenheit. Benzen er et farligt kemikalie, der er meget brandfarligt og kræftfremkaldende. Det forekommer naturligt som en bestanddel af råolie, og der er flere måder at forberede den på.
Knækkende råolie
Forberedelse af benzen fra råolie ved hjælp af varme kaldes krakning. Krakning er en multistep-proces, hvor en facilitet fordamper rå olie, tilsætter damp og derefter kort føres den gasformige blanding gennem en ovn ved temperaturer mellem 1.300 og 1.650 grader Fahrenheit. Den resulterende blanding af carbonhydrider kaldes rå pyrolysegas. Opløsningsmidler, normalt alkoholer, ekstraheres derefter benzen og andre aromatiske forbindelser, herunder methylbenzen. Endelig gennemgår de opløste forbindelser fraktioneret destillation, der adskiller de forskellige komponenter, inklusive benzen.
Reformere Naphtha
Naphtha refererer til ligekædede eller alifatiske carbonhydrider indeholdende 5-10 carbonatomer. Naphtha stammer hovedsageligt fra olie og naturgas. For at reformere naphtha til benzen skal reaktorer først fjerne eventuelle svovlholdige urenheder og derefter blande naphtha med brint ved 930 grader Fahrenheit, en proces kaldet hydroforming. Gassen passerer over en katalysator, såsom platin eller rhenium, under 5 atmosfære af tryk. Denne proces omdanner alifatiske carbonhydrider til deres tilsvarende aromatiske forbindelser. Benzen, dannet ud fra den seks-carbon alifatiske forbindelse hexan, og de andre carbonhydrider opløses derefter og destilleres for at adskille de forskellige forbindelser.
Toluen-dispropotionation
Methylbenzen, også kendt som toluen, er et biprodukt af naphtha-reformation, men har en begrænset kommerciel værdi. Forarbejdningsanlæg kan omdanne toluen til de mere værdifulde kulbrinter benzen og xylen. En toluen-brint-blanding passerer over en katalysator - normalt zeolit, et mineral indeholdende aluminosilicater - under betingelser på 15-25 atmosfærer af tryk og 800-900 grader Fahrenheit. Udstyr destillerer derefter den resulterende carbonhydridblanding for at adskille benzen-, toluen- og xylenfraktionerne. Toluen genanvendes for yderligere disproportionering.
Toluenhydrodealkylering
En alternativ metode til fremstilling af benzen fra toluen er hydrodealkylering. Reaktorer komprimerer toluen og brint til tryk mellem 20 og 60 atmosfærer og opvarmer blandingen til temperaturer mellem 930 og 1220 grader Fahrenheit. I nærvær af en katalysator omdanner en reaktion blandingen til benzen og methan. Egnede katalysatorer inkluderer chrom, molybdæn og platin. Den resterende brint recirkuleres, og benzen separeres ved destillation. Denne metode resulterer i en konverteringsfrekvens på 90 procent.