Hvordan benzen fremstilles

Benzen er det enkleste kulbrinte, der tilhører klassen af ​​organiske forbindelser kendt som aromatiske stoffer. Dens formel, C6H6, afspejler sin ringstruktur, hvor alle seks carbonatomer deler lige elektroner, og carbon-til-carbon-forbindelserne er mellemliggende mellem enkelt- og dobbeltbindinger. Ved stuetemperatur er benzen en farveløs væske med lugten af ​​'sød benzin'. Benzen koger ved 176,2 grader Fahrenheit og fryser under 41,9 grader Fahrenheit. Benzen er en farlig kemikalie, der er stærkt brandfarlig og kræftfremkaldende. Det forekommer naturligt som en bestanddel af råolie, og der er flere måder at forberede den på.

Forberedelse af benzen fra råolie ved hjælp af varme kaldes revner. Sprængning er en multistep-proces, hvor et anlæg fordamper råolie, tilføjer damp og derefter kortvarigt passerer 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, sædvanligvis alkoholer, ekstraher derefter benzen og andre aromatiske forbindelser, herunder methylbenzen. Endelig gennemgår de opløste forbindelser fraktioneret destillation, som adskiller de forskellige komponenter, herunder benzen.

Reformering af Naphtha

Naphtha refererer til ligekædede eller alifatiske carbonhydrider indeholdende 5-10 carbonatomer . Naphtha er hovedsageligt afledt af olie og naturgas. For at reformere naphtha i benzen skal reaktorer først fjerne svovlholdige urenheder og derefter blande naphtha med hydrogen ved 930 grader Fahrenheit, en proces kaldet hydroforming. Gasen passerer over en katalysator, såsom platin eller rhenium, under 5 atmosfærer tryk. Denne proces omdanner alifatiske carbonhydrider til deres tilsvarende aromatiske forbindelser. Benzen, der er dannet af den sekscarbonatiske alifatiske forbindelsehexan, og de andre carbonhydrider opløstes derefter og destilleres for at adskille de forskellige forbindelser.

Toluen Dispropionering

Methylbenzen, også kendt som toluen, er en biprodukt af naphtha-reformering, men har begrænset forretningsmæssig værdi. Forarbejdningsanlæg kan omdanne toluen til de mere værdifulde carbonhydrider benzen og xylen. En toluen-hydrogenblanding passerer over en katalysator, sædvanligvis zeolit, en mineralholdig aluminosilicat under betingelser på 15-25 atmosfærer tryk og 800-900 grader Fahrenheit. Udstyr destillerer derefter den resulterende carbonhydridblanding til separering af benzen-, toluen- og xylenfraktionerne. Toluenen recirkuleres til yderligere disproportionering.

Toluenhydrodealkylering

En alternativ metode til fremstilling af benzen fra toluen er hydrodealkylering. Reaktorer komprimerer toluen og hydrogen til tryk mellem 20 og 60 atmosfærer og opvarmer blandingen til temperaturer mellem 930 og 1.220 grader Fahrenheit. I nærvær af en katalysator omdanner en reaktion blandingen til benzen og methan. Egnede katalysatorer indbefatter chrom, molybdæn og platin. Resterende brint genanvendes, og benzen udskilles ved destillation. Denne metode resulterer i en konverteringsfrekvens på 90 procent.