Innehåll
Bensen är det enklaste kolvätet som tillhör klassen organiska föreningar kända som aromater. Dess formel, C6H6, återspeglar dess ringstruktur, där alla sex kolatomer delar elektroner lika och kol-till-kol-kopplingarna är mellanliggande mellan enkel- och dubbelbindningar. Vid rumstemperatur är bensen en färglös vätska med lukten av söt bensin. Benzen kokar på 176,2 grader Fahrenheit och fryser under 41,9 grader Fahrenheit. Bensen är en farlig kemikalie som är mycket brandfarligt och cancerframkallande. Det förekommer naturligt som en del av råolja, och det finns flera sätt att förbereda den.
Knäcka råolja
Att förbereda bensen från råolja med hjälp av värme kallas sprickbildning. Krackning är en process i flera steg där en anläggning förångar rå petroleum, tillför ånga och sedan kortfattat passerar den gasformiga blandningen genom en ugn vid temperaturer mellan 1 300 och 1650 grader Fahrenheit. Den resulterande blandningen av kolväten kallas rå pyrolysgas. Lösningsmedel, vanligtvis alkoholer, extraherar sedan bensen och andra aromatiska föreningar, inklusive metylbensen. Slutligen genomgår de upplösta föreningarna fraktionerad destillation, som separerar de olika komponenterna, inklusive bensen.
Reformera Naphtha
Nafta avser raka eller alifatiska kolväten som innehåller 5–10 kolatomer. Nafta härstammar främst från petroleum och naturgas. För att reformera nafta till bensen måste reaktorer först ta bort eventuella svavelhaltiga föroreningar och sedan blanda nafta med väte vid 930 grader Fahrenheit, en process som kallas hydroformning. Gasen passerar över en katalysator, såsom platina eller rhenium, under 5 atmosfäriska tryck. Denna process omvandlar alifatiska kolväten till deras motsvarande aromatiska föreningar. Bensen, bildad av den sexkolf alifatiska föreningen hexan, och de andra kolvätena löses sedan upp och destilleras för att separera de olika föreningarna.
Toluen dispropotionation
Metylbensen, även känd som toluen, är en biprodukt av naftareformation men har ett begränsat kommersiellt värde. Bearbetningsanläggningar kan omvandla toluen till de mer värdefulla kolvätena bensen och xylen. En toluen-väte-blandning passerar över en katalysator - vanligtvis zeolit, ett mineral som innehåller aluminosilikater - under förhållanden 15–25 tryckstemperatur och 800–900 grader Fahrenheit. Utrustning destillerar sedan den resulterande kolväteblandningen för att separera bensen-, toluen- och xylenfraktionerna. Toluen återvinns för ytterligare disproportionering.
Toluenhydrodealkylering
En alternativ metod för att framställa bensen från toluen är hydrodealkylering. Reaktorer komprimerar toluen och väte till tryck mellan 20 och 60 atmosfärer och värmer blandningen till temperaturer mellan 930 och 1220 grader Fahrenheit. I närvaro av en katalysator omvandlar en reaktion blandningen till bensen och metan. Lämpliga katalysatorer inkluderar krom, molybden och platina. Återstående väte återvinns och bensen separeras genom destillation. Denna metod resulterar i en omvandlingsgrad på 90 procent.