Бензол – простейший углеводород, принадлежащий к классу органических соединений, известных как ароматические соединения. Его формула, C6H6, отражает его кольцевую структуру, в которой все шесть атомов углерода делят электроны в равной степени, а связи углерод-углерод являются промежуточными между одинарными и двойными связями. При комнатной температуре бензол представляет собой бесцветную жидкость с запахом «сладкого бензина». Бензол кипит при 176,2 градуса по Фаренгейту и замерзает ниже 41,9 градуса по Фаренгейту. Бензол - опасное химическое вещество, которое легко воспламеняется и является канцерогенным. Он встречается в природе как компонент сырой нефти, и его можно приготовить несколькими способами.
Получение бензола из сырой нефти с использованием тепла называется крекингом. Крекинг - это многоступенчатый процесс, при котором на установке испаряется сырая нефть, добавляется пар, а затем газовая смесь на короткое время проходит через печь при температуре от 1300 до 1650 градусов по Фаренгейту. Полученная смесь углеводородов называется сырым пиролизным газом. Растворители, обычно спирты, затем экстрагируют бензол и другие ароматические соединения, включая метилбензол. Наконец, растворенные соединения подвергаются фракционной перегонке, в ходе которой отделяются различные компоненты, в том числе бензол.
Нафта относится к углеводородам с прямой или алифатической цепью, содержащим 5–10 атомов углерода. Нафта получают в основном из нефти и природного газа. Чтобы преобразовать нафту в бензол, реакторы должны сначала удалить сернистые примеси, а затем смешать нафту с водородом при температуре 930 градусов по Фаренгейту. Этот процесс называется гидроформованием. Газ проходит над катализатором, таким как платина или рений, под давлением 5 атмосфер. Этот процесс превращает алифатические углеводороды в их соответствующие ароматические соединения. Бензол, образованный из шестиуглеродного алифатического соединения гексана, и другие углеводороды затем растворяются и перегоняются для разделения различных соединений.
Метилбензол, также известный как толуол, является побочным продуктом реформирования нафты, но имеет ограниченную коммерческую ценность. Перерабатывающие предприятия могут превращать толуол в более ценные углеводороды, бензол и ксилол. Смесь толуола и водорода проходит над катализатором - обычно цеолитом, минералом, содержащим алюмосиликаты - в условиях давления 15–25 атмосфер и температуры 800–900 градусов по Фаренгейту. Затем оборудование перегоняет полученную смесь углеводородов для разделения фракций бензола, толуола и ксилола. Толуол рециркулируют для дальнейшего диспропорционирования.
Альтернативный метод получения бензола из толуола - гидродеалкилирование. В реакторах толуол и водород сжимаются до давления от 20 до 60 атмосфер и нагревают смесь до температур от 930 до 1220 градусов по Фаренгейту. В присутствии катализатора реакция превращает смесь в бензол и метан. Подходящие катализаторы включают хром, молибден и платину. Оставшийся водород рециркулируют, а бензол отделяют перегонкой. Этот метод дает коэффициент конверсии 90 процентов.
© digitrode.ru