Av Eric Bank, MBA, MS Finance
Uppdaterad 24 mars 2022
Bensen (C6 H6 ) är det enklaste aromatiska kolvätet. Dess plana ring med sex kolatomer delar delokaliserade elektroner, vilket ger den en bindningsordning mellan enkel- och dubbelbindningar. Vid rumstemperatur är det en färglös vätska med en söt, bensinliknande lukt, som kokar vid 176,2°F (80°C) och fryser under 41,9°F (5°C). Även om bensen är väsentligt i industriell kemi, är det mycket brandfarligt och ett känt cancerframkallande ämne för människor, vilket kräver noggrann hantering och reglering.
Sprickbildning är den primära industriella vägen för att producera bensen från råolja. Processen börjar med att förånga råpetroleum, tillsätta ånga och sedan exponera blandningen för en ugn vid 1 300–1 650 °F (700–900 °C). Detta genererar en komplex ström av kolväten – känd som rå pyrolysgas – som innehåller aromatiska ämnen som bensen och toluen. Lösningsmedel, vanligtvis alkoholer, extraherar dessa aromater, som sedan separeras genom fraktionerad destillation för att isolera ren bensen.
Nafta, en rakkedjig kolväteblandning som härrör från petroleum eller naturgas, kan omvandlas till bensen genom katalytisk reformering. Efter avlägsnande av svavelföroreningar blandas matningen med väte och upphettas till 930°F (500°C) under 5 atm tryck. En platina- eller rheniumkatalysator främjar omvandlingen av alifatiska kedjor (t.ex. hexan) till aromatiska ringar. Den resulterande produktströmmen destilleras sedan för att utvinna bensen, toluen och andra aromater.
Vid naftareformering bildas toluen (metylbensen) som en biprodukt. Disproportionering erbjuder ett sätt att uppgradera denna ström till aromater av högre värde. En blandning av toluen och väte förs över en zeolitkatalysator vid 800–900°F (425–480°C) och 15–25 atm tryck. Reaktionen ger bensen och xylen, som separeras genom destillation. Oomvandlat toluen återförs tillbaka till reaktorn.
Hydrodealkylering är en annan metod för att syntetisera bensen från toluen. I denna process komprimeras toluen och väte till 20–60 atm och upphettas till 930–1 220 °F (500–650 °C). Katalysatorer som krom, molybden eller platina underlättar klyvningen av metylgruppen och producerar bensen och metan. Bensenen utvinns genom destillation och vätet återvinns. Denna väg kan uppnå en konverteringseffektivitet på upp till 90 %.
