תוֹכֶן
בנזן הוא הפחמימן הפשוט ביותר השייך לכיתה של תרכובות אורגניות המכונות ארומטים. הנוסחה שלה, C6H6, משקפת את מבנה הטבעת שלה, שבו כל ששת אטומי הפחמן חולקים אלקטרונים באופן שווה והקשרים בין פחמן לפחמן הם ביניים בין קשרים יחידים וכפולים. בטמפרטורת החדר, בנזן הוא נוזל חסר צבע עם ריח של בנזין מתוק. בנזן מרתיח ב -176.2 מעלות פרנהייט ומקפיא מתחת ל -41.9 מעלות פרנהייט. בנזן הוא חומר כימי מסוכן שהוא דליק מאוד ומסרטנים. זה מופיע באופן טבעי כמרכיב של נפט גולמי, וישנן מספר דרכים להכנתו.
פיצוח נפט גולמי
הכנת בנזן משמן גולמי באמצעות חום נקרא פיצוח. פיצוח הוא תהליך רב-שלבי בו מתקן מאדה נפט גולמי, מוסיף קיטור ואז מעביר בקצרה את התערובת הגזי דרך תנור בטמפרטורות שבין 1,300 ל -1,650 מעלות פרנהייט. התערובת המתקבלת של פחמימנים נקראת גז פירוליזה גולמי. ממסים, בדרך כלל אלכוהולים, ואז מחלצים בנזן ותרכובות ארומטיות אחרות, כולל מתילבנזן. לבסוף, התרכובות המומסות עוברות זיקוק שברירי, המפריד בין המרכיבים השונים, כולל בנזן.
רפורמה בנפטה
נפתא מתייחס לפחמימנים ישרים או אליפטיים המכילים 5-10 אטומי פחמן. נפתא נגזרת בעיקר מנפט וגז טבעי. כדי לשנות את הנפטא לבנזן, הכורים חייבים קודם כל להסיר כל זיהום גופרי ואז לערבב את הנפטה עם מימן בטמפרטורה של 930 מעלות פרנהייט, תהליך המכונה הידרפורמינג. הגז עובר מעל זרז, כמו פלטינה או רניום, תחת 5 אטמוספרות לחץ. תהליך זה ממיר פחמימנים אליפטיים לתרכובות הארומטיות המתאימות להם. בנזן, הנוצר משילבון השיש פחמן האליפטי עם פחמן, ושאר הפחמימנים מומסים ואז מזוקקים כדי להפריד בין התרכובות השונות.
נטייה לטולואן
מתיל בנזן, המכונה גם טולואן, הוא תוצר לוואי של רפורמציה של נפטא אך הוא בעל ערך מסחרי מוגבל. מפעלי עיבוד יכולים להמיר טולואן לפחמימנים החשובים יותר בנזן וקסילן. תערובת טולואן-מימן עוברת על זרז - לרוב זאוליט, מינרל המכיל אלומינוסיליקט - בתנאים של 15-25 אטמוספרות לחץ ו 800-900 מעלות פרנהייט. לאחר מכן ציוד מזקק את תערובת הפחמימנים המתקבלת להפרדת שברים בנזן, טולואן וקסילן. הטולואן ממוחזר להפרשה נוספת.
טולואן הידרודיאלקילציה
שיטה אלטרנטיבית להכנת בנזן מטולואן היא הידרו-דיקילציה. כורים דוחסים טולואן ומימן ללחצים בין 20 ל 60 אטמוספרות ומחממים את התערובת לטמפרטורות שבין 930 ל -1,220 מעלות פרנהייט. בנוכחות זרז, תגובה ממירה את התערובת לבנזן ומתאן. זרזים מתאימים כוללים כרום, מוליבדן ופלטינה. מימן השאריות ממוחזר, והבנזין מופרד על ידי זיקוק. שיטה זו מביאה לשיעור המרה של 90 אחוז.