Получение бензола

Видео: № 47. Органическая химия. Тема 13. Ароматические углеводороды. Часть 3. Получение бензола

Существует несколько способов промышленного и лабораторного получения бензола, которые различаются в соответствии с тем, какой продукт избран в качестве исходного вещества. Современное химическое производство в качестве такового все больше применяет различные ароматические соединения, такие, например, как коксовый газ, получаемый в ходе коксования каменного угля. Используются довольно широко каменноугольная смола и различные фракции, образующиеся в ходе перегонки нефти.

Видео: Бензол

Коксование угля – важнейшая технологическая операция в металлургии, она необходима для получения кокса. Нет необходимости подробно описывать всю технологию, на которой основано получение бензола, достаточно сказать, что в этом случае он образуется на этапе, когда уголь разлагается, а продуктами разложения являются кокс и летучие вещества, прежде всего – коксовый газ. В его парах находится каменноугольная смола. Когда этот газ проходит сквозь систему конденсаторов, происходит отделение веществ, составляющих его. После электрофильтрования коксовый газ уже содержит в себе пары органических соединений, в том числе и бензол. Такое получение бензола обеспечивает его выход в сыром виде примерно равный 10–11 килограмм на одну тонну сухого угля.

Каменноугольная смола также дает возможность получить бензол. Технология здесь во многом напоминает способ, при котором ведется получение бензола из коксового газа. Дело в том, что сама по себе каменноугольная смола – довольно сложная по составу компонентов смесь различного рода ароматических органических соединений. Более того, даже на сегодняшний день, состав этого соединения не изучен до конца, а при этом установлено наличие более 500 (!) компонентов. Переработка технологически представляет собой процесс двухэтапного разделения смолы на отдельные фракции. Для этого каждую из них подвергают действию щелочей, чтобы удалить кислотные части. В результате образуются твердые фракции - антрацен и нафталин, а также легкие, в состав которых входит и бензол.

Видео: Номенклатура производных бензола

В промышленности распространено получение бензола в сыром виде, так называемого сырого бензола. Чтобы получить чистое соединение, сырой бензол необходимо подвергнуть очистке от соединений с содержанием серы. В этом процессе различают две стадии. На первой происходит собственно очистка от примесей серы, а на второй очищенные смеси разделяются ректификацией. Одним из продуктов такого разделения и будет бензол.

Важнейшим источником различных ароматических соединений является нефть. Именно поэтому современное производство бензолов ориентируется на этот продукт.

Выделяют бензол также и из ацетилена. Это вещество при нормальных условиях представляет собой газ, он бесцветен, практически не растворяется в воде, более легок, чем воздух. В числе химических свойств этого газа есть способность к полимеризации, а потому в промышленности используют получение бензола из ацетилена. Этот метод представляется более перспективным с точки зрения создания и поддержания условий протекания химической реакции. Дело в том, что ацетилен, сам по себе, очень взрывоопасен, потому использование его в промышленности сопряжено с необходимостью соблюдения строжайшей технологической дисциплины и наличия специального оборудования, особенно термостойкого. В тоже время, перед тем, как получить из ацетилена бензол, достаточно обеспечить достижение температуры в 400 C и провести ее в присутствии графита. Этот способ был предложен еще в 1866 году французским химиком М. Бертло, однако, выход вещества был чрезвычайно мал. Поэтому в сегодняшних технологиях широко распространено использование различного рода катализаторов, ускоряющих и течение реакции, и способствующих повышению выхода чистого бензола.

В лабораторных условиях бензол, как правило, не получают, но если все-таки возникает такая потребность, то используют метод сплавления бензойной кислоты со щелочью. Результатом такой реакции будет бензол.