La produzione di benzene e derivati: steam craking, reforming
La produzione del benzene, composto aromatico, e dei derivati toluene e xilene avviene tramite la distillazione del petrolio. Il benzene è usato come base per la produzione di vari composti organici fondamentali.
Usi del benzene
Circa il 50% del benzene è utilizzato nella produzione di etilbenzene, che attraverso polimerizzazione, è utilizzato per ottenere il polistirene. Circa il 20% del benzene è convertito in cumene, da cui si ottengono il fenolo e l’acetone, utilizzati per la produzione di polimeri. Un’altra frazione di benzene è utilizzata per ottenere cicloesano, da cui si ottengono acido adipico e caprolattame, necessari per la produzione di poliammidi. Oltre il 50% del toluene prodotto è convertito in benzene tramite dealchilazione, mentre un’altra parte è convertita in diisocianato di toluene, utilizzato insieme ai polioli per la produzione di poliuretani. Il dimetilbenzene o xilene più usato è il para-xilene, che viene ossidato ad acido tereftalico, utilizzato per la produzione di poliesteri e polietilentereftalato.
Metodi di ottenimento
La produzione di benzene e dei suoi derivati avviene mediante il cracking e il reforming catalitico. Il benzene e i suoi derivati contenenti gruppi alchilici sono prodotti tramite steam craking, reforming catalitico, dealchilazione del toluene per ottenere il benzene, e la reazione del toluene per ottenere benzene e xileni. Lo steam cracking è un processo utilizzato per l’ottenimento di etene e altre olefine e può generare un sottoprodotto ricco in benzene chiamato benzina di pirolisi. Nel processo di reforming catalitico, una miscela di idrocarburi è idrogenata in presenza di platino come catalizzatore.
Ciclizzazione
Le condizioni e i tempi di reazione portano alla ciclizzazione degli idrocarburi alifatici, che diventano idrocarburi aromatici perdendo idrogeno.
Reforming
Dal reforming catalitico del n-ottano si ottiene una miscela di etilbenzene, o-xilene, m-xilene e p-xilene, che sono separati dai composti non aromatici per estrazione e successiva distillazione.
I processi di dealchilazione del toluene e di reazione del toluene per ottenere benzene e xileni avvengono attraverso l’utilizzo di catalizzatori specifici a temperature e pressioni controllate. L’idrogeno svolge un ruolo significativo in queste reazioni, evitando reazioni indesiderate e facilitando il trasferimento del gruppo metilico. Tale metodo permette di aumentare la produzione del p-xilene dal 25% al 97% attraverso l’uso di zeoliti e acido fosforico.
