Бензол

Бензол, С₆П₆, соединение углерода с водородом, являющееся простейшим веществом из класса ароматических соединений (смотрите). Б. играет чрезвычайно важную роль в разнообразных отраслях хим. промышленности. Впервые Б. был открыт в легких фракциях каменноугольного дегтя Фарадеем в 1825 г. Особенные свойства Б. и его производных нашли свое выражение в формуле строения, предложеной в 1865 г. Кекуле, в виде замкнутой цепи из шести углеродных атомов, при которых имеется по одному атому во-_сн дорода. Однако, такое строение не нс /чсн вполне согласуется со свойствами различных веществ, получаю-нс ^сн щихся из Б., и потому с тече-^сн нием времени различными исследователями в формулу строения Б. были внесены нек-рые видоизменения, касающиеся гл. обр. распределения сил сродства внутри углеродного цикла. Главным источником добывания Б. служат продукты,получающиеся при переработке каменного угля на кокс и светильный газ (смотрите Коксование, Коксобензольное производство и Газовое производство). В последнее время были сделаны попытки получения Б. из нефти путем ее пирогене-тического разложения (смотрите Нефти ароматизация), но они не привели еще_к выработке достаточно рентабельных способов. Из газов коксовых печей, которые содержат главную массу Б., он извлекается различными растворителями или адсорбируется твердыми телами. Обычно для растворения применяют фракцию каменноугольного дегтя, которая в пределах 200—300° дает не менее 80% ди-стиллата; иногда вместо каменноугольного масла применяют погоны нефти, известные под названием солярового масла. При хорошем масле можно извлечь из газа до 98% всего заключающегося в нем Б. Коксовый газ, пройдя через холодильники, смолоот-делители и аммиачные промыватели, имея ί не выше 20°, поступает в скрубберы, где промывается поглотительным маслом, растворяющим Б. Скрубберы представляют собою высокие круглые башни, внутри которых делается насадка, способствующая более тесному перемешиванию газа с поглотительным маслом. Масло, насыщенное Б. с содержанием последнего около 3%, поступает на регенерацию в колонные аппараты, где отгоняется так называемым сырой Б., имеющий до 65% чистого Б. Масло, освобожденное от Б., охлаждается и идет снова на скрубберы для промывания газа. Сырой Б. содержит большое число различных углеродистых соединений и неодинаков по составу. Колебания в составе в зависимости от характера производства видны из следующей таблицы:

Состав (в %)	Коксовые печи	горизонт. “ . ё	вые рет о ч rt	орты н с, о а
Бензол.	85,10	59,9	32,2	22,6
	11,63	18,4	17,8	9,5
Ксилол.	1,55	10,2	13,6	16,7
Нысшие гомологи Нснасьпц. жирные	0,09	не определялись
углеводороды.	0,41	не определялись
Се[>оуглерод.	0,01	0,3	0,3	0,3
Тиофен. Парафиновые угле-	Ο,Ίβ	не о	иределялся
водороды.	—	1,1	5,3
Другие вещества.	0,75	не определялись ___1__I__

Кроме указан, веществ, в состав сырого Б. входят также нафталин, кумол, тиотолен,

фонол, крезолы, пиридин, кумароны. Для получения чистого бензола сырой продукт подвергается очистке и ректификации. Первая ректификация дает 90%-ный Б., который затем поступает на очистку и дальнейшую ректификацию для получения чистого Б. Очистка заключается в последовательном промывании Б. раствором щелочи, кислоты и водой. Если Б. содержит основания и фенолы, то сначала его промывают разбавленной серной к-той, чем достигается удаление оснований, а щелочь затем растворяет все кислые вещества. Сероуглерод, тиофен, ненасыщенные алифатические углеводороды удаляются обработкой крепкой серной к-той (J0—66° Βό, которая сульфирует и осмоляет все непредельные и сернистые соединения, переводя их в растворимые и легко вымываемые щелочью вещества. Очистка производится в особых аппаратах—мешалках, снабженных внутри приспособлениями для механическ. перемешивания жидкости, чтобы обеспечить возможно быструю и полную очистку. Б., освобожденный от примесей и сернистых соединений (для этой цели приходится прибегать к повторной обработке кислотой), поступает на окончательную ректификацию для получения чистого продукта. Совершенно чистый Б.—бесцветная, прозрачная, легко подвижная, очень горючая жидкость жгучего вкуса и с характерным, напоминающим гиацинт, запахом; она затвердевает при 5,483° (по водородному термометру) и кипит при 80,08° (760 миллиметров Hg). Удельный вес Б. В ^ъ=0,87345, Б»^1,5==0,8845, он изменяется с ί°; по Копну, v_t=1 -f 0,001171626 t 4- 0,00000127755 t³ + + 0,00000080648 t³. Коэффициент лучепреломления п]·=1,50808. Удельн. объём при 20° 0,67171. Удельная теплота чистого Б., поТреену (ТгёЫп), при 16,2°—0,402,20,2°— 0,412, 30,0° —0,419, 42,8° —0,429, 50,4°— 0,437, 58,1° — 0,449; удельная теплота продажного Б., очищенного вымораживанием, при 18,3°—0,414, 22,7°—0,418, 31,8°—0,425, 40,3°—0,439, 52,0°—0,452.

Теплота испарения, но Флетчеру и Тире-ру, при 751 .м.и Hg (в cal):

0°—107,51 20"—104,26 GO"—97,86 80,3"-94,55 10°—105,89 40"—101,05 80°—91,61

Упругость пара, по Рехенбергу, в .tutHg:

— 30°— 3,59 10"- 44,75 50°—268,8 82°—796,8

— 20°— 7,43 20°— 74,80 60°--388,0

-10°—14,63 30°—118 40 70°—542.0

0°—26,60 40°—181.50 80°—748,0

Теплота горения при постоянном объёме 10,014 Cal. Б. при 22° растворим в воде в количестве 0,082 объёма на 100 объёмов воды. Бода растворяется в Б. в зависимости от 1° следующим образом (в %):

15°—0 054 50°—0,156

25°—0,073 65°—0,238

Б. является превосходным растворителем жиров, смол, каучука и других органических соединений.

Хим. свойства. Б. трудно реагирует с веществами, которые вступают во взаимодействие с этиленом и его производными. В присутствии катализаторов—никеля, палладия или платины—Б. присоединяет 6 атомов водорода и переходит в гексогидробензол или гексаметилен. Водородные атомы Б. мо гут быть заменены галоидами с образованием соответствующих галоидопроизводных. Крепкие сорная и азотная кислоты при действии на Б. дают соответствующие суль-фо-и нитропроизводные. Рыночные сорта Б. обычно не являются чистым Б., а содержат еще и ксилол в различных количествах. По Крамеру и Шпилькеру. различают следующие сорта продажного Б. (в зависимости от %-ного содержания в нем веществ, отгоняющихся до 100°):

Б. 90%-й 50%-й 0%-й

Бензол.1°_кип. 80— 81° 84% 43% 15%

. » 109—110° 13% 46% 75%

КСИЛОЛ. » 136—140° 3% 11% 10%

Области применения Б. весьма разнообразны. Большие количества Б. в настоящее время идут как примесь к моторному бензину,что значительно улучшает качество последнего. В Англии National Benzol Association предъявляет к моторному Б. след, требования: уд. вес 0,870—0,885; при перегонке бензол должен давать до 100°—75%, 120°—90%, 125°—100% отгона; содержание в нем серы не должно превышать 0,4%; Б. не должен содержать воды; степень очистки: при встряхивании 90 см³ Б. с 10 см³90%-ной H₂S0₄ в течение 5 минут кислота должна окраситься в цвет не темнее светлокоричневого; Б. не должен содержать кислот, щелочей и сероводорода; должен замерзать не ниже —14°.

Б. применяют в качестве растворителя и для целей экстракции в различных производствах: для приготовления лаков и линолеума, для обезжиривания костей, для экстракции воска и канифоли, для химической чистки различных материалов. Б. является одним из наиболее употребительных растворителей на резиновых фабриках. Он служит также исходным материалом для приготовления красителей, чатых и душистых веществ, фармацевтич. и фотография, препаратов. Огромные количества Б. перерабатывается на нитро- и динитробензол, из которых восстановлением получаются анилин, нитроанилин и фенилендиамин — важные продукты технологии органическ. веществ, служащие гл. образом исходным материалом при изготовлении целого ряда разнообразных анилиновых красителей. Сульфированием из Б. приготовляют моно- и дисульфокислоты, перерабатываемые далее на фенол и резорцин. ·

В довоенное время производство Б. в России было развито чрезвычайно слабо. С началом войны 1914—18 г. и, следовательно, с возрастанием потребности в бензоле, к-рый шел на приготовление различных чатых веществ, спешно пришлось организовать коксобензольные установки. Планомерное и успешное развитие бензольной промышленности началось с момента организацнн в СССР Акц. общества «Коксобензол», и в настоящее время количество вырабатываемого ежегодно бензола значительно превышает наиболее производительные годы довоенного времени.

Лит.: К о 3 ь м и н С. Н., «ЖХП», М., т. 1,стр.32, т. 3, стр. 129; Fr. Ullmann’s Enzyklop&die der techni-sclien Chemio, B. 2, Berlin—Wien, 1915; Grand-iii о u g ί η Ε., La technique moderne, 5. Paris, 1913; Beilstein’s Ilandbuch der organischen Chemie, B. 5, Berlin, 1922. H. Караваев.

П рофес с и о н а л ьн. о τρ а в л е н и я Б. Б. является одним из наиболее сильных профессиональных ядов. Отравление Б. рабочих возможно: в коксобензольном производстве, при перегонке каменноугольной смолы на химии, и фармацевтпч. з-дах при производстве различных веществ ароматич. ряда; в процессах производства различных органичеек. красок; в производстве чатых веществ; при извлечении жиров из костей и кокосовых орехов; на клееваренных заводах, где Б. применяется в качестве растворителя смол, лаков, жиров, иода, фосфора и серы; в резиновом производстве; при изготовлении непромокаемых тканей, линолеума, целлюлоида; при окраске различных предметов быстро высыхающими красками и лаками (в частности, аэроплан-иых крыльев); при карбюрации светильного и водяного газов; в химическ. красильнях и при очистке от жиров тканей,одежды и т.п.; при обслуживании двигателей внутреннего сгорания, и т. д. В последнее время на Западе выпускается множество патентованных фабрикатов, содержащих Б. (лаки, краски, составы для очистки разных предметов), иод самыми различными названиями и вызывающих серьезные отравления рабочих.

Б. проникает в организм гл. образ, через дыхательные пути и через легкие проникает в кровь. Вместе с тем Б. может всасываться также и через неповрежденную кожу. Б. значительно ядовитее бензина (по Леману и Кравкову,—в 4 раза, по Кону-Абреету,— в 10 раз). Содержание в воздухе 10 мг паров Б. на 1 л (по объёму 3—4 ч.на 1 000ч.) уже вызывает неприятные ощущения; присутствие в 1 л воздуха 20—30 мг Б. обычно вызывает потерю сознания на несколько часов. Иногда, однако, даже содержанке в воздухе 0,001 бензола по объёму вызывало смерть. Чтобы предупреждать и медленное действие на рабочих длительного вдыхания паров Б., не следует допускать их содержания в рабочей атмосфере выше 1 ; 10 000, яли примерно 0,25 мг/л (хотя, по данным специальной американской комиссии, опубликовавшей свой отчет в 1927 году, даже при этих условиях нельзя вовсе избежать воздействия Б. на организм).

Отравление Б. может иметь острый и хронический характер. Б последние годы в медицинской литературе был опубликован ряд смертельных случаев либо немедленно после однократного вдыхания значительного количества паров Б., либо в результате остро протекающего заболевания после короткого периода работы в атмосфере с значительным количеством паров Б. в воздухе. Немедленная смерть наступает обычно при работе в недостаточно проветренных цистернах, баках и т. и. вместилищах, а также при разрывах сосудов или труб и при незамеченных неисправностях в аппаратуре. Серьезные заболевания, нередко кончающиеся смертью, обычно имеют место при недостаточной кубатуре помещения, отсутствии вентиляции и особенно при высокой t° помещения. Острые отравления, не кончающиеся немедленной смертью, при вдыхании больших доз вызывают тяжелые из-менения со стороны центральной нервной системы; дрожание, судороги, сильное побледнение, расстройства чувствительности, обмороки, а также нередко и злокачественное малокровие (поражающее особенно женщин). Более легкие случаи вызывают головокружение, головную боль, шум в ушах, рвоту. Большей частью скоро наступает состояние как бы опьянения и общей эуфо-рии, в результате чего отравленный теряет правильное восприятие происходящего, не замечает опасности, не уходит с места выделения паров и, при отсутствии помощи со стороны, может стать жертвой дальнейшего отравления. При хроническом отравлении, тянущемся месяцами и даже годами, помимо нервной системы, поражаются в первую очередь органы кровообращения и кроветворения, в результате чего, помимо сильного малокровия, появляются многочисленные мелкие кровоизлияния как в слизистых оболочках различных внутренних органов,так и в коже. Б результате—так называемым «пятнистая болезнь» и напоминающие цынгу изменения слизистой оболочки во рту. У женщин появляются обычно сильные маточные кровотечения. Выздоровление наступает редко и даже в благоприятных случаях весьма затягивается. Столь тяжелое действие бензола объясняется тем, что он является сильным ядом, действующим на протоплазму всех клеток организма и на основные окислительные процессы. Мероприятия но предупреждению отравления Б. в основном те нее, как и при отравлении бензином (смотрите). Необходимо добавить, что всюду, где возможно, следует заменять Б. гораздо менее ядовитыми ксилолом, ом, тетрахлор-углеродом или бензином и па работы с Б. не следует допускать женщин.

Лит.: см. Вр^Оности профессиональные. С. Каплун.