زایلین چیست؟

در شیمی آلی، زایلن یا زایلول ( نام IUPAC: دی متیل بنزن) هر یک از سه ترکیب آلی با فرمول CH3)2C6H4) هستند. آنها از جایگزینی دو اتم هیدروژن با گروه های متیل در یک حلقه بنزن به دست می آیند. اینکه کدام هیدروژن جایگزین می شود تعیین می کند که کدام یک از سه ایزومر ساختاری حاصل می شود. این مایع بی رنگ، قابل اشتعال و کمی چرب است که ارزش صنعتی بالایی دارد.

نقطه جوش: 139 درجه سانتی گراد

نقطه اشتعال: 30 درجه سانتی گراد

شکل ظاهری: مایع بی رنگ

دانسیته: 0.87596 گرم بر میلی لیتر

 زایلن های مخلوط به مخلوطی از زایلن‌ها(هر سه حالت دی متیل بنزن) به اضافه اتیل بنزن اشاره دارد. چهار ترکیب دارای فرمول تجربی یکسان C8H10 هستند. معمولاً این چهار ترکیب با هم با روش‌های مختلف اصلاح کاتالیزوری و پیرولیز تولید می‌شوند.

تولید زایلن

زایلن‌ها از طریق اصلاح کاتالیزوری (catalytic reforming) و همچنین کربن زغال سنگ در تولید سوخت کک ساخته می‌شوند. آنها همچنین در نفت خام در غلظت های حدود 0.5-1٪ بسته به منبع آن نفت خام وجود دارند. مقادیر کمی  نیز در بنزین و سوخت هواپیما وجود دارد.

زایلن‌ها عمدتاً به عنوان بخشی از آروماتیک‌های BTX (بنزن، تولوئن و زایلن‌ها) استخراج می‌شوند که از محصول اصلاح کاتالیزوری معروف به ریفرمیت (reformate) استخراج می‌شوند.

تولید سالیانه زایلن در اوردر چندین میلیون تن است. نرخ رشد جهانی زایلن ها از سال های 1990 تا 1995 و 1995 تا 2000 به ترتیب 7% و 8.8% بوده است. افزایش افتراقی در تولید جهانی و تقاضا برای زایلن بین سال های 2003 و 2009 به ترتیب 4.7 و 10.1 میلیون تن بوده است. در سال 2010، تولید جهانی زایلن ها، ایزومرهای خالص و مخلوط، حدود 44 میلیون تن بود. مصرف زایلن از سال 2009 به میزان 10.6 درصد افزایش یافت و تقریباً در سطح تولید ثابت شد.

روش‌های موجود در صنعت برای تولید زایلن‌ها

درک تولید زایلن مخلوط اساس  تولید هر یک از ایزومرها را تشکیل می دهد. زایلن های مخلوط به طور طبیعی در نفت و قطران زغال سنگ وجود دارند و بیشتر از فراکسیون های نفتی به عنوان بخشی از آروماتیک های BTX به دست می آیند. با این حال، غلظت آروماتیک های BTX در نفت به ندرت از یک درصد بیشتر می شود. نفت خام با فرآوری می تواند به جریان های BTX تبدیل شود. چندین بخش نفتی در پردازش تبدیل آروماتیک استفاده می‌شود. طبق برنامه ریزی و استانداردها  ، بخش مهم برای فرآیند تولید زایلن “straight-run light naphtha” است که شامل تمام اجزای نفت خام سنگین تر از پنتان و تا نقطه جوش نهایی بین آن ها می شود. 105 درجه سانتی گراد و 170 درجه سانتی گراد (221 درجه تا 338 درجه فارنهایت). از این جریان است که اکثر زایلن از طریق اصلاح کاتالیزوری از طریق تصفیه آب تولید می شود.

زایلن ها از متیلاسیون تولوئن و بنزن تولید می شوند. زایلن تجاری یا آزمایشگاهی تولید شده معمولاً حاوی حدود 40-65٪ m-xylene و تا 20٪ هر یک از o-xylene، p-xylene و ethylbenzene است. نسبت ایزومرها را می‌توان از طریق فرآیند UOP-Isomar ثبت شده یا با ترانس آلکیلاسیون زایلن با خود یا تری متیل بنزن به نفع p-xylene بسیار با ارزش تغییر داد. این تبدیل ها توسط زئولیت ها کاتالیز می شوند.

کاربردهای زایلن

یکی از کاربردهای زایلین تولید ترفتالیک اسید (Terephthalic acid) و مشتقات مرتبطبا آن می باشد.

p-Xylene پیش ساز اصلی اسید ترفتالیک (Terephthalic acid) و دی متیل ترفتالات (dimethyl terephthalate) است، هر دو مونومر مورد استفاده در تولید بطری های پلاستیکی پلی اتیلن ترفتالات (PET) و لباس های پلی استر هستند. 98 درصد تولید p-xylene و نیمی از کل زایلن‌های تولید شده به این روش مصرف می شود. o-Xylene یک پیش ساز مهم برای انیدرید فتالیک (phthalic anhydride) است. تقاضا برای اسید ایزوفتالیک (isophthalic acid) نسبتاً کم است، بنابراین به ندرت به دنبال m-xylene که پیش‌ساز تولید آن است، می‌گردند.

کاربرد به عنوان حلال و اهداف صنعتی

زایلن ها به عنوان حلال در صنایع چاپ، لاستیک و چرم استفاده می شوند. در رنگ‌ها و لاک‌های نازک‌، می‌توان آن را جایگزین تولوئن کرد که در آن خشک شدن آهسته‌تر مورد نظر است، و بنابراین توسط محافظان اشیاء هنری در آزمایش حلالیت استفاده می‌شود. به طور مشابه، یک عامل تمیز کننده است، به عنوان مثال، برای فولاد، ویفرهای سیلیکونی، و مدارهای مجتمع. در دندانپزشکی، زایلن را می توان برای حل کردن گوتاپرکا، ماده ای که برای درمان ریشه استفاده می شود، استفاده کرد. در صنعت نفت، زایلن نیز جزء مکرر حلال‌های پارافین است که در مواقعی که لوله با موم پارافین مسدود می‌شود، استفاده می‌شود.

استفاده آزمایشگاهی

زایلن در آزمایشگاه برای ساختن حمام با یخ خشک برای خنک کردن  واکنش استفاده می‌شود، و به عنوان یک حلال برای حذف روغن غوطه‌ورسازی مصنوعی از شی میکروسکوپ در میکروسکوپ نوری استفاده می‌شود. در بافت شناسی، زایلن پرکاربردترین عامل پاک کننده است. زایلن برای حذف پارافین از اسلایدهای خشک شده میکروسکوپ قبل از رنگ آمیزی استفاده می شود. پس از رنگ‌آمیزی، لام‌های میکروسکوپ قبل از نصب با یک پوشش در داخل زایلن قرار می‌گیرند.