Парафины¶

Парафины — это насыщенные углеводороды алифатического ряда, общая формула которых CₙH₂ₙ₊₂. В зависимости от молекулярной массы они могут находиться в газообразном, жидком или твёрдом состоянии. В промышленности и быту термин «парафин» чаще всего обозначает твёрдую воскообразную смесь высокомолекулярных алканов, получаемую из нефти.

¶Химическое строение и свойства

Парафины представляют собой соединения углерода и водорода с открытой углеродной цепью, в которых атомы связаны только одинарными (σ-) связями. Отсутствие кратных связей делает их химически инертными: они не реагируют с концентрированными кислотами, щелочами и большинством окислителей при обычной температуре. Основные реакции, в которые вступают парафины, — это горение, крекинг, галогенирование и сульфоокисление.

Физические свойства зависят от числа атомов углерода в молекуле. Низшие парафины (метан, этан, пропан, бутан) — газы; средние (от C₅ до C₁₅) — жидкости; высшие (от C₁₆ и выше) — твёрдые вещества. Твёрдые парафины плавятся в диапазоне температур 45–65 °C, обладают низкой теплопроводностью и хорошими диэлектрическими свойствами. Плотность их обычно составляет 0,88–0,92 г/см³.

¶Происхождение и получение

Парафины содержатся в нефти, природном газе и озокерите (горном воске). В нефти они находятся в растворённом или кристаллическом состоянии. Промышленное получение твёрдого парафина осуществляется преимущественно из нефтяных фракций путём депарафинизации — удаления парафина из дистиллятов и остаточных масел с помощью охлаждения и фильтрации в присутствии растворителей (смеси кетона и толуола, бензола).

Другой способ — получение синтетических парафинов по методу Фишера–Тропша, при котором из синтез-газа (CO и H₂) на кобальтовых или железных катализаторах синтезируется смесь углеводородов. Также существует технология гидрирования оксида углерода. Полученный продукт разделяют на фракции по температуре плавления и очищают от масел и ароматических примесей.

¶Классификация

По степени очистки парафины делят на:

• Высокоочищенные (содержание масла менее 0,5 %) — применяются в пищевой и медицинской промышленности.
• Очищенные (содержание масла 0,5–2,3 %) — используются в производстве свечей, косметики.
• Неочищенные (гачи и петролатумы) — технические сорта для покрытий и пропиток.

По происхождению различают нефтяные (дистиллятные и остаточные), синтетические и озокеритовые парафины. Отдельно выделяют церезин — смесь твёрдых углеводородов с разветвлённой цепью, обладающую более высокой температурой плавления.

¶Применение

Парафины находят широкое применение в различных отраслях:

• Свечное производство — классическое использование в качестве основы для церковных, декоративных и хозяйственных свечей.
• Пищевая промышленность — покрытие сыров, колбас, кондитерских изделий для защиты от высыхания и порчи (пищевые добавки E905).
• Косметология и медицина — основа для вазелина, кремов, мазей, парафинотерапия в физиотерапии.
• Электротехника — пропитка бумажных конденсаторов, изоляция кабелей.
• Упаковка — нанесение на бумагу и картон для придания влагостойкости.
• Химическая промышленность — сырьё для получения жирных кислот, спиртов, поверхностно-активных веществ.
• Текстильная и кожевенная промышленность — воскование тканей, пропитка кожи.
• Производство спичек — пропитка спичечной соломки.

¶Интересные факты

В России первые промышленные установки по депарафинизации появились в 1930-х годах на Грозненском нефтеперерабатывающем заводе. В быту парафин часто путают с воском: в отличие от пчелиного воска, парафин не имеет природных примесей и даёт при горении меньше копоти. При нагревании выше 200 °C парафин разлагается с выделением летучих углеводородов, которые могут образовывать взрывоопасные смеси с воздухом.