Парафин

Парафин, смесь твердых углеводородов предельного характера, которые выделяются из нефти, а также из продуктов сухой перегонки бурого угля и горючих сланцев. П. находится также в древесном, торфяном и каменноугольном дегте и изредка встречается в эфирных маслах и смолах нек-рых растений. П. был открыт впервые Бухнером в нефти из Тегернского озера (Бавария, 1820 г.) и Рейхенбахом в древесном дегте (1830 г.). Производство парафина началось с 1850 г. в Англии из продуктов сухой перегонки кенельского угля и горючих сланцев (Юнг), позднее — в Германии из бурого угля (Гюбнер). В настоящее время главная масса П. добывается из парафинистых нефтей (США, а также СССР, Румыния, Польша), прежнее же сырье для получения парафина — горючие сланцы (Шотландия) и бурые угли (Германия и другие европейские страны) — отошло в этой области на второй план.

Производство П. осуществляется на специальных парафиновых з-дах и в основном состоит из следующих операций. Прежде всего получают т. н. парафиновый дистил-лат, для чего подвергают разгонке парафинистый мазут. Разгонка ведется на батарее типа масляной батареи и повторяется дважды,т. к. после первой перегонки дистил-лат получается в состоянии, мало пригодном для последующего выделения II.; лишь после второй перегонки последний полностью переходит в кристаллич. состояние и легко фильтруется. В зависимости от исходного сырья парафинистый дистиллат имеет уд. в 0,848—0,875 и кипит в широких пределах, захватывая гл. обр. соляровые и веретенные фракции. Содержание П. в нем 5—12%. Перед пуском парафинового дистиллата на кристаллизацию из него должен быть удалены вода и механические примеси (грязь). Для этого дистиллят перекачивают в особые резервуары-отстойники, снабженные для ускорения отстоя подогревателями-змеевиками. Когда вода и грязь удалены, дистиллят перекачивают в громадные непрерывно работающие кристаллизаторы-охладители с поверхностью охлаждения до 50 .и² и более. Наиболее применимыми являются охладите in с двойными трубами: по внутренним

6-дм. трубам перекачивается дистиллят, причем, чтобы облегчить продвигание застывшего П. вместе с дистиллятом, внутри этих труб имеется шнек, приводимый в движение особым цепным колесом; снаружи эти трубы окружены 8-дм. хорошо изолированными трубами, и охлаждающая жидкость (холодный соляной раствор) от специальных холодильных установок периодически перекачивается по межтрубному пространству. Если не переохлаждать парафинового дистиллята, поддерживая 1° его ок. 0°, то он вполне сохраняет свою подвижность; с помощью плунжерных насосов его подают на фильтрпрессы и отделяют главную часть масла. Успех отделения его от выкристаллизовавшегося П. зависит от качества дистиллята, <° и давления, при которых происходит фильтрация, от длительности процесса и других факторов. Фильтрация происходит через плотную хл.-бум. ткань, покрывающую камеры пресса и пропускающую через себя лишь масло, но не кристаллы И. Нод влиянием давления, которое в хороших фильтрпрессах можно доводить до 50 atm, камеры фильтрпресса постепенно заполняются кристаллами П., масло же спускается в приемник отжимного масла и может служить сырьем для переработки на смазочные масла. По окончании фильтрации приступают к разгрузке фильтрпресса, в результате чего получают лепешки парафинового г а ч а. Часто гач содержит еще значительное количество масла (до 50% от веса гача) как следствие недостаточной фильтрации. В подобных случаях гач расплавляют, отливают в новые формы, по охлаждении заворачивают в специальную ткань из верблюжьей шерсти и отжимают на гид-равлич. прессах с применением давления до 40 aim.

После этой операции приступают к очистке гача серной кислотой, затем—едким натром и водой (промывка) в мешалках обычного типа, но с обогревом, т. к. при очистке гач должен быть в жидком состоянии. Темп-pa поддерживается s 70—75°; расход кислоты достигает 4—5%. Задача очистки гача заключается в освобождении его от смолистых веществ, присутствие которых нежелательно при следующей важной операции в процессе производства II.—потении гача. Процесс потения гача в целях дальнейшего освобождения его от масла производится в особых камерах потения, состоящих из ряда неглубоких ящиков, устанавливаемых по 8—10 шт. один над другим на особых стойках, в хорошо изолированном помещении. В новейших установках обычные размеры ящиков для потения 15—18 .я длины и 3 метров ширины; их днища имеют форму обратных пологих пирамид; полезная емкость их—

от 5 300 до 6 300 л. Каждый ящик снабжен решеткой из легкого углового или таврового железа, тщательно устанавливаемой по уровню. Поверх решетки кладется сетка из оцинкованной проволоки с квадратными отверстиями в 6,25 с.м²; далее—вторая сетка из латунной проволоки, имеющая 50 отверстий на 2,5 см, и наконец выше—водяные змеевики для охлаждения II. Ящики сначала заполняют через особые трубы водой немного выше уровня сетки, затем в них накачивается расплавленный П. до образования слоя толщиною в 15 см. Путем пропускания через змеевики холодной воды II. охлаждается и превращается в твердую массу; затем спускают воду из ящиков, закрывают камеры и начинают пропускать в змеевики горячую воду, поддерживая в камерах t° немного ниже П. В этих условиях масло, оставшееся между кристаллами II., начинает выпотевать, стекает через сетки и через спускные отверстия в центре ящиков отводится в резервуары для хранения и последующей обработки; вместе с маслом отходит и нек-рая часть П. Осторожно поднимая 1° в камерах, можно углублять процесс потения до почти полного удаления масла и получения II. с желаемой t °_пл., после чего II. расплавляют пропусканием через змеевики пара и спускают в сливной резервуар. Вся операция потения каждой загрузки занимает 40—48 ч.; для нек-рых сортов П. это время м. б. снижено. Загрузка каждой камеры составляет около 30 тонн Сырой П. после первого потения имеет 40—49° и находит разнообразное применение в промышленности. Если требуется более высокоплавкий II., необходимо подвергнуть его второму потению. Что касается наконец отпотевшего масла, то в зависимости от содержания в нем твердого II. его подвергают вторичному потению в надлежащих С-ных условиях, предварительно подвергая его по мере надобности либо вторичной перегонке, либо сразу пуская в кристаллизаторы и на фильтрпрессы. II., полученный после потения, имеет обыкновенно желтоватый цвет и неприятный керосиновый вкус и запах. Если необходимо избавиться от этих недостатков и получить очищенный (refined) П., его подвергают дополнительной очистке—отбеливанию—крепкой серной к-той (олеум или моногидрат) с последующей промывкой и обработкой флоридином, после чего II. получается бесцветным, лишенным вкуса и запаха и стабильным к свету. Упаковывается II. либо в бочках в виде стружки либо в плитах путем отливки с помощью специальных отливочных машин. О размерах современной выработки II. из нефти можно составить представление из следующих данных (в тыс. тонн):

США и 1929 г. 286 Канада в 1929 г. 8,0

Польша ι>. .35,8 Германии в 1926 году 8,9

В СССР лишь в конце 1927 г. начал функционировать первый парафиновый завод (в Грозном), к-рый в первый же год дал 4 000 тонн II. В 1931 г. производство II. на этом заводе должен быть доведено до 13 000 тонн Кроме того имеется успешно работающий з-д (Москва) для получения из озокерита особого рода парафина, известного под именем церезина (смотрите).

Свойства П. Очищенный Π.—бесцветная или белая, б. или м. прозрачная масса без запаха и вкуса, слегка жирная наощупь. Нерастворим в воде; мало растворим"в абсолютном е, хорошо—в эфире, хлороформе, бензоле, петролейном эфире, сероуглероде и минеральных маслах; при нагревании растворяется также во многих растительных маслах. Удельный вес II. в твердом состоянии существенно зависит от содержания в нем масла: очищенный П. при 15° имеет уд. в 0,907—0,915; для сырого же II. после однократного потения уд. в колеблется в пределах 0,8814-0,905. В жидком состоянии, наир, при 60°, все II. имеют очень близкие уд. в 0,776—0,781. В виду неоднородности П. <°„, колеблется в некоторых пределах; для большинства торговых сортов она колеблется в пределах примерно 104-12°, например очищенный грозненский П. плавится при 49—60°; желтый при 41—58°; американские же спецификации делят очищенный П. в этом отношении на три сорта: Л., плавящийся при. . 130—132° F, т. e. ~55° С

ц » ». . 124—127° »> » ~δ2° »

* » ». . 117—120° » » ~4S° »

Отсюда видно, что америк. II. (очищенные)

представляют собой весьма узкую фракцию; их после перекристаллизации действительно почти не изменяются. Определяется б „, П. лучше всего в пробирке с погруженным термометром. Более резкую, чем <°„_,., характеристику ГГ. дает его t°_3an„. (в приборе Жукова), которая лежит в пределах между темп-рами начала и конца плавления II. (1°-ный интервал плавления). Крайне валено, что на обе константы (t°_nA. и при месь масла к парафину в известных пределах оказывает весьма малое влияние. Большую важность для характеристики П. имеет его консистентпость (консистометр Абрага-ма), так как уже небольшие примеси масла оказывают на нее резкое влияние; так например, прибавление ¹/₂% масла понижает конси-етентность П. на 20%, прибавление 1%— на 30% и т. д. Цвет П. зависит от степени его очистки, а также от нахождения в нем масла. Хорошо очищенные и свободные от масел П.—бесцветны и не изменяют своего цвета на свету. Недостаточно очищенный П. имеет светложелтый, желтый и буроватожелтый цвет, причем интенсивность его окраски на свету увеличивается. Определение цвета II. производится в расплавленном состоянии при помощи колориметра.

По своему химич. составу II. представляет собой смесь углеводородов ряда метана общий формулы С_П11_2пц _а. В хорошо очищенных 11. содержание углеводородов других рядов, например непредельных, совершенно ничтожно и серная кислота при встряхивании с ними либо вовсе не окрашивается либо окрашивается в слабожелтый цвет. Неочищенные или слабо очищенные И., наоборот, окрашивают серную кислоту б. или м. интенсивно и обнаруживают явное присутствие непредельных углеводородов, полученных вследствие частичного разложения при перегонке, то есть при получении парафинового дистиллята. II. весьма устойчив к самым разнообразным реагентам, как то: к-там (галоидоводородные, азотные и др.), щелочам и раз ного рода основаниям (гидразин, органич. основания), окислителям и тому подобное. Вопрос о химич. строении входящих в состав П. углеводородов пока еще не может считаться решенным окончательно: наряду с указаниями в пользу нормального их строения по формуле С11₃-(СН_г)_п-СН₃ имеются данные, которые заставляют предполагать наличие в их углеродной цепи боковых цепей или групп. Большое практическое значение имеет определение в П. содержания масла, к-рое в нек-рых сортах П. может достигать нескольких %. Простейший, хотя и далеко не безупречный, способ этого определения заключается в отжатии навески П. (15—35 г) между несколькими кружочками фильтровальной бумаги и специальной ткани, помещенными в особом кольце, при давлении в 70 килограмм/см^г при 15,6°. После соскабливания приставшего П. общий привес бумаги и ткани принимается за содержание масла в данной навеске. Кроме того применяются и другие методы определения масла в П. (рефрактометрия., консистометрич. методы и метод селективного растворения).

Применение П. чрезвычайно разнообразно. Главная масса П. идет на изготовление свечей («парафиновые» с примесью 1,5—4% стеарина и «композиционные» с содержанием до 30% стеарина) и спичек (спичечный парафин). Далее парафин находит применение в электротехнике в качестве изолятора, в парфюмерной промышленности—для поглощения летучих ароматич. веществ (например из цветов), в текстильной промышленности—для аппретуры тканей,в бумажной промышленности—для приготовления вощеной бумаги и тому подобное., в химической промышленности—при упаковке химич. реагентов и т. д. Кроме того П. применяется для изготовления искусственного вазелина, разного рода мазей и композиций (сапожный крем, мази для натирания полов, для предохранения от ржавчины и тому подобное.), а тай же в граверном деле, в прачечном и кондитерском предприятиях и для многих других специальных назначений.

Лит.: Л ю 0 а η н н Η. Н., Техиич. химия, т. 5, ч. 1, М., 1910; Гурвич Л. Г. Научные основы переработки нефти. Μ.—Л., 1925; Добрянски ii А. Ф., Анализ нефтяных продуктов, М.—Л., 1925; Б ел л А., Америк, методы переработки нефти, иер. с апгл. (с 1-го над.), М.—Л1925; А б л а в а ц к и и и Бра ж и и к о в, Парафиновый завод Грознефти, «АаНХ», 1928, S—7; Наметкин С. С., Велико в с к и и А. С. и Н и ф о и т о в а С. С., Сравнительное исследование советских и америк. парафинов, «ИХ», 1929, 10; «НХ», 1928—30; Belli!., American Petroleum Refining, 2 ed„ L·., 1930; W у a n d I,. D., Mars h L. (I., Paraffiu-wax a. Its Properties, «Technical Paper Bureau of Mines», 368; Das Erd61, seine Physik, Chemie, Oeologie, Teclmologie u. Wirtschafts-belrieb, herausgegeben v. C. Engler и. H. НЫег, B.2, neipzig, 1909. с. Наметнин.