книги из ГПНТБ / Рудакова Н.Я. Производство парафина

£НА ДОМ 8Е ЯЫДИТСЯ [

Н. Я. РУДАКОВА, А. В. ТИМОШИНА, Е, И. ЧЕРЕПНЕВА

ПРОИЗВОДСТВО

ПАРАФИНА

ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО НЕФТЯНОЙ И ГОРНО-ТОПЛИВНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Москва 1960

ПРЕДИСЛОВИЕ

Контрольными цифрами развития народного хозяйства СССР

на- 1959—1965 гг. предусмотрен огромный рост всей промышлен­ ности Советского Союза, в особенности нефтяной и химической.

Ежегодный прирост добычи нефти составит 16—18 млн. т, и в последнем году семилетия добыча нефти дойдет до 230—240 млн. т. В основном она будет увеличиваться за счет восточных районов

СССР. Нефти восточных районов СССР содержат значительно больше твердых парафинов, чем нефти южных нефтяных месторож­ дений. Если первоначально нефтяной парафин являлся побочным, подчас нежелательным продуктом, получаемым при депарафини­ зации масляных фракций и только удорожал процесс переработки нефти и затруднял ее, то теперь он все чаще становится целевым продуктом.

В настоящее время парафин представляет настолько большую ценность, что иногда отдельные фракции нефти специально под­ вергают депарафинизации с целью выделения парафина, после чего депарафинированные продукты крекируют для получения бензина.

Парафин нашел широкое применение в самых различных отраслях промышленности в качестве промежуточного и товарного продукта: он применяется в бумажной промышленности при производстве специальных сортов бумаги и картона, в спичечной промышленности, в полиграфической промышленности для про­ изводства типографских красок. В пищевой промышленности его используют при производстве сыров и консервировании фруктов. Чрезвычайно широко применяется парафин в текстильной и ко­ жевенной промышленности. В электротехнической промышлен­ ности его до сих пор используют при производстве изоляцион­ ных материалов, хотя за последнее время конкурентом ему стали пластические материалы.

Особый интерес представляет парафин в качестве сырья для химической переработки. Из парафиновых углеводородов могут быть получены синтетические жирные кислоты — полноценные заменители естественных жиров для технических целей, моющие и поверхностно-активные вещества, смазочные масла и присадки к ним, высшие спирты и ряд других ценных продуктов.

Глава I

СЫРЬЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПАРАФИНА

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТВЕРДЫХ ПАРАФИНОВЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ

Парафиновые углеводороды нефтей при обыкновенной темпера’ туре представляют собой газообразные, жидкие и твердые вещества.

ряда находятся в определенной связи с их молекулярным весом и строением.

Температуры кипения и плавления предельных углеводородов

сувеличением молекулярного веса повышаются.

Вбольшинстве случаев углеводороды разветвленного строения кипят и плавятся при более низкой температуре, чем углеводо­ роды нормального строения с тем же числом атомов углерода (например, изобутан кипит при более низкой температуре, чем бутан). Но иногда температура плавления углеводородов с раз­ ветвленной цепью повышается: нормальный октан н СЬН18 плавится при 56,8°, тогда как температура плавления тетраметил-

бутана (СН3)3СС(СН3)3 равна 100,6°.

Удельный вес предельных углеводородов увеличивается с воз­ растанием молекулярного веса, но не достигает единицы — все

предельные углеводороды легче воды, с ней не смешиваются

ипрактически в ней не растворимы.

Вбольшинстве органических растворителей парафиновые углеводороды легко растворимы.

Вхимическом отношении углеводороды парафинового ряда — устойчивые соединения. При обычных условиях на них не дей-

5

етвуют ни щелочи, ни кислоты; они не реагируют с металлами, да­ же с такими активными, как натрий или калий. Окислители, как марганцевокислый калий, хромовая смесь, крепкая азотная и серная кислоты и др., при обычной температуре на них также почти не действуют.

В результате насыщенности всех связей атомов углерода парафиновые углеводороды неспособны к реакциям присоедине­ ния.

При сравнительно невысоких температурах протекает лишь небольшое число реакций, при которых атомы водорода заме­ щаются различными другими атомами и группами (реакции замещения).

Парафиновые углеводороды как высшие, так и низшие в чи­ стом виде в природе практически не встречаются.

Изучению структуры и физико-химических свойств твердых углеводородов посвящен ряд работ советских и зарубежных ученых.

Большинство исследователей делит твердые углеводороды нефтей по их свойствам на две отличающиеся друг от друга группы: парафины и церезины.

К парафинам относятся сравнительно низкоплавкие (28—71°) смеси твердых углеводородов, выделяемых из масляных фракций нефти, выкипающих в интервале температур 300—500° и имею­ щих в основном состав от С2П до С33; к церезинам — высоко­ плавкие (65—88°) твердые углеводороды, выделяемые из тяжелых масляных фракций и остатков от перегонки нефти, а также из озокерита (горного воска).

В. химическом отношении церезины менее инертны, чем пара­ фины. Например, они бурно реагируют с дымящей серной кис­ лотой при подогреве. Они реагируют также с хлорсульфоновой кислотой с выделением HG1. Парафины при действии дымящей серной кислоты только темнеют, а с хлорсульфоновой кислотой вовсе не реагируют.

Твердые парафины характеризуются пластинчатой и ленточ­ ной структурой кристаллов, тогда как кристаллы церезина имеют игольчатое строение. Даже небольшая примесь церезинов и смол резко влияет на структуру парафинов, сообщая им иголь­ чатое мелкокристаллическое строение. Жузе путем микрофотографических исследований установила также, что при длительном хранении кристаллов парафина в растворах наблюдается разрушение краев пластинок с образованием игольчатых щеток.

Работами ГрозНИИ также установлено, что кристаллы цере­ зина в действительности являются не иглами, а пластинками только чрезвычайно мелких размеров. При сильном увеличении и освещении в поле зрения микроскопа при перемешивании тончайшими стеклянными нитями можно заметить, как поворачи­ ваются кристаллы и как яркие иглы переходят в еле заметные

6

пластинки или совсем теряются, а другие кристаллы поворачи­ ваются на ребро и приобретают вид ярких игл.

По данным зарубежной литературы большая часть кристаллов,, парафина, показанная на микрофотографиях, опубликованных в многочисленных источниках, разделяется на три группы:, пластинки, ■ иглы и нечетко выраженное кристаллы. Последний термин применяется для обозначения кристаллов, обычно обра­ зующих нечетко выраженные кристаллические структуры и часто группирующиеся в сравнительно крупные комки и группы.

Физико-химическая характеристика парафинов и церезинов из грозненской, сураханской и туймазинской нефтей (по данным ГрозНИИ) приведена в табл. 1.

До настоящего времени основным сырьем для получения товарных парафинов служат парафинистые нефти, точнее их фракция 300—500° — так называемый парафинистый дистиллят.

Основным требованием, предъявляемым к этим нефтям, является содержание твердых парафинов, обладающих способ­ ностью образовывать сравнительно крупные кристаллы.

Нефти с температурой застывания фракции v60 — 53 сст от —15° до +20° относятся к парафинистым, а нефти с темпера­ турой застывания фракции v53 = 53 сст от +21° и выше и содер­ жанием парафина более 2% считаются высокопарафинистыми.

Высокопарафинистые нефти служат сырьем для промышлен­ ного производства парафина.

7

Наибольшим содержанием твердых парафинов (до 14%) ха­ рактеризуются нефти Западной Украины, меньшим (до 9%) — нефти, перерабатываемые на грозненском заводе, и еще меньшим

Таблица 3

Характеристика парафинистых нефтей, перерабатываемых Грозненским заводом

8