Учитель химии моу сош №125 г. Волгоград




Скачать 40.13 Kb.
НазваниеУчитель химии моу сош №125 г. Волгоград
страница1/3
Дата04.02.2016
Размер40.13 Kb.
ТипРеферат
  1   2   3


Проектная работа


«Исследование свойств парафина»


Подготовила:

Краснова Оксана Владимировна

Учитель химии

МОУ СОШ № 125

г .Волгоград


СОДЕРЖАНИЕ

Введение_________________________________-3

1.Литературный обзор_____________________-4

1.1. Химический состав нефти, свойства ее компонентов________________________________________-4

1.2. Парафины и предъявляемые к ним требования______-13

1.2.1 Определение понятия « Парафины»_______________-13

1.3 Применение парафинов____________________________-16

1.4 Применение церизинов____________________________-23

1.5 Применение восков________________________________-24

1.6 Парафины для пищевой промышленности___________-24

1.7 Мировое производство и потребление парафинов_____-27


2.Практическая часть___________________-30

2.1 Порядок выполнения работы______________________-30

2.2 Данные, полученные в результате эксперимента_____-32

2.3 Анализ полученных результатов __________________-33

3.Безопасность и экологичность____________-34

  1. Заключение___________________________-44

  2. Выводы_______________________________-47

  3. Список использованных литературных источников___________________________-48



Введение

Что же такое нефть? Теплотехник ответит, что это прекрасное, высококалорийное топливо. Но химик возразит: нет! Нефть – это сложная смесь жидких углеводородов, в которых растворены газообразные и другие вещества. И чтобы перечислить все продукты, получаемые из нефти, нужно потратить несколько листов, так как их уже несколько тысяч.

Еще Д.И. Менделеев заметил, что топить печь нефтью все равно, что топить ее ассигнациями.

Историческая справка. Дмитрий Иванович Менделеев (1834-1907). Русский химик, открывший периодический закон химических элементов, разносторонний ученый, педагог и общественный деятель. Получил образование на отделении естественных наук физико-математического факультета Главного Педагогического Института в Петербурге, курс которого окончил в 1855 г. с золотой медалью. Защитил множество магистерских и докторских диссертаций, читал лекции в качестве доцента . Среди его трудов – фундаментальный работы по химии, химическим технологиям, физике, метрологии, воздухоплаванию, сельскому хозяйству, экономики, народному просвещению. Написал труд «Основы химии». В 1869 г открыл периодический закон химических элементов.

Нефть (от перс. neft) - горючая маслянистая жидкость со специфическим запахом, распространенная в осадочной оболочке Земли и являющаяся важнейшим полезным ископаемым.

Начав эксплуатацию месторождений нефти и газа, человек, сам того не подозревая, выпустил джина из бутылки. Поначалу казалось, что нефть приносит людям только выгоду, но постепенно выяснилось, что использование ее имеет и оборотную сторону. Чего же больше приносит нефть, пользы или вреда?

1.Литературный обзор

1.1. Химический состав нефти, свойства ее компонентов

Нефть относится к группе горных осадочных пород вместе с песками, глинами, известняками, каменной солью и др. Она обладает одним важным свойством - способностью гореть и выделять тепловую энергию. Среди других горючих ископаемых она имеет наивысшую теплотворную способность. Например, для подогрева котельной или другой установки требуется нефти значительно меньше по весу, чем каменного угля. Все горючие породы принадлежат к особому семейству, получившему название каустобиолитов (от греческих слов «каустос»- горючий, «биос» -жизнь, «литое» - камень, т.е. горючий органический камень).

В химическом отношении нефть - сложная смесь углеводородов (УВ)

и углеродистых соединений. Она состоит из следующих основных элементов:

углерод (84-87%), водород (12-14%), кислород, азот, сера (1-2%). Содержание серы может доходить до 3-5% [З]. В нефтях выделяют следующие части: углеводородную, асвальто-смолистую, порфирины, серу и зольную. В каждой нефти имеется растворенный газ, который выделяется, когда она выходит на земную поверхность.

Главную часть нефти составляют углеводороды различные по своему составу, строению и свойствам, которые могут находиться в газообразном, жидком и твердом состоянии. В зависимости от строения молекул они подразделяются на три класса - парафиновые, нафтеновые и ароматические. Но значительную часть нефти составляют углеводороды смешанного строения, содержащие структурные элементы всех трех упомянутых классов. Строение молекул определяет их химические и физические свойства. Парафиновые углеводороды, или как их еще называют, метановые УВ (алкановые, или алканы). Сюда относят метан СН4, этан С3Н6, пропан, бутан и изобутан.

Для углерода характерна способность образовывать цепочки, в которых его атомы соединены последовательно друг с другом. Остальными связями к углероду присоединены атомы водорода. Количество атомов углерода в молекулах парафиновых УВ превышает количество атомов водорода в 2 раза,

с некоторым постоянным во всех молекулах избытком, равным 2. Иначе говоря, общая формула углеводородов этого класса CnH2n+1. Парафиновые углеводороды химически наиболее устойчивы и относятся к предельным УВ. В зависимости от количества атомов углерода в молекуле углеводороды могут принимать одно из трех агрегатных состояний. Например, если в молекуле от одного до четырех атомов углерода, то УВ представляют собой газ, от 5 до 16 - это жидкие УВ, а если больше 16 - твердые.

Таким образом, парафиновые углеводороды в нефти могут быть представлены газами, жидкостями и твердыми кристаллическими веществами. Они по-разному влияют на свойства нефти: газы понижают вязкость и повышают упругость паров; жидкие парафины хорошо растворяются в нефти только при повышенных температурах, образуя гомогенный раствор; твердые парафины также хорошо растворяются в нефти образуя истинные молекулярные растворы. Парафиновые УВ (за исключением церезинов) легко кристаллизуются в виде пластинок и пластинчатых лент.

Нафтеновые (циклановые, или алициклические) УВ имеют циклическое строение , а именно состоят из нескольких групп – CH2 -, соединенных между собой в кольчатую систему. В нефти содержатся преимущественно нафтены, состоящие из пяти или шести групп СН2. Все связи углерода и водорода здесь насыщены, поэтому нафтеновые нефти обладают устойчивыми свойствами. По сравнению с парафинами, нафтены имеют более высокую плотность и меньшую упругость паров и имеют лучшую растворяющую способность.

Ароматические УВ (арены) представлены формулой СnНn, наиболее бедны водородом. Молекула имеет вид кольца с ненасыщенными связями углерода. Простейшим представителем данного класса углеводородов является бензол С6Н6, состоящий из шести групп СН.

Для ароматических УВ характерны большая растворяемость, более высокая плотность и температура кипения.

Свойства нефти определяют направление ее переработки и влияют на продукты, получаемых из нефти, поэтому существуют различные виды классификации, которые отражают химическую природу нефти и определяют возможные направления переработки.

Например, в основу классификации, отражающей химический состав, положено преимущественное содержание в нефти какого-либо одного или нескольких классов углеводородов. Различают нафтеновые, парафиновые, парафино-нафтеновые, парафино-нафтено-ароматические, нафтено-ароматические, ароматические. Так, в парафиновых нефтях все фракции содержат значительное количество алканов; в парафино-нафтено-ароматических углеводороды всех трех классов содержатся примерно в равных количествах; нафтено-ароматические нефти характеризуются преимущественным содержанием циклоалканов и аренов, особенно в тяжелых фракциях. Также используется классификация по содержанию асфальтенов и смол. В технологической классификации нефти подразделяют на классы - по содержанию серы; типы - по выходу фракций при определенных температурах; группы - по потенциальному содержанию базовых масел; виды - по содержанию твердых алканов (папафинов). При выходе из нефтяного пласта нефть содержит взвешенные частицы горных пород, воду, растворенные в ней соли и газы. Нефть, получаемую непосредственно из скважин называют сырой нефтью, которая иногда сразу транспортируется в ближайшие центры нефтепереработки. Но в большинстве случаев добываемая нефть проходит промысловую подготовку, так как она может быть предназначена для экспорта или для транспортирования в отдаленные от мест добычи нефтеперерабатывающие заводы.

Перечисленные выше примеси вызывают коррозию оборудования и серьезные затруднения при транспортировании и переработки нефтяного сырья. Именно поэтому перед транспортированием сырая нефть подготавливается: из нее удаляется вода, большое количество механических примесей, солей и выпавших твердых углеводородов. Также следует выделить из нефти газ и наиболее летучие ее компоненты. Если этого не сделать, то при хранении нефти даже за то время, которое пройдет, пока она не попадет на нефтеперерабатывающий завод, газ и наиболее легкие углеводороды будут утеряны. А между тем газ и летучие жидкие УВ являются ценными продуктами. Кроме того, при трубопроводной транспортировке нефтей из них необходимо удалять все легкие газы. В противном случае на возвышенных участках трассы возможно образование газовых мешков.

Перечислим важнейшие показатели качества: фракционный состав, плотность, содержание воды, хлористых солей, механических примесей и серы. Также определяют технологические показатели нефти. К ним можно отнести: давление насыщенных паров, вязкость, содержание парафинов, температура застывание и вспышки, содержание асфальтенов и смол. (Иногда определяют кислотность, молекулярную массу, объемную долю газа, массовую долю тяжелых металлов). Некоторые показатели качества нефти могут определяться согласно договоренности между поставщиком и покупателем. Рассмотрим значения этих показателей для характеристики нефти и получаемых из нее нефтепродуктов.

Плотность является одним из наиболее общих показателей, характеризующий свойства нефти и нефтепродуктов, измерение которого предусмотрено стандартами различных стран. По плотности можно ориентировочно судить об углеводородном составе различной нефти и нефтепродуктов, поскольку ее значение для углеводородов различных групп различна. Например, более высокая плотность указывает на большее содержание ароматических углеводородов, а более низкая - на большее содержание парафиновых УВ. Углеводороды нафтеновой группы занимают промежуточное положение. Таким образом, величина плотности до известной степени будет характеризовать не только химический состав и происхождение продукта, но и его качество. При характеристики плотности отдельных фракций нефти следует прежде всего отметить возрастание плотности с увеличением температуры кипения. Однако это положение, справедливое для большей части случаев, имеет исключения.

Важнейшим показателем качества нефти является фракционный состав. Фракционный состав определяется при лабораторной перегонке с использованием метода постепенного испарения, в процессе которой при постепенно повышающейся температуре из нефти отгоняют части - фракции, отличающиеся друг от друга пределами выкипания. Каждая из фракций характеризуется температурами начала и конца кипения.

Промышленная перегонка нефти основывается на схемах с так называемым однократным испарением и дальнейшей ректификацией. Фракции, выкипающие до 350°С, отбирают при давлении несколько превышающим атмосферное, называют светлыми дистиллятами (фракциями). Названия фракциям присваиваются в зависимости от направления их дальнейшего использования. В основном, при атмосферной перегонке получают следующие светлые дистилляты: 140°С (начало кипения) -бензиновая фракция, 140-180°С - лигроиновая фракция (тяжелая нафта), 140-220°С (180-240°С ) - керосиновая фракция, 180-350°С (220-350°С, 240-350°С) - дизельная фракция (легкий или атмосферный газойль, соляровый дистиллят). Фракция, выкипающая выше 350°С является остатком после отбора светлых дистиллятов и называется мазутом. Мазут разгоняют под вакуумом и в зависимости от дальнейшего направления переработки нефти получают следующие фракции: для получения топлив - 350-500°С вакуумный газойль (дистиллят), >500°С вакуумный остаток (гудрон); для получения масел - 300-400°С (350-420°С) легкая масленная фракция (трансформаторный дистиллят), 400-45 0°С (420-490°С) средняя масленная фракция (машинный дистиллят), 450-490°С тяжелая масленная фракция (цилиндровый дистиллят), >490°С гудрон. Мазут и полученные из него фракции - темные. Таким образом, фракционирование - это разделение сложной смеси компонентов на более простые смеси или отдельные составляющие. Продукты, получаемые как при первичной, так и при вторичной переработки нефти, относят к светлым, если они выкипают до 350°С, и к темным, если пределы выкипания 350°С и выше.

Нефти различных месторождений заметно отличаются по фракционному составу, содержанию светлых и темных фракций. В технических условиях на нефть и нефтепродукты нормируются:

• температура начала кипения;

• температура, при которой отгоняется 10,50,90 и 97.5% от загрузки, а также остаток в процентах;

• иногда лимитируется температура конца кипения.

При добыче и переработке нефть дважды смешивается с водой: при выходе с большой скоростью из скважины вместе с сопутствующей ей пластовой водой и в процессе обессоливания, т.е. промывки пресной водой для удаления хлористых солей. В нефти и нефтепродуктах вода может содержаться в виде простой взвеси, тогда она легко отстаивается при хранении, либо в виде стойкой эмульсии, тогда прибегают к особым приемам обезвоживания нефти. Образование устойчивых нефтяных эмульсий приводит к большим финансовым потерям. При небольшом содержании пластовой воды в нефти удорожается транспортировка ее по трубопроводам, потому что увеличивается вязкость нефти, образующей с водой эмульсию. После отделения воды от нефти в отстойниках и резервуарах часть нефти сбрасывается вместе с водой в виде эмульсии и загрязняет сточные воды. Часть эмульсии улавливается ловушками, собирается и накапливается в земляных амбарах и нефтяных прудах, где из эмульсии испаряются легкие фракции и она загрязняется механическими примесями. Такие нефти получили название «амбарные нефти». Они высокообводненные и смолистые, с большим содержанием механических примесей, трудно обезвоживаются.

Содержание воды в нефти является самой весомой поправкой при вычислении массы нетто нефти по массе брутто. Этот показатель качества, наряду с механическими примесями и хлористыми солями, входит в уравнение для определения массы балласта. Присутствуя в нефти, особенно с растворенными в ней хлористыми солями, вода осложняет ее переработку, вызывая коррозию аппаратуры. Имеющаяся в карбюраторном и дизельном топливе, вода снижает их теплотворную способность, засоряет и вызывает закупорку распыляющих форсунок. При уменьшении температуры кристаллики льда засоряют фильтры, что может служить причиной аварий при эксплуатации авиационных двигателей.

Содержание воды в масле усиливает ее склонность к окислению, ускоряет процесс коррозии металлических деталей, соприкасающихся с маслом. Следовательно, вода оказывает негативное влияние как на процесс переработки нефти, так и на эксплуатационные свойства нефтепродуктов и количество ее должно строго нормироваться.

Вязкость является важнейшей физической константой, характеризующей эксплуатационные свойства котельных, дизельных топлив и других нефтепродуктов. Особенно важна эта характеристика для определения качества масленых фракций, получаемых при переработке нефти и качества стандартных смазочных масел. По значению вязкости судят о возможности распыления и перекачивания нефтепродуктов, при транспортировке нефти по трубопроводам, топлив в двигателях и т.д.

Способность молекул жидкости выходить через свободную поверхность наружу, образуя пар, называют испаряемостью. Над поверхностью каждой жидкости вследствие испарения находится пар, давление которого может возрастать до определенного предела, зависящего от температуры и называемого давлением насыщенного пара. При этом давление пара и жидкости будет одинаковым, пар и жидкость оказываются в равновесии и пар становится насыщенным. При этом число молекул, переходящих из жидкости в пар равно числу молекул, совершающий обратный переход. Давление насыщенных паров с повышением температуры растет. Образование насыщенных паров приводит к тому, что давление на свободной поверхности не может быть ниже давления насыщенных паров. Для нефти и нефтепродуктов и других сложных многокомпонентных систем давление насыщенного пара при данной температуре является сложной функцией состава и зависит от соотношения объемов пространств, в которых находится пар и жидкость.

Давление насыщенных паров характеризует интенсивность испарения, пусковые качества моторных топлив и склонность их к образованию паровых пробок.

При транспортировании нефти, содержащих парафин, по трубопроводам на их стенках, а также на деталях оборудования часто откладывается парафин. Это объясняется как тем, что температура стенок трубопровода может быть ниже, чем у перекачиваемой жидкости, так и тем, что частицы парафина, выделившиеся из нефти вследствие высокой концентрации или колебания температуры на различных участках трубопровода, прилипают к его стенкам. Это приводит к уменьшению эффективного сечения труб и оборудования, что в свою очередь требует повышения давления в насосов для поддержания необходимого расхода (объема протекающей жидкости) и может привести к снижению производительности всей системы.

Таким образом, знание содержания в нефти и нефтепродуктах количества парафина и температуры его массовой кристаллизации позволяет определить технологический режим эксплуатации магистральных трубопроводов.

ГОСТ 11851-85 регламентирует два метода определения парафина. Метод А заключается в предварительном удалении асфальто-смолистых веществ из нефти, их экстракции и адсорбции, и последующего выделения парафина смесью ацетона и толуола при температуре минус 20°С. При использовании метода Б предварительное удаление асфальто-смолистых веществ осуществляется вакуумной перегонкой с отбором фракций 250-550°С и выделение парафина растворителями (смесь спирта и эфира) при температуре минус 20°С.

Точность метода А представлена в таблице № 1

Таблица № 1

Сходимость и воспроизводимость метода А определения парафина в нефти

Массовая доля парафина в нефти,%

Сходимость, % от среднего арифметического

Воспроизво

димость, % от среднего арифметического

До 1.5

19

68

Св. 1.5 до 6.0

18

68

Св.6

17

67


Расхождение между двумя параллельными определениями по методу Б не должны превышать значений, указанных в таблице № 2.


Таблица № 2

Точность определения парафина по методу Б

Массовая доля парафина в нефти, %

Допускаемые расхождения

До 2

0.2% от массы фракций 250-500?С

Св.2

10% от значения меньшего результата


1.2 ПАРАФИНЫ И ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К НИМ ТРЕБОВАНИЯ

1.2.1ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОНЯТИЯ «ПАРАФИНЫ»

В органической химии парафинами называются предельные углеводороды алканового (алифатического, или жирного) ряда, имеющие формулу С nН 2n+2, вне зависимости от их места, занимае­мого в этом ряду, а также от физических свойств и химической структуры. Так, парафинами в органической химии считаются в равной степени и газообразный метан СН4, и н-гептаконтан С70Н142, плавящийся при 105,2 °С.

В технике понятие парафин означает продукт, который пред­ставляет собой массу, состоящую из углеводородов предельного ряда и имеющую белый или желтоватый цвет, в зависимости от на­личия в ней масел и смол. В дальнейшем парафинами будут назы­ваться концентраты предельных углеводородов преимущественно нормального строения (от С9 до С40), выделенные из нефти или из каких-либо других продуктов.

1.2.2 КЛАССИФИКАЦИЯ ПАРАФИНОВ

К числу минераль­ных восков относятся озокерит, парафины и церезины (микрокристаллические парафины,). Пара­фины, являющиеся относительно твердыми, крупнокристалличе­скими продуктами, выделенными из дистиллятов, за рубежом клас­сифицируют на мягкие (т.пл ниже 45 °С), среднеплавкие (т.пл от 45 до 50 °С) и твердые (т.пл 50—65 °С). Твердые парафины отличаются в основном температурами плавления: для каждого сорта эти температуры обычно колеблются в пределах 1—2°С. Час­то в наименование сорта парафина включают температуру плавле­ния в F° (например, парафин 120 имеет температуру плавления око­ло 120 °F).

По степени обезмасливания и очистки парафины за рубежом делят на гачи, парафины-сырцы , полуочи­щенные парафины и полностью очищенные па­рафины. Гачи содержат до 30 вес.°/о масла. Па­рафины-сырцы содержат до 6 вес.% масла, имеют запах, плохую стабильность цвета и пониженную прочность на разрыв. Их вы­пускают двух сортов: белые (большая часть) и желтые. К парафи­нам-сырцам относится также и спичечный парафин, имеющий тем­пературу плавления 40—47°С и повышенное содержание масла. Полуочищенные парафины проходят только легкую очистку для улучшения цвета; они содержат 0,6—3 вес.% масла, температура их плавления — от 48 до 57 °С. Наиболее распространены пол­ностью очищенные парафины; температура плавления их обычно от 50 до 60°С и выше, содержание масла менее 0,5 вес.%, они не имеют ни запаха, ни вкуса.

Церезины, являющиеся чаще всего пластичными, реже тверды­ми веществами, выделенными из остаточных продуктов, имеют температуры плавления от 60—65 до 80—94 °С и характеризуются различным содержанием масла и степенью очистки. В наиболее глубокообезмасленных церезинах содержится не более 1 вес.% масла. Цвет их изменяется от светло-коричневого до белого.

Поскольку твердый парафин применяется для производства синтетических жирных кислот (СЖК), предлагается следующая классификация парафинов для синтеза: жидкие нор­мальные углеводороды (С 16 –С2о), выкипающие в пределах 250— 350 °С, среднеплавкие 17C28), выкипающие в пределах 300— 430 °С, твердые (С27 C35), выкипающие в пределах 420—500 °С. Из жидких парафинов с максимальным выходом получают кислоты C8—С12, из среднеплавких С10—С16, а из твердых —• С18—C22

В России целесообразно разделять парафины в зависимости от фракционного состава, температур плавления и кристаллической структуры на жидкие (т.пл ниже 27 °С), твердые (т.пл от 28 до 60 - 70 °С) и микрокристаллические —церезины

( т.пл выше 60-80 °С).

Жидкие парафины представляют собой в основном нормальные алканы с числом атомов углерода в молекуле от С9 до С24, они вы­кипают в интервале температур от 180 до 360—370 °С. К твердым парафинам относятся нормальные алканы с числом атомов угле­рода в молекуле от С20 до С40, выкипающие в пределах 300—550 °С.

Твердые парафины, получаемые из дистиллятного сырья, целе­сообразно разделить на низкоплавкие (^Пл 28—45 °С), средне-плавкие (т.пл 45—60 °С) и высокоплавкие (т.пл выше 60 °С). Все три категории твердых парафинов характеризуются крупнокристалли­ческой структурой.

Микрокристаллические парафины (церезины) представляют со­бой твердые углеводороды, выделенные главным образом из оста­точных продуктов и кипящие при температурах выше 450 °С.

Сходными по свойствам и по технологии производства с нефтя­ными парафинами являются воски, или мягкие парафины — кон­центраты твердых, но пластичных при комнатной температуре кристаллических углеводородов, которые характеризуются повы­шенным содержанием изомерных и циклических углеводородов.

Кроме классификации парафинов по температурам плавления целесообразно их разделить по степени обезмасливания (содержа­нию масла) и по степени очистки.

По степени обезмасливания парафины могут быть разделены на глубокообезмасленные (содержание масла менее 0,5—1,0%), технические (содержание масла от 1,0 до 5%), а также гачи и петролатумы (содержание масла выше 5%).

Жидкие парафины

Жидкие парафины в расплавленном состоянии — прозрачные бесцветные или слегка желтоватые жидкости с температурой за­стывания не выше 27 °С. В зависимости от требований, предъяв­ляемых к фракционному составу, содержанию м-алканов или угле­водородов, образующих комплекс с карбамидом, и ароматиче­ских углеводородов, различают несколько марок жидких пара­финов.

1.3 ПРИМЕНЕНИЕ ПАРАФИНОВ

Твердые и жидкие парафины применяют во многих областях на­родного хозяйства. Наиболее крупным потребителем парафина в России является нефтехимическая промышленность, где он исполь­зуется как сырье для производства СЖК, высших жирных спиртов (ВЖС), хлорированных парафинов, а-олефинов, а также белково-витаминных концентратов (БВК). Большие количества парафина расходуются на пропитку и проклейку бумаги и картона, изготовле­ние свечей, пропитку спичек, покрытие сыров, фруктов и овощей, обработку текстиля и волокна. Парафин употребляют в медицине и косметике. Кроме того, его применяют при производстве изоляционных лент, чернил и копировальной бумаги, скульптур и моделей и др. Парафины используются в резино - технической, ко­жевенной и электротехнической промышленности.

В США основная масса твердого парафина потребляется про­мышленностью для пропитки бумаги и картона, идущих на упа­ковку конфет, мяса, мороженого, изготовления бумажной тары для молока и других пищевых продуктов.

Применение парафина в нефтехимической промышленности

Производство синтетических жирных кислот. Значительное ко­личество растительных масел, производимых в России, расходуется на выработку технических продуктов: мыла, эмалей, лаков, олиф, консистентных смазок и др. Вместо пищевых жиров, идущих на технические цели, можно успешно использовать продукты окисле­ния парафина.

Впервые перерабатывать парафин в СЖК начали в Германии. Окисление парафина осуществлялось на трех заводах . В ка­честве сырья использовали главным образом твердый парафин, который образовывался при производстве синтетического жидкого топлива из окиси углерода и водорода; на заводе в Оппау перера­батывали также парафин, получавшийся при гидрировании бурых углей, и нефтяной парафин.

Резкое увеличение производства СЖК в СССР позволило в 1959—65 гг. высвободить 800 тыс. т растительных пищевых жиров, которые расходовались на производство моющих средств .

Производство хлорированных парафинов. Из твердых парафи­нов получают три основных типа хлорированных парафинов:

1) жидкое нелетучее вещество, содержащее

43 вес.% хлора;

2) мягкую смолу (т.пл 50°С), содержащую 60 вес.% хлора;

3)твер­дую хрупкую смолу (т.пл 80°С), содержащую 70 вес.% хлора.

Хлорированные парафины применяют при производстве при­садок к смазочным маслам, в качестве пластификаторов, а также для пропитки тканей и бумаги с целью придания им огнестойкости.

Получаемые при крекинге парафина а-олефины нормального строения и различного молекулярного веса применяют для произ­водства спиртов, поверхностно-активных веществ, присадок к мо­торным маслам, синтетических смазочных масел и других продук­тов.

Производство поверхностно-активных веществ. Из парафинов получают линейные первичные алкилсульфонаты, алкиларилсуль-фонаты, сульфонол, эфиры алкилсульфоновой кислоты, этоксилаты, сульфонаты, сульфаты и др., являющиеся поверхностно-активными веществами.

ПАВ применяют в качестве синтетических моющих средств (СМС), флотационных агентов, эмульгирующих и диспергирующих средств и др. Достоинство СМС, полученных на основе парафинов, заключается в их высокой биологической разлагаемости («мягкие» моющие средства), вследствие чего они не загрязняют водоемы, в то время как моющие средства на основе тетрамера пропилена обладают низкой биоразлагаемостью («жесткие» моющие сред­ства) .




Сульфа





Производство белково-витаминных концентратов (БВК)

Процесс получения БВК из парафина заключается в следующем. Парафин направляется в ферментер, куда одновременно подают водный раствор минеральных солей и небольшое количество дрож­жевой суспензии (засевной массы), приготовленной в специальных аппаратах для выращивания дрожжей. Для производства БВК на основе жидких парафинов рекомендован ряд дрожжей, в частности дрожжи . В нижнюю часть ферменте­ра подается воздух, необходимый для жизнедеятельности дрожжей. Подачу парафина и воды в ферментер регулируют так, чтобы весь парафин был усвоен дрожжами, после чего образовавшуюся дрож­жевую суспензию отделяют от воды и воздуха в сепараторах. Основную массу воды из сепараторов возвращают в ферментер, а дрожжевая суспензия после промывки водой поступает в выпар­ную сушилку и расфасовывается в тару.

Кроме парафина для производства БВК можно использовать дизельные фракции нефтей, газы и нефти.

Впервые многотоннажное производство БВК из углеводородов нефти удалось организовать в России. Во Франции построена установка по производству БВК . В Индии имеются две пилот­ные установки для производства БВК на основе парафина. В Япо­нии ряд фирм заняты исследованиями процесса производства БВК.

БВК применяют в качестве добавки в пищу животных.

Применение парафина для парафинирования бумаги и картона

Парафин применяют для покрытия и пропитки бумаги и карто­на с целью предотвращения проникания водяных паров и придания жироустойчивости упаковочным материалам, а также для увеличе­ния их прочности при воздействии воды .Так, прочность не пропитанного парафином картона при намокании уменьшается в 10—20 раз, а пропитанного — в 1,5—2 раза.

Для упаковки используют разнообразные бумажные изделия, обработанные парафином, — бумажные стаканчики, пакеты для молока и соков, бумагу для конфет, печенья и мыла, упаковочную бумагу и тару для твердых и замороженных продуктов.

Сравнительно недавно парафин нашел применение в обработке гофрированного картона, употребляемого для перевозки птицы со льдом. Коробки из парафинированного картона применяют для упаковки сырых продуктов, свежих и мороженых фруктов и др. Они сохраняют свою прочность при перевозках автотранс­портом на расстояние до 3200 км.

С развитием упаковочной промышленности парафины по не­которым эксплуатационным характеристикам перестали удовлет­ворять потребителей. Поэтому начали разрабатывать и применять композиции парафинов с церезином и различными полимерными продуктами, введение которых позволило получить материал, ха­рактеризующийся улучшенной твердостью, глянцем, устойчивостью к механическим повреждениям и др.

При производстве композиций большое внимание уделяется ка­честву исходного базового парафина. Одним из важных пока­зателей качества парафина, входящего в композицию, является содержание в нем масла. При наличии масла более 0,5 вес.% прочность материала, на который нанесено покрытие, по сравне­нию с материалом, пропитанным глубокообезмасленным парафи­ном, значительно ниже. Большое значение имеет также темпера­тура плавления, твердость, цвет и водоотталкивающие свойства парафина. Если парафиновой композицией пропитывают изделия из темных промышленных бумаг или картона, то цвет парафина не имеет большого значения. Однако если пропитываемое изделие отбелено или имеет печатные украшения, предпочтительно исполь­зовать парафин с высоким цветом. При парафинировании материалов, предназначенных для упаковки пищевых продуктов, пара­фин и добавки к нему не должны содержать канцерогенных аро­матических углеводородов.

Поскольку получение и применение композиций парафинов всегда сопровождается плавлением, необходимо, чтобы добавки обладали способностью плавиться и совмещаться с парафином. В большинстве случаев вначале готовят концентраты добавляе­мого продукта в парафине, которые затем вводят в расплавленный парафин в необходимых количествах. Кроме того, в композиции вместе с добавками, улучшающими перечисленные выше свойства парафина, вводят антиокислительные присадки, красители, а так­же вещества, придающие приятный запах. Иногда в композиции вводят вещества, способствующие их структурной стабильности.

В качестве добавок, улучшающих свойства парафина, приме­няемого в производстве упаковочных материалов, используют про­дукты, имеющие сходную с парафином структуру, т. е. состоящие из длинных углеводородных цепей и изменяющие его кристалличе­скую структуру. К ним относятся церезин, полимеры этилена, про­пилена и изобутилена, каучуки, сополимеры этилена с винилацетатом и др. Весьма эффективными для некоторых целей являются композиции парафина с нефтяными смолами.

Добавление к парафину от 5 до 30 вес. % церезина (микро­кристаллического парафина) значительно улучшает свойства ком­позиции, в частности повышает температуру ее плавления, умень­шает пароводопроницаемость.

Полиэтилены низкого и среднего молекулярного веса (от 1 500 до 15000) обладают хорошей совместимостью с парафинами и применяются в композициях в концентрациях от 0,5 до 10 вес.%. Добавка полиэтилена повышает твердость композиции, улучшает глянец покрытия и предотвращает слипание парафинированных материалов при повышенных температурах . Температуры плав­ления таких композиций выше, чем у исходного парафина, а па­роводопроницаемость покрытий из них значительно ниже.

Применение полиэтиленов молекулярного веса выше 25 000 и в количествах более 10 вес.% нецелесообразно, так как при этом резко увеличивается вязкость композиций и нанесение покрытия на бумагу затрудняется.

Прочие области применения парафина и его композиций

Впервые парафин был использован для изготовления свечей, так как он дает хорошее пламя и не оставляет пепла. Парафин теряет форму в тепле, но этот недостаток легко можно исправить добавлением стеариновой кислоты или покрытием свечи слоем бо­лее тугоплавкого парафина. Свечи могут быть окрашены путем растворения красителя в добавляемой стеариновой кислоте или кратковременным погружением свечи в краску.

Парафин и парафиновые композиции могут найти широкое применение для производства «усовершенствованных удобрений» с регулируемым выделением азота. Обычно примерно 25—50% азота, применяемого при удобрении полей, теряется вследствие выщелачивания. В «усовершенствован­ные удобрения» вводят нефтяной парафин, который создает влаго- и водонепроницаемый слой на поверхности частиц удобрения. В качестве удобрения предлагается использовать карбамид. Тонко раздробленный карбамид вводят в расплавленный парафин, затем смесь охлаждают. Парафин имеет температуру плавления 51,7— 65,6°С. Введение в смесь окисленной полимеризованной древесной смолы уменьшает комплексообразование парафина и карбамида и улучшает качество удобрения. С целью повышения вязкости смеси к ней добавляют 2 вес. % битума. Наилучшее удобрение, содержит 55—65 вес. % карбамида.

Такое удобрение не вызывает ожогов травы, и она растет быстрее, чем при удобрении другими веществами. Растения усваи­вают до 28,4 вес. % азота, в то время как при применении обычных удобрений они усваивают всего 10—19 вес. %.

Парафин довольно широко используют для покрытия деревьев, кустарников и для других целей, когда нежелательна потеря влаги. Слой парафина наносят на фрукты и овощи для лучшего сохранения их внешнего вида и вкуса.

1.4 ПРИМЕНЕНИЕ ЦЕРЕЗИНА

Нефтяной церезин (микрокристаллический парафин) приме­няется в различных отраслях народного хозяйства. Бумага и ткань, пропитанные церезином с добавкой полиэтилена, обладают хорошей эластичностью, паро-, водо- и жиронепроницаемостью. Церезин в больших количествах используют также в производстве слоистых бумаг, где он не только выполняет роль прочного клея, но и создает сплошную влагонепроницаемую пленку.

Наиболее важное значение имеет церезин в производстве пла­стичных консистентных смазок. Кроме того, он служит для про­питки керамических изоляторов с целью улучшения стойкости их к влаге. В этом случае употребляют наиболее высокоплавкий це­резин, в связи с тем, что в изолируемой системе возможны местные повышения температуры, а при температурах, близких к темпера­туре плавления церезина, могут изменяться его диэлектрические свойства.

Из эластичных микрокристаллических парафинов изготовляют внутреннее покрытие банок для пищевых продуктов, которые хра­нят при пониженных температурах.

Церезины и парафины употребляют в качестве наполнителей сильфонных термостатов в системе охлаждения двигателей. При увеличении первоначального объема после расплавления твер­дый наполнитель производит определенную работу. В частности, в автомобильном двигателе с помощью наполнителя должно быть обеспечено открытие клапана при 70 °С (при 85 °С оно становится максимальным). Наиболее подходящими продуктами для этих це­лей являются узкие фракции церезинов.

1.5 ПРИМЕНЕНИЕ ВОСКОВ

Нефтяные воски (смесь твердых при комнатной температуре изопарафиновых, нафтеновых и ароматических углеводородов) широко используют при изготовлении резины в качестве антиозонантов, препятствующих ее озонному растрескиванию. Применяе­мый за рубежом антиозонант антилюкс по природе близок к пара­фину, а суперлавокс — к церезинам . Наилучшими физическими антиозонантами являются твердые углеводороды, выделяе­мые из парафинов и церезинов и не образующие комплекса с карб­амидом, т. е. изопарафиновые и циклические углеводороды с раз­ветвленными боковыми цепями.

В России на основе нефтяного сырья вырабатывают различные виды защитных восков.

1.6 Парафины для пищевой промышленности

В особую группу выделены твердые парафины высокой степени очистки, которыми пропитывают материалы, предназначенные для упаковки различных продуктов, в том числе и пищевых. В парафи­нах этой группы не должны содержаться канцерогенные вещества, в частности не должен присутствовать бензапирен.

Бензапирен представляет собой пятикольчатый ароматический углеводород


и характеризуется следующими свойствами:

Молекулярный вес 252,3

Температура плавления, °С 176—177

Температура кипения при 10 мм рт. ст.,

Содержание бензапирена в парафине определяют спектраль­ным- методом.

Парафины для пищевой промышленности выпускают по ГОСТ 13577—71.

  1   2   3

Похожие:

Учитель химии моу сош №125 г. Волгоград iconУрок "Химия Победы" Овчинникова Марина Альбертовна, учитель химии мкоу «сош №29»
Овчинникова Марина Альбертовна, учитель химии мкоу «сош №29» г. Ревда, Свердловской области
Учитель химии моу сош №125 г. Волгоград iconЭлективный курс по биологии
Планирование составлено на основе Программы элективных курсов по биологии: " жизнь по заказу: размножение и развитие в органическом...
Учитель химии моу сош №125 г. Волгоград iconЭлективный курс «решение задач по физике повышенной сложности. Механика»
Столяровой В. В., Валлерштейн Г. Г. «Способы решения задач по механике» моу «Лицей №5» город Волгоград. «Сборник программ и методических...
Учитель химии моу сош №125 г. Волгоград icon«Вечный город» иего жители
Учитель: Коржова Наталья Николаевна, учитель истории моу сош №117 Красноармейского района г. Волгограда
Учитель химии моу сош №125 г. Волгоград iconАнглийские и американские заимствования в русском языке Авторы: Ратеева Галина Иосифовна, учитель английского языка Кавказской моу сош №12, Малахова Ирина Владимировна, учитель русского языка и литературы Кавказской моу сош №12
В работе приведены причины интенсивного заимствования англицизмов в современном русском языке, рассмотрен процесс вхождения англицизмов...
Учитель химии моу сош №125 г. Волгоград iconА. Г. Авакян Научный учитель химии и биологии моу «сош №2 г. Калининска»
Благодаря новым достижениям эти средства становятся все более и более частями наших тел, либо потому, что мы носим их с собой (переносные...
Учитель химии моу сош №125 г. Волгоград iconАвтор: учитель высшей категории И. Н. Дадыкина, моу «Татарско-Бурнашевская сош», Верхнеуслонского района рт. Мероприятие Афганистан в моей душе». Маша
Автор: учитель высшей категории И. Н. Дадыкина, моу «Татарско-Бурнашевская сош», Верхнеуслонского района рт
Учитель химии моу сош №125 г. Волгоград iconСош №2 г. Нариманов
Сафрыгина Анна Геннадьевна, учитель математики моу «сош №2 г. Нариманов» Астраханской области, идентификатор 220-522-234
Учитель химии моу сош №125 г. Волгоград iconРабота учителя химии моу «Янгличская сош имени Героя РФ н. Ф. Гаврилова» Васильевой Светланы Станиславовны

Учитель химии моу сош №125 г. Волгоград iconПояснительная записка Автор : Яцишин Ольга Александровна, учитель начальных классов моу сош №9 г. Новый Уренгой
Автор: Яцишин Ольга Александровна, учитель начальных классов моу сош №9 г. Новый Уренгой
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib2.znate.ru 2012
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница