Какие конечные продукты сгорания парафина

Эта статья — о минеральном воске. О классе органических соединений см. Парафины.

Парафи́н (от лат. parum «мало» + affinis «родственный») — воскоподобная смесь предельных углеводородов (алканов) преимущественно нормального строения состава от С18Н38 (октадекан) до С35Н72 (пентатриоконтан)[1].

Температура плавления — от 45°С до 65°С;

Температура кипения — выше 370°C

Температура вспышки 200-240°C

Плотность — 0,880-0,915 г/см³ (15 °C);

Получают главным образом из нефти.

В зависимости от соотношения концентраций тяжелых и лёгких углеводородов парафин может быть жидким, твёрдым и мелкокристаллическим (церезин).

Открыт Карлом фон Райхенбахом[2].

Состав[править | править код]

Парафины представляют собой смесь твёрдых углеводородов метанового ряда преимущественно нормального строения с 18-35 атомами углерода в молекуле и температурой плавления 45-65 °C. В парафинах обычно содержится некоторое количество изопарафиновых углеводородов, а также углеводородов с ароматическим или нафтеновым ядром в молекуле.

ГОСТ 23683-89 устанавливает 10 марок парафина (П1, П2, В1, В2, В3, В4, В5, Т1, Т2, С), различающихся по классу и форме выпуска:

марки с индексом П — высокоочищенные, предназначены для пищевых производств;
марки с индексом В — высокоочищенные с более узким разбросом весов компонентов, предназначены для непищевых производств;
марки с индексом Т — не очищенные технические парафины;
марка с индексом С — так называемый «спичечный» парафин, характеризующийся повышенным содержанием масла и наименьшей температурой плавления.

Нормируется содержание масла в парафине (0,8 % для марки П2; 0,45 % для всех марок, исключая технические; свыше 1 % для технических марок). Химический состав парафинов нормируется косвенно по температуре плавления и микротвёрдости (для парафинов марок с литерой В, выпускаемых в виде слитков).

Свойства[править | править код]

Парафин — вещество белого цвета с молекулярной массой 300—450, в расплавленном состоянии обладает малой вязкостью.

Парафины инертны к большинству химических реагентов. Они окисляются азотной кислотой, кислородом воздуха (при 140 °C и выше) и некоторыми другими окислителями с образованием различных жирных кислот, аналогичных жирным кислотам, содержащимся в жирах растительного и животного происхождения. Синтетические жирные кислоты, получаемые окислением парафина, применяют вместо жиров растительного и животного происхождения в парфюмерной промышленности, при производстве смазок, моющих средств, а также пищевых продуктов.

Пожароопасен. При нагревании выше 90°С начинается достаточно активное выделение легких фракций и продуктов термического разложения. Выделяющиеся вещества, нагретые выше 120—150°С, при контакте с воздухом самовоспламеняются.

Получение[править | править код]

Парафины могут быть выделены также из других продуктов, например, из озокерита. В зависимости от фракционного состава, температуры плавления и структуры парафины разделяют на жидкие (tпл ≤ 27 °C), твёрдые (tпл = 28—70 °C) и микрокристаллические (tпл > 60—80 °C) — церезины. При одинаковой температуре плавления церезины отличаются от парафинов большей молекулярной массой, густотой и вязкостью. Церезины энергично реагируют с дымящей серной кислотой, в то время как парафины реагируют с ней слабо. При перегонке нефти церезины концентрируются в осадке, а парафин перегоняется с дистиллятом. Церезины, которые концентрируются в остатке после перегонки мазута, представляют собою смесь циклоалканов и в меньшем количестве твёрдых аренов и алканов. Изоалканов в церезине сравнительно мало.

По степени очистки парафины делят на следующие виды:

гачи и петролатумы, которые содержат до 30 % (масс.) масел;
неочищенные парафины (церезины) с содержанием масел до 6 % (масс.);
очищенные и высокоочищенные парафины (церезины).

В зависимости от глубины очистки они имеют белый цвет (высокоочищенные и очищенные марки) или слегка желтоватый и от светло-жёлтого к светло-коричневому (неочищенные парафины). Очищенный парафин имеет плотность 881—905 кг/м³. Церезины представляют собой смесь углеводородов с количеством углеродных атомов в молекуле от 36 до 55 (от С36 к С55). Их извлекают из природного сырья (природного озокерита, а также остатков высокопарафинистых сортов нефти, получаемых при её переработкке) . Температура плавления 65—88 °C, молекулярная масса 500—700. Парафины широко используют в электротехнической, пищевой (парафины глубокой очистки; tпл = 50—54 °C; содержание масел 0,5—2,3 % по массе), парфюмерной и других отраслях. На основе церезина изготавливают разные композиции в бытовой химии, вазелины; они используются также как загустители в производстве пластичных смазок, изоляционных материалов в электро- и радиотехнике и восковых смесей.

Неочищенные твёрдые парафины производят методами:

обезмасливания гачей и петролатумов — побочных продуктов производства (депарафинизации) масел с применением растворителей (смеси кетона, бензола и толуола, дихлорэтан), получая при этом неочищенные парафины (из гача) и церезины (из петролатума);
выделения и обезмасливания парафина из дистиллятов высокопарафинистых нефтей смесью кетона, бензола и толуола;
осаждение твёрдых парафинов без применения растворителей (путём охлаждения в кристаллизаторах и фильтропрессования).

Неочищенные парафины после этого облагораживают (доочищают) с использованием кислотно-щелочного, адсорбционного (контактного или перколяционного) или гидрогенизационного доочищення (для удаления нестабильных веществ, которые окрашивают и имеют запах). Жидкие парафины выделяют из дизельных фракций депарафинизацей с использованием избирательных растворителей (смесь ацетона, бензола и толуола), карбамидной депарафинизации (в производстве низкозастывающего дизельного топлива) и адсорбции на молекулярных ситах (выделение жидких парафинов С10-С18 с помощью пористого синтетического цеолита).

Применение[править | править код]

в качестве относительно безопасного в обращении горючего вещества: свечи для освещения и декоративных целей, загуститель для напалмов, термитов и топлив, компонент взрывчатых веществ;
в качестве смазки для трущихся деталей: деревянных (направляющих выдвижных ящиков, пеналов и т. п.), пластиковых (компонент лыжных смазей, молнии и пр.), металлических (велосипедные цепи, полозья, направляющие и т.п.);
в качестве уплотняющего, защитного, гидрофобизирующего вещества: изготовление парафиновой бумаги, производство спичек, заливка горлышек бутылок с некоторыми реактивами, например, некоторыми летучими эфирами, в смеси с бензином — антикоррозионное покрытие[3] (огнеопасно!), в смеси с керосином — разделительный состав в гипсовом литье;
в косметике для производства вазелина, густых кремов;
парафины зарегистрированы в качестве пищевых добавок E905х;
используется для парафинотерапии в медицине и косметологии;
в ядерной физике, технике: эффективный замедлитель нейтронов и «генератор» протонов;
для осаливания войлочных пыжей;
в пищевой промышленности для пропитки упаковочных материалов и для покрытия ёмкостей для хранения пищевых продуктов[4].

В радиотехнике:

Для пропитки электротехнической бумаги, использующейся при изготовлении конденсаторов и намотке трансформаторов. В прошлом также пропитывали дерево или картон, используемый для изготовления малоответственных изоляционных деталей.[5]
Для заливки бескаркасных катушек индуктивности, для защиты их от вибраций и микрофонного эффекта. Часто применяется, например, в УКВ радиоприёмниках, звукоснимателях для электрогитар. Иногда заливают весь объём микросборки.
В других случаях, где требуются высокая электрическая прочность, малые потери на переменном токе, низкая цена и возможность лёгкого освобождения от заливки простым нагревом.

Угроза «парафиновых отравлений» и её устранение[править | править код]

В летних типах солярок часто встречается высокое содержание парафинов. При температуре ниже −5 °C это вызывает кристаллизацию парафина в баке, а также во всех деталях топливной аппаратуры от бака до форсунок, что приводит к отказу дизеля. Для устранения этого приходится порой прочищать всю ТА.

Для предотвращения кристаллизации применяются керосин, тормозная жидкость, а также специальные препараты имеющие общее название антигель. Также парафин из солярки можно выделить при производстве путём замораживания и фильтрования. В России производство летних типов солярки пока ещё не запрещено, поэтому в зимнее время происходит немало так называемых «парафиновых отравлений», что приводит к отказу и сложному ремонту дизелей.

См. также[править | править код]

Смеси предельных углеводородов преимущественно линейного строения:
- Вазелиновое масло
- Вазелин
- Парафин
- Церезин
Сырье:
- Озокерит
- Нефть
Прочие парафиноподобные вещества:
- Воск

Примечания[править | править код]

↑ Химическая энциклопедия / редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1992. — Т. 3. — С. 446, 207. — 639 с. — ISBN 5-85270-039-8.
↑ Лермантов В.В., —. Рейхенбах, Карл // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
↑ Г. Г. Бродерсен. «Справочник кустаря». М.-Л., Гиз, 1931
↑ Анисимов И.Г., Бадыштова К.М., Бнатов С.А. и др. Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и применение. Справочник / 2-е изд., перераб. и доп. – Под ред. В.М. Школьникова. – М.: Техинформ, 1999. – 596 с. С. 473
↑ Кузнецов, М.И. “Основы электротехники” // Издательство: М.: Трудрезервиздат; Издание 6-е, испр. 423 страниц; 1958 г. с.44-45

Источник

Многие считают, что парафины и воски являются близкородственными вещества, так как те и другие используются при изготовление свечей. Действительно, и парафины и воски, относятся к органическим соединениям. Однако, с химической точки зрения, в остальном, это разные по природе и строению вещества. Давайте разберемся, почему.

Что такое парафины?

Парафины (от лат. parum – мало и affinis – родственный) — это смесь предельных углеводородов (алканов) преимущественно нормального строения, состава от С18Н38 (октадекан) до С35Н72 (пентатриоконтан).

Прежде чем двигаться дальше, давайте вспомним гомологический ряд и физические свойства алканов, входящих в состав парафинов. Из учебников химии нам известно, что первые 4 алкана – газы, следующие 11 – жидкости, а далее – твердые вещества.

Гомологический ряд первых 20 алканов:

Отсюда делаем вывод, что все парафины являются при нормальных условиях твердыми веществами. Хотя в зависимости от соотношения концентраций тяжелых и лёгких углеводородов парафин может быть и вязкой жидкостью.

Температура плавления парафинов — от 45°С до 65°С, а температура кипения — выше 350°C.

Это вещества белого цвета, с молекулярной массой 300—450, в расплавленном состоянии обладающие относительной вязкостью.

Парафин пожароопасен! При нагревании выше 90°С начинается достаточно активное выделение легких фракций и продуктов термического разложения. Выделяющиеся вещества, нагретые выше 120-150°С, при контакте с воздухом самовоспламеняются.

Именно поэтому, потушенную парафиновую свечу можно зажечь от дыма, если внести в него пламя спички или зажигалки. Дым от свечи содержит пары парафина, которые легко воспламеняются, и уже по ним огонь доходит до фитиля свечи.

Кстати впервые парафин был открыт Карлом фон Райхенбахом – химиком, геологом, естествоиспытателем, философом, бароном и промышленником. При жизни, он состоял в Прусской академии наук. Помимо парафина, он открыл креозот, а также других химические продукты на основе дёгтя, имевшие большую экономическую значимость. В последние годы жизни фон Райхенбах исследовал гипотетическую витальную энергию, названную им одической силой.

Карл Фон Райхенбах

Получают парафины главным образом из нефти, но они могут быть получены и из других продуктов. Например, из озокерита, называемого так же горным воском.

Озокерит

Области применения парафинов:

– для изготовления свечей.

– в качестве смазки для трущихся деталей.

– для производства вазелина.

– в косметологии для производства густых кремов.

– в качестве защитного, гидрофобизирующего вещества.

– в качестве пищевой добавки E905.

– для парафинотерапии в медицине и косметологии.

Теперь поговорим о восках.

Воска — это сложные эфиры высших жирных кислот и высших моноатомных или двухатомных спиртов.

Формулы воска в общем виде можно представить следующим образом:

Природные воска — пчелиный воск и спермацет — нашли широкое применение в медицине, парфюмерной промышленности.

Спермацет, получаемый из головного мозга кашалотов, является сложным эфиром цетилового спирта (первичный спирт, соответствующий пальмитиновой кислоте) и пальмитиновой кислоты:

Пчелиный воск состоит в основном из мирицилпальмиата:

Следует помнить, что природные воска — это комплексы, содержащие кроме эфиров свободные жирные кислоты и спирты, вещества, обусловливающие цвет и запах, минеральные соединения. Воска выполняют в организме преимущественно защитную функцию, которая сводится к образованию защитных покрытий. Они входят в состав жира, покрывающего кожу, шерсть, перья. У растений около 80% от всех липидов, образующих пленку на поверхности листьев, составляют воска.

Кстати, большинство растений производят вещество, называемое эпикутикулярным воском (это вещество можно заметить в виде белого налета на свежих огурцах и сливах). Эпикутикулярный воск отражает ультрафиолетовое и инфракрасное излучения, благодаря чему становится возможным распознавание «зелёных» участков Земли по спутниковым снимкам.

Таким образом, воска можно разделить на две большие группы: животные и растительные воска.

Известно также, что воска являются нормальными метаболитами некоторых микроорганизмов.

Практическое применение восков:

– для производства свечей.

– для изготовления восковых фигур.

– в натуральной косметологии, как загуститель для кремов, мазей и лубрикантов.

– как основной компонент помад, твердых духов

– для защиты мебели, деревянных изделий, паркетных полов, мрамора и др.

– один из компонентов, необходимый для воскографии (в изобразительном искусстве).

– Воски зарегистрированы в качестве пищевых добавок E901—E903 и используются как покрытие для защиты и сохранения продуктов питания (например, фруктов, сыров, конфет), средств гигиены (например, зубных нитей).

– для изготовления лавовых светильников.

Исходя из вышенаписанного, делаем вывод, что парафины, представляют собой в основном – алканы, а воска – сложные эфиры. А это разные классы органических соединений.

Источник

Какие конечные продукты сгорания парафина

Для обогрева и приготовления пищи в отсутствии костра туристы, как правило, используют различное жидкое, газообразное и твердое топливо на основе углеводородов. А проще говоря — спирт, бензин или дизельное топливо, газ (в баллонах), сухое горючее в таблетках и пр. Не будем останавливаться на неоспоримых преимуществах того или иного горючего материала, — озвучим проблемы:

Жидкое горючее доставляет много хлопот. Канистры для него — достаточно объемны и не становятся меньше по мере расходования топлива. Определенным выходом может быть фасовка жидкого топлива в мелкую тару, но увеличивается вероятность протечки. Кроме того – для сжигания жидкого топлива необходим специальный прибор — спиртовка для спирта, примус для бензина или специальная печка для дизельного топлива. И ее приходится таскать независимо от того, есть топливо или нет.

Газообразному горючему тоже требуется специальное устройство для сжигания. Кроме того, туристы вынуждены покупать газ в специальных емкостях (баллонах) за достаточно большие деньги. Кроме того, возникает проблема утилизации уже использованных баллонов.

Сухое горючее в таблетках — практически идеальный вариант. Хранится в пакетике, достаточно теплотворно как топливо. Но все преимущества убивает цена. Поэтому использую его чаще всего «на крайний случай».

Между тем, существует очень доступное и дешевое горючее (топливо). Это тот самый парафин (или стеарин), который в виде свечей использовал, наверное, каждый турист. Его теплотворность находится на уровне остальных нефтепродуктов (25 – 30 МДж/кг). Проблема использования парафина как топлива обусловлена тем, что его трудно зажечь.

Парафиновая свеча горит без проблем — поднес спичку к фитилю и готово. Однако все не так просто. Потому что парафин в чистом виде — не горит (как бензин или дрова). Горят только его пары! Поэтому парафин практически невозможно зажечь без фитиля, пламя от которого и инициирует испарение парафина.

Тем не менее, использовать парафин в качестве «сухого горючего» очень заманчиво. Он не дорог (35-45 руб/кг), что очень приемлемо для туристов, доступен (продается в розницу и оптом — хотя бы в виде свечей), не протекает (т.к. при обычной температуре твердый), не имеет запаха, не боится воды, очень теплоемкий и т.д.

Главная проблема – заставить его гореть сам по себе, а не с фитилем, как свечка. Дело в том, что при горении парафина на фитиле, тепла выделяется на порядок меньше, чем при горении той же площади парафина самого по себе.

Как же сделать «таблетку» самодельного сухого горючего из парафина и заставить его гореть? Сухое оно, конечно только когда не горит. Температура плавления парафина в районе 60-80 градусов, поэтому в процессе горения он из сухого горючего становится жидким и это надо учитывать.

Чтобы парафин не растекался, горение должно проходить в герметичной емкости. Для этого нам потребуется пустая консервная банка, желательно максимально большей площади и максимально плоская.

Различные источники предлагают использовать в качестве фитиля различные материалы: гофро- (фото) и просто картон (фото), вату (фото), поролон (фото), множественные текстильные фитили, закрепленные на проволоке и т.д. Однако стоит предостеречь от применения в этих целях синтетических материалов, не смотря на удобство их использования. При горении поролона, к примеру, выделяется копоть, которая при попадании на слизистую человека образует синильную кислоту. Не травите сами себя! Неплохим вариантом кажется использование полосы мешковины шириной равной высоте банки, свернутой внутри нее кольцом или в неплотный рулик. Чем более неровным и разлохмаченным будет верхний выступающий край фитиля, — тем лучше.

Заполняем банку расплавленным парафином и опускаем туда наш фитиль. В одном из способов на поверхность расплавленного парафина просто насыпается древесная стружка. Приутапливаем, чтобы только часть «фитиля» выступала над поверхностью и даем нашей банке остыть. Горючее готово!

Для того, что бы использовать «таблетку», достаточно зажечь выступающие из парафина верхушки фитиля. Через несколько минут загорится вся поверхность парафина и будет гореть достаточно равномерно до тех пор, пока весь парафин не выгорит. Скорость горения — примерно 1 см в час. Исходя из этого, можно изготовить «таблетки» различной толщины для различных нужд. Для приготовления кофе, еды или ночного отопления.

К примеру банка диаметром в 8 см и глубиной 3 см ( 150 мл) горит примерно 3 – 3,5 часа ровным пламенем. Теоретически за это время она «выдает» около 1 Квт тепловой энергии (3600 Кдж), что хватит для кипячения примерно 8-10 литров воды.

Специальная же печка (даже из простой, но большей по размеру консервной банки), вероятно, позволит более эффективно использовать тепло горения парафина и расширит возможности его применения для различных нужд.

ВАЖНО!!! Не пытайтесь затушить горящий парафин водой!!! Попадание даже небольшого её количества в горящие пары может иметь весьма печальные последствия. По этой же причине и подогреваемая емкость с чаем или супом должна стоять над горящим парафином устойчиво.

Или будет БАХ!!!

Использование в качестве топлива различных пропитанных парафином материалов (или в смеси с парафиновой стружкой) весьма перспективно.

Некоторые из таких способов благодаря дешевизне и доступности материалов реализованы как коммерческие проекты и нашли свое применение в среде туристов, охотников и рыболовов.
Одна из таких разработок — Свеча «Огонь Лебедева»

Использованы материалы:

Константин Тимошенко. Самодельное сухое горючее. Топливо для туристов. Парафин как горючее для самодельной печки. https://delaysam.ru
Крымский Лис. Альтернативное топливо.https://crimeafox.blogspot.com
ElDuche — Денис. Восковая горелка и не промокаемые спички. Личный опыт. https://nepropadu.ru

Источник