Råolie er i dag det primære produkt til fremstilling af
paraffin. Man skulle tro at det i vores tid, hvor næsten alt kan analyseres og
føres tilbage til dets egent- lige oprindelse, ville det være nemt at klarlægge
oprindelsen af et stof, af hvilket der årligt produceres milliarder af tons.
Faktisk findes der videnskabeligt kun mere eller mindre
funderede formodninger om råoliens oprindelse. Det synes dog at stå fast, at
råolie er blevet dannet af organiske rester af hovedsagelig små bitte
encellede organismer, som lever i vandet – muligvis også vandplanter.
Den i dag mest anerkendte teori om råoliens oprindelse går
ud på en integrering af den organiske substans ved hjælp af aflejringer af
sand og slam. På grund af mangel på ilt opstod forrådnelse, hvorved der
dannedes olie ved hjælp af bakterier og katalytiske påvirkninger gennem
millioner af år. Råolie er absolut ikke et ensartet stof. Både dens udseende,
dens fysiske egenskaber og dens kemiske sammensætning er så mangesidet, at
næsten alle forekomster adskiller sig fra hinanden og kan identificeres.
Råolie består af en mangfoldighed af de mest forskelligartede forbindelser,
som mest består af kulstof og brint. Desuden findes også altid forbindelser
med svovl, kvælstof og sporstoffer. Der findes mange tusinde sådanne
forbindelser. De vigtigste til fremstilling af produkter af mineralolie er de
mættede kulbrinter, d.v.s. gruppen af alkaloider. Endvidere findes der, alt
efter måden af C-atomernes bindinger, også de såkaldte olefiner, nafta og
aromater.
Forekomst og kemisk karakter
Paraffiner kan udvindes af råolie, olieskifer, brunkul og
tørv. Af de ovennævnte forskellige muligheder til fremstilling af paraffin
indtager produktionen baseret på råolie førstepladsen. De teknisk udvundne
paraffiner er en blanding af 3 grundtyper af mættede kulbrinter. Den
procentuelle fordeling af bestanddelene, som kan skelnes ved hjælp af deres
struktur, retter sig efter råoliens art og produktionsmåden. Strukturelt
skelner man mellem:
Normalparaffiner
Disse er mættede kulbrinter af lige kæder, d.v.s. uden
forgreninger og dobbeltbindinger. De normale paraffiners molekylekæder
bestræber sig på, ved en bestemt temperatur under størkningspunktet, at lagre
sig sammen til en ganske bestemt rummelig anordning. De danner relativt store
ensartede krystaller. Ved størkningen trækker de sig stærkt sammen, de
fremviser altså en kraftig kontraktion.
H H H H
H H H H
H
I I I
I I I
I I I
H - C – C – C – C – C – C – C – C – C - H
I I I
I I I
I I I
H H H H
H H H H
H
Iso-paraffiner
Her har vi ligeledes at gøre med mættede kulbrinter, som
kan fremvise forgreninger inden for den lige kæde. Forgreningen kan ske på
forskellige C-atomer og derudover have forskellige længde.
Iso-paraffinernes uregelmæssige kemiske struktur
vanskeliggør deres krystallisation ved størkningen. De danner mindre og ikke
så ensartede krystaller som normalparaffinerne. På grund af sidekæderne er
molekylerne pakket mindre tæt. Følgelig viser iso-paraffinerne ved
størkningen kun en formindsket kontraktion sammenlignet med normalparaffinerne.
H
H
|
|
H - C - H
H - C - H
H H | H
H H H |
H H H
I I I
I I I
I I I
I I
H - C – C – C – C – C – C – C – C – C – C
– C - H
| | |
| | |
| | |
| |
H H H H H
| H H H
H H
H - C - H
|
H - C - H
|
H
Nafta
Nafta er mættede ringforbindelser af en eller flere ringe
med mættede sidekæder, med ens eller forskellig længde og med mere eller
mindre kraftige forgreninger. Naftaernes ekstremt uregelmæssige strukturer
forhindrer i stor udstrækning en krystallisation ved størkningen. Den langt
største del af materialet ligger under størkningspunktet som
"amorft", d.v.s. en ikke krystalliserende masse. Resten danner små
karakteristiske nåleformede krystaller.
H
|
H - C - H
H
H H H H H
H | H H
|
| | |
| | |
| | |
H – C ------------ C – C – C – C – C – C – C – C – C - H
|
| | |
| | |
| | |
H
H H |
| H H H
H H | H
H
|
| | |
|
|
H – C – C – C – C – H – H – C – H
H – C –
H
|
| | |
|
|
H
| H |
|
H – C – H
|
| H |
|
H – C – H
| | |
H – C – H
|
C
|
H
|
H
H
Endvidere, selvom de strengt taget strukturelt ikke betegnes
som paraffinkulbrinter, finder man også aromater i paraffinerne. Man kalder dem
cykliske kulbrinter. De er opbygget af benzolringe med substituerede mættede
sidekæder.
Fremstilling
Paraffindelen i den indsatte råolie koncentrerer sig under
destilleringen i de forskellige smøreoliefraktioner, som adskilles alt efter
kogepunkt. Ved afparaffineringen bliver smøreolien i dag for det meste afkølet
til lave temperaturer (-30 °C)efter en fortynding ved hjælp af
opløsningsmiddel, og så bliver det således udkrystalliserede paraffin fjernet
ved hjælp af store tromlefiltre.
Denne paraffinøse rest, som stadig har et højt olieindhold,
er nu råparaffin (Gatsch), udgangsproduktet for voksraffinaderierne.
Paraffinproducenten skelner igen mellem de forskellige
paraffin-Gatsch-fraktioner, som ikke bliver udvundet af de bestanddele som let
koger op til ca. 400 °C, men af de som koger stærkt fra 350-550 °C.
Disse paraffingatsche, som opstod af disse fraktioner ved
afparaffineringen, udgør nu udgangsmaterialet for paraffinproducenterne. Disse
fraktioner spænder fra den lette spindeloliegatsch, maskinoliegatsch,
cylinderoliegatsch til "resten", som betegnes som petrolatum. Disse
rågatsche har alle stadig et forholdvist højt olieindhold, som ligger omkring
3 - 20%. Det relativt høje olieindhold er i mange tilfælde uegnet for
forbrugeren. Det skulle i de fleste tilfælde ligge på 0,5 - 1,5%. Til
afoliering af sådanne gatsche kender man især to forskellige fremgangsmåder:
svedeprocessen og
afoliering ved hjælp af opløsningsmidler
Svedeprocessen
Man havde iagttaget, at – hvis man opvarmede råparaffin
langsomt i en beholder med sigtebund – kom der olie ud af massen. Ved fortsat
langsom opvarmning løber så også de paraffiner fra, som har et lavt
smeltepunkt, og tilbage bliver en relativt højt smeltende oliefattig
paraffinfraktion, alt efter hvordan man kører svedprocessen.
Ved hjælp af denne ældre teknologi kunne kun forarbejdes
grovkrystaline rågatsche, som havde en utilstrækkelig evne til at binde olien.
Denne fremgangsmåde blev hurtigt meget udbredt og gjorde sig gældende i mange
år. I dag anvendes den næsten ikke.
Afoliering ved hjælp af opløsningsmidler
Ved denne metode findes der forskellige fremgangsmåder, som
giver oliefri paraffin. Efterfølgende bliver kun nævnt en fremgangsmåde, som
overvejende anvendes. Ved hjælp af nedennævnte kan de fleste rågatschtyper
forarbejdes.
Den flydende rågatsch bliver forstøvet fra oven i
forstøvertårne og falder som et fint pulver med en partikeldiameter på
ca.0,1-1 mm. Afkølingen finder sted i modstrøm med atmosfærisk luft. Pulveret
blandes i en beholder med koldt opløsningsmiddel (Diclorethan). Da denne
fremgangsmåde foregår i kulde, bibeholdes paraffinkornet. Opløsningsmidlet
opløser kun olien.
På grund af de meget forskellige specifikke vægte mellem
paraffin (ca. 0,780) og opløsningsmiddel (ca.1,26) skilles paraffinen fra
opløsningsmidlet. Paraffinkagen bliver igen blandet med opløsningsmiddel og
delt igen efter et vist ophold.
Paraffin-opløsningsmiddel-mixet kommes nu i store
centrifuger, hvor den største del af opløsningsmidlet bliver skilt fra.
Paraffinkagen bliver så skrællet og båret ud ved hjælp af en snegl. Ved den
efterfølgende opvarmning bliver det resterende opløsningsmiddel drevet ud og
tilbage bliver det afolierede paraffin.
De oliefattige paraffiner eller mikrovokse, som er udvundet
efter den ovenstående fremgangsmåde, kan nu blandes op til de specielle
anvendelsesområder. Derefter følger en filtrering over absorberingsmiddel
(blegejord) eller raffinering med koncentreret svovlsyre med efterfølgende
neutralisering og behandling med blegejord eller en hydrering.
Herved bliver paraffinen befriet for bestanddele som farver.
Samtidig fjerner man ved raffineringen også bestanddele, som stadig kan
reagere, så som forbindelser med aromatiske ringe eller kæder med C-atomer som
kan reagere. Derefter får man raffineringer som sikrer størst mulig stabilitet
mod lys- og varmepåvirkning. Oxydationsstabiliteten kan yderligere forøges ved
at tilsætte stabilisatorer.
Om nødvendigt kan man efter raffineringen slutte af med en
særlig behandling, for at opnå et lugtfrit slutprodukt. Denne lugtfjernelse
foregår oftest i vakuum, hvor man samtidig leder damp ind.
Nu foreligger der praktisk talt et færdigt paraffin, som kan
blive afsendt i flydende form i tank- eller kedelvogne. Det er også muligt at
fylde produktet på tønder. Dette er nødvendigt, når produktet er meget
blødt og produceret som plader - meget hurtigt ville miste sin form. I
tilsvarende anlæg kan dog også fremstilles plader, pastiller og pulver.
|