پارافین صنعتی، محصولی به دست آمده از نفت خام است که طی فرایندی دقیق تولید می شود.فرآیند تولید پارافین صنعتی با پالایش نفت خام و جداسازی برش های سنگین حاوی وکس آغاز شده و به تولید اسلک وکس به عنوان ماده میانی می انجامد. سپس، اسلک وکس طی عملیات روغن زدایی و خالص سازی پیشرفته، شامل هیدروژناسیون و تصفیه با خاک، به پارافین با خلوص و ویژگی های مطلوب تبدیل می شود. محصول نهایی در گریدهای جامد و مایع برای مصارف مختلف صنعتی آماده می گردد و نقش مهمی در صنایع مختلف ایفا می کند.
ترکیبات شیمیایی پارافین
پارافین ها در علم شیمی جزو خانواده بزرگی از ترکیبات آلی به نام آلکان ها دسته بندی می شوند. آلکان ها هیدروکربن هایی هستند که از اتم های کربن (C) و هیدروژن (H) تشکیل شده اند و در آن ها، اتم های کربن فقط پیوندهای یگانه دارند.
فرمول عمومی آلکان ها CnH2n+2 است. در این فرمول، n نشان دهنده تعداد اتم های کربن در یک مولکول است.پارافین ها خود به دو گروه اصلی تقسیم می شوند:
- پارافین های نرمال (n-paraffins): این ترکیبات دارای زنجیره های کربنی مستقیم و بدون شاخه هستند.
- ایزوپارافین ها (iso-paraffins): این دسته از پارافین ها دارای زنجیره های کربنی شاخه دار هستند. ایزوپارافین ها در فرآیندهای پالایشگاهی تولید می شوند و خواص متفاوتی نسبت به پارافین های نرمال دارند، برای مثال در سوخت موتور عملکرد بهتری از خود نشان می دهند.
مواد اولیه تولید پارافین
منبع اصلی و اولیه برای تولید انواع پارافین، نفت خام است. نفت خام مخلوط بسیار پیچیده ای از هزاران نوع ترکیب هیدروکربنی مختلف است که طی میلیون ها سال از تجزیه بقایای موجودات زنده در اعماق زمین تشکیل شده است.
در فرایند پالایش نفت خام، یکی از محصولات جانبی که در مراحل تولید روغن های روان کننده به دست می آید، ماده ای به نام اسلک وکس (Slack Wax) است. اسلک وکس را می توان ماده اولیه مستقیم تری برای تولید پارافین جامد و برخی گریدهای پارافین دانست.
اسلک وکس خود مخلوطی از وکس (موم) پارافینی و روغن است. میزان روغن در اسلک وکس می تواند متغیر باشد و معمولا بین 5٪ تا 30٪ است. این ماده به دلیل داشتن درصد قابل توجهی روغن، نمی تواند مستقیما به عنوان پارافین خالص مورد استفاده قرار گیرد و نیازمند فرآیندهای جداسازی و خالص سازی بیشتری است.
اسلک وکس به عنوان ماده اصلی وارد واحدهای تولید پارافین می شود. محصول نهایی این فرآیندها، پارافین وکس خالص یا نیمه خالص است که برای کاربردهای صنعتی مختلف آماده می شود. تولید اسلک وکس هزینه پایینی دارد و به دلیل ترکیبات نفتی موجود در آن، گزینه بسیار خوبی برای ساخت انواع پارافین به شمار می رود.
نحوه تولید انواع پارافین
پارافین به شکل ها و گریدهای مختلفی تولید و به بازار عرضه می شود که هر کدام ویژگی ها و کاربردهای خاص خود را دارند. به طور کلی، پارافین ها را می توان به دو دسته اصلی پارافین جامد (واکس پارافین) و پارافین مایع (روغن پارافین) تقسیم کرد.
به طور کلی، فرآوری پارافین صنعتی شامل مراحل زیر است:
- تقطیر نفت خام: ابتدا نفت خام در برج های تقطیر حرارت داده می شود. اجزای مختلف نفت خام بر اساس نقطه جوش متفاوت خود از یکدیگر جدا می شوند. ترکیبات سنگین تر نفتی که حاوی پارافین هستند، در این مرحله جدا می شوند.
- جداسازی اولیه وکس: ترکیباتی از نفت که حاوی وکس است (مانند لوپ کات ها یا برش های روغن روان کننده) تحت فرآیندهای سردسازی قرار می گیرد. با کاهش دما، وکس موجود در روغن به صورت کریستال درآمده و از فاز مایع جدا می شود.
- روغن زدایی (De-oiling): وکس جدا شده در مرحله قبل، که هنوز حاوی مقداری روغن است (اسلک وکس)، باید روغن زدایی شود. این کار به روش های مختلفی مانند تعریق، فشردن، یا استفاده از حلال انجام می شود. هدف، کاهش درصد روغن در وکس تا حد استاندارد است.
- خالص سازی و تصفیه نهایی: وکس روغن زدایی شده ممکن است هنوز حاوی ناخالصی هایی باشد که بر رنگ، بو و پایداری آن تاثیر می گذارند. برای حذف این ناخالصی ها از فرایندهایی مانند هیدروژناسیون (تصفیه با هیدروژن) یا تصفیه به کمک خاک های مخصوص (مانند خاک رس فعال) استفاده می شود. این مراحل باعث بهبود رنگ (سفیدتر شدن) و بوی پارافین می شوند.
محصول نهایی این فرآیندها، پارافین با گریدهای مختلف خلوص و ویژگی های فیزیکی متفاوت (مانند نقطه ذوب و درصد روغن) است که برای کاربردهای خاص آماده می شود.
در جدول زیر برخی از مشخصات کلی پارافین جامد و مایع آورده شده است:
| ویژگی | پارافین جامد صنعتی (واکس پارافین) | پارافین مایع صنعتی (روغن پارافین) |
| حالت فیزیکی در دمای اتاق | جامد، مومی شکل | مایع، روغنی شفاف |
| رنگ (پس از تصفیه) | سفید | بی رنگ |
| بو (پس از تصفیه) | تقریبا بی بو | تقریبا بی بو |
| حلالیت در آب | نامحلول | نامحلول |
| نقطه ذوب | بین 46 تا 68 درجه سانتی گراد | – |
| نقطه جوش | بالاتر از 370 درجه سانتی گراد | بین 175 تا 320 درجه سانتی گراد |
| کاربردهای عمده | شمع سازی، پوشش دهی کاغذ، صنایع لاستیک سازی، نساجی | روان کننده ها، حلال ها، صنایع آرایشی و بهداشتی (گریدهای خاص)، تولید جوهر |
توجه داشته باشید که مقادیر ذکر شده در جدول می توانند بسته به گرید و نوع خاص پارافین متفاوت باشند.
نحوه تولید پارافین جامد صنعتی
پارافین جامد صنعتی، که اغلب با نام واکس پارافین شناخته می شود، یکی از پرکاربردترین محصولات مشتق شده از نفت خام است. نحوه تولید پارافین جامد صنعتی به شرح زیر است:
پالایش نفت خام و جداسازی برش های مناسب
همانند سایر فرآورده های نفتی، نقطه شروع، پالایش نفت خام است. نفت خام در برج های تقطیر اتمسفری و سپس تقطیر در خلاء حرارت داده می شود. در این فرآیند، اجزای مختلف نفت بر اساس تفاوت در نقطه جوششان از یکدیگر جدا می شوند.
برش های روغنی سنگین تر که برای تولید روغن های روان کننده استفاده می شوند، حاوی مقادیر قابل توجهی از وکس پارافینی هستند. این برش ها به عنوان ماده اولیه برای واحدهای تولید پارافین جامد مورد استفاده قرار می گیرند.
کریستالیزاسیون و جداسازی وکس (Dewaxing)
برش روغنی حاوی وکس، ابتدا سرد می شود. با کاهش دما، حلالیت وکس در روغن کم شده و وکس شروع به تشکیل کریستال های جامد می کند. این فرآیند کریستالیزاسیون نام دارد. مخلوط سرد شده روغن و کریستال های وکس سپس به سمت دستگاه های جداسازی هدایت می شود. یکی از روش های متداول برای جداسازی، استفاده از فیلتر پرس (Filter Press) است.
در این دستگاه ها، مخلوط از میان صفحات فیلتر عبور داده می شود و کریستال های وکس روی فیلتر باقی می مانند، در حالی که روغن از آن عبور می کند. محصول جامدی که در این مرحله به دست می آید، اسلک وکس (Slack Wax) نام دارد. اسلک وکس هنوز حاوی درصد قابل توجهی روغن (بین 5٪ تا 30٪) است و رنگ آن ممکن است از زرد روشن تا قهوه ای متغیر باشد.
روغن زدایی از اسلک وکس (De-oiling)
اسلک وکس به دست آمده از مرحله قبل، برای رسیدن به کیفیت مطلوب پارافین جامد، باید روغن زدایی شود. هدف این مرحله، کاهش میزان روغن موجود در وکس تا حد استاندارد (برای پارافین کاملا تصفیه شده زیر 0.5٪) است. روش های مختلفی برای روغن زدایی وجود دارد:
- روش تعریق (Sweating): در این روش، اسلک وکس را به آرامی حرارت می دهند. با افزایش تدریجی دما، روغنی که نقطه ذوب پایین تری دارد، ذوب شده و از ساختار کریستالی وکس جدا می شود و به بیرون تعریق می کند. این روش یکی از روش های قدیمی تر است.
- روش فشردن (Pressing): این روش بیشتر برای اسلک وکس های سنگین کاربرد دارد. اسلک وکس را در کیسه های مخصوصی قرار داده و تحت فشار هیدرولیکی قرار می دهند. این فشار باعث خروج روغن از وکس می شود.
- روش روغن زدایی با حلال (Solvent Deoiling): این روش مدرن تر و مناسب تر است. در این فرآیند، اسلک وکس در یک حلال مناسب (مانند مخلوطی از متیل اتیل کتون و تولوئن) حل می شود. سپس مخلوط به شدت سرد می شود. با سرد شدن، وکس با درصد روغن کمتر به صورت کریستال از محلول جدا شده و روغن در حلال باقی می ماند.
سپس کریستال های وکس از طریق فیلتراسیون جدا می شوند و حلال باقی مانده نیز تبخیر و بازیابی می شود. محصول این مرحله، وکس با درصد روغن بسیار کمتر است که به آن وکس مقیاس (Scale Wax) یا پارافین نیمه تصفیه شده نیز گفته می شود (معمولا 0.5٪ تا 5٪ روغن).
تصفیه و خالص سازی نهایی (Refining)
وکسی که مراحل روغن زدایی را گذرانده، ممکن است هنوز دارای رنگ و بوی نامطلوب و حاوی برخی ناخالصی های جزئی باشد. برای بهبود این ویژگی ها و رسیدن به پارافین کاملا تصفیه شده، مراحل تصفیه نهایی انجام می شود:
- هیدروتریتینگ (Hydrotreating) یا تصفیه با هیدروژن: در این فرایند، وکس مذاب در حضور کاتالیست و تحت فشار بالا، با گاز هیدروژن واکنش داده می شود. این عمل باعث حذف ترکیبات گوگردی، نیتروژنی و اکسیژن دار و همچنین اشباع شدن ترکیبات آروماتیکی باقی مانده می شود. نتیجه این فرآیند، بهبود رنگ، بو و پایداری پارافین است.
- تصفیه با خاک (Clay Treatment): در این روش، وکس مذاب از بستری از خاک های فعال (مانند بنتونیت یا خاک رس فعال) عبور داده می شود. این خاک ها قابلیت جذب ناخالصی های رنگی و برخی ترکیبات قطبی را دارند و باعث شفافیت و بی رنگ شدن پارافین می شوند.
پس از این مراحل، پارافین جامد مذاب، سرد شده و به اشکال مختلفی مانند تخته ای (Slab)، دانه ای (Granule) یا پودری قالب گیری و بسته بندی می شود. کیفیت پارافین جامد نهایی بر اساس معیارهایی مانند درصد روغن، نقطه ذوب، رنگ، بو و سختی سنجیده می شود.
نحوه تولید پارافین مایع صنعتی
پارافین مایع صنعتی، که با نام هایی چون روغن پارافین یا روغن سفید معدنی نیز شناخته می شود، مایعی شفاف، بی رنگ، بی بو و روغنی شکل است. این ماده از هیدروکربن های اشباع شده با ساختار منظم تشکیل شده است. فرآیند تولید پارافین مایع سفید نیز همانند پارافین جامد، از نفت خام آغاز شده و شامل مراحل مختلف پالایش و خالص سازی است.
مراحل اصلی ساخت پارافین مایع صنعتی به شرح زیر است:
پالایش نفت خام
نقطه شروع، تقطیر نفت خام در پالایشگاه ها است. در این فرآیند، برش های مختلف نفتی بر اساس نقطه جوش جدا می شوند. برای تولید پارافین مایع، از ترکیبات نفت سفید (Kerosene) یا ترکیبات سبک روغن دیزل استفاده می شود. این ترکیبات حاوی هیدروکربن هایی با تعداد کربن در محدوده C10 تا C16 (و گاهی بیشتر، بسته به گرید مورد نظر) هستند که در دمای اتاق مایع می باشند.
روش دیگر تولید پارافین مایع، فرآیند فیشر-تروپش (Fischer-Tropsch) است. در این فرآیند، گاز سنتز (مخلوطی از هیدروژن و مونوکسید کربن که از منابعی مانند گاز طبیعی یا زغال سنگ به دست می آید) در حضور کاتالیست به هیدروکربن های مایع، از جمله پارافین مایع، تبدیل می شود.
جداسازی و تقطیر دقیق
ترکیبات نفتی انتخاب شده (مانند نفت سفید) که حاوی مخلوطی از هیدروکربن ها از جمله پارافین ها، نفتن ها و آروماتیک ها است، باید تحت فرآیندهای جداسازی دقیق تری قرار گیرد. هدف این است که زنجیره های پارافینی مورد نظر با طول مشخص جدا شوند. این کار از طریق تقطیر جزء به جزء دقیق انجام می شود تا برشی با دامنه جوش مشخص به دست آید.
خالص سازی و حذف ناخالصی ها
برش پارافینی جدا شده هنوز حاوی ناخالصی هایی مانند ترکیبات گوگردی، نیتروژنی، اکسیژن دار و هیدروکربن های آروماتیک غیراشباع است. این ناخالصی ها می توانند بر رنگ، بو، پایداری و ایمنی پارافین مایع تاثیر منفی بگذارند. بنابراین، مراحل خالص سازی گسترده ای برای حذف آن ها ضروری است:
- هیدروژناسیون (Hydrogenation) یا هیدروتریتینگ (Hydrotreating): این یکی از مهم ترین مراحل در تولید پارافین مایع با کیفیت بالا است. در این فرآیند، برش پارافینی در دما و فشار بالا و در حضور کاتالیست های مخصوص (مانند نیکل، پالادیوم یا پلاتین) با گاز هیدروژن واکنش داده می شود. این فرایند چندین هدف را دنبال می کند:
- حذف ترکیبات گوگردی (Desulfurization)، نیتروژنی و اکسیژن دار.
- اشباع کردن هیدروکربن های آروماتیک و الفین ها (ترکیبات غیراشباع) و تبدیل آن ها به نفتن ها و پارافین های اشباع شده. این عمل پایداری پارافین را به شدت افزایش می دهد و رنگ و بوی آن را بهبود می بخشد.
- تصفیه با اسید سولفوریک (Acid Treatment): گاهی اوقات برای حذف برخی ناخالصی های باقی مانده، به خصوص ترکیبات آروماتیکی و رزینی، از شستشو با اسید سولفوریک غلیظ استفاده می شود. پس از آن، اسید اضافی خنثی سازی و شسته می شود.
- تصفیه با خاک رنگ بر (Clay Treatment): مشابه فرایند تولید پارافین جامد، پارافین مایع نیز ممکن است از بستری از خاک های فعال عبور داده شود تا ناخالصی های رنگی و قطبی باقی مانده جذب شده و محصولی کاملا بی رنگ و شفاف به دست آید.
کنترل کیفیت و تنظیم ویسکوزیته
پس از مراحل خالص سازی، پارافین مایع تولید شده تحت آزمایش های کنترل کیفیت قرار می گیرد تا اطمینان حاصل شود که ویژگی هایی مانند رنگ، بو، شفافیت، ویسکوزیته (گران روی)، نقطه اشتعال و خلوص آن مطابق با استانداردهای مورد نظر است؛ استانداردهایی که برای مثال در تولید پارافین بهداشتی، به دلیل نیاز به خلوص بسیار بالا، از اهمیت ویژه ای برخوردارند.
ویسکوزیته پارافین مایع یکی از خواص مهم آن است و با کنترل ترکیب هیدروکربن های سبک و سنگین در محصول نهایی، می توان ویسکوزیته را برای کاربردهای مختلف تنظیم کرد.پارافین مایع صنعتی با گریدهای مختلفی از نظر ویسکوزیته و درجه خلوص تولید می شود.
روناک شیمی سپهر عرضه کننده مستقیم پارافین
شرکت روناک شیمی سپهر به عنوان یکی از فعالان در زمینه تامین مواد شیمیایی، انواع مختلف پارافین صنعتی، شامل پارافین جامد (واکس پارافین) در گریدهای مختلف و پارافین مایع (روغن پارافین) با درجه خلوص و ویسکوزیته های متفاوت را برای صنایع مصرف کننده در سراسر کشور عرضه می نماید.
ما در روناک شیمی سپهر همواره می کوشیم تا محصولاتی با کیفیت مطلوب را در اختیار مشتریان خود قرار دهیم. برای کسب اطلاعات بیشتر در خصوص مشخصات فنی محصولات پارافینی، شرایط فروش و دریافت مشاوره های تخصصی، می توانید با کارشناسان ما در واحد فروش تماس حاصل فرمایید.
سخن پایانی فرآیند تولید پارافین صنعتی
تولید پارافین(paraffin) صنعتی فرایندی دقیق است که با پالایش نفت خام و جداسازی برش های سنگین حاوی وکس آغاز شده و به تولید اسلک وکس به عنوان ماده میانی می انجامد. این اسلک وکس سپس طی عملیات روغن زدایی، اغلب با حلال و خالص سازی پیشرفته شامل هیدروژناسیون و تصفیه با خاک، به پارافین با خلوص و ویژگی های مطلوب تبدیل می شود. محصول نهایی، جامد یا مایع، متشکل از هیدروکربن های آلکانی اشباع شده، پس از کنترل کیفیت و درجه بندی، برای مصارف متنوع صنعتی چون شمع سازی، پوشش دهی، و روان کاری استفاده می گردد.
سوالات متداول فرآیند تولید پارافین صنعتی
کشورهای تولیدکننده پارافین کدامند؟
چین، هند، ایالات متحده، کشورهای اروپایی (مانند آلمان) و ایران از تولیدکنندگان اصلی پارافین هستند. این کشورها به دلیل دسترسی به منابع نفتی و صنایع پتروشیمی توسعه یافته، در بازار جهانی پارافین نقش مهمی ایفا می کنند و محصولات متنوعی را عرضه می نمایند.
شیوه جداسازی روغن پارافین چگونه است؟
جداسازی روغن پارافین عمدتا از اسلک وکس (slack wax)، محصول جانبی تصفیه روغن پایه، صورت می گیرد. این فرآیند شامل مراحل سرد کردن، تبلور و سپس جداسازی وکس با استفاده از روش هایی مانند حلال زدایی (solvent dewaxing) یا فیلتراسیون تحت فشار است.
انواع پارافین کدامند؟
انواع پارافین شامل پارافین مایع (روغن پارافین) و پارافین جامد است. پارافین جامد خود به دو دسته اصلی ماکروکریستالین (با بلورهای درشت) و میکروکریستالین (با بلورهای ریز) تقسیم شده و بر اساس درجه تصفیه نیز به کاملا تصفیه شده، نیمه تصفیه شده و اسلک وکس طبقه بندی می شود.
مراحل فرایند تولید پارافین به چه صورت است؟
مراحل تولید پارافین شامل جداسازی وکس از برش های روغنی نفت خام (تولید اسلک وکس) است. سپس، فرآیند روغن زدایی (deoiling) برای کاهش درصد روغن و افزایش خلوص وکس انجام می شود. در نهایت، تصفیه نهایی با هیدروژناسیون یا خاک رنگبر برای بهبود رنگ و بو صورت می پذیرد.
پارافین صنعتی چگونه تولید میشود؟
پارافین صنعتی از اسلک وکس، که محصول جانبی تصفیه روغن های روان کننده پایه نفتی است، تولید می شود. این ماده اولیه طی فرایندهای روغن زدایی (deoiling) و تصفیه هایی مانند فیلتراسیون یا استفاده از خاک رنگبر، به پارافین با گریدهای مختلف برای مصارف صنعتی تبدیل می گردد.
