پارافین Paraffin یک ترکیب هیدروکربنی سیر شده که در آن ، تمامی اتمهای کربن موجود در مولکلول ، با پیوندهای ساده به یکدیگر متصل‌اند و پارفین‌ها یا هیدروکربنهای پارافینی را آلکان نیز می‌گویند. به عبارت دیگر ، مشخصه هیدروکربنهای پارافینی ، اتصال اتمهای کربن بوسیله پیوندهای ساده است، سایر پیوندها نیز با اتمهای هیدروژن ، سیر شده اند. فرمول عمومی پارافینها C<sub<n< sub=””>H_2n+2 است.

ساده ترین پارافین

ساده‌ترین پارافین ، متان ( CH₄ ) است که سری همرده متعاقب آن ، عبارتند از: اتان ، پروپان ، n- بوتان ، i- بوتان ، n- پنتان ، i- پنتان ، نئوپنتان و غیره.

پارافین‌های بزرگتر و عدد اکتان موتور

در صورتی‌که تعداد اتمهای کربن در مولکول ، بیش از 3 باشد، ممکن است چند هیدروکربن حاوی تعداد مساوی اتمهای کربن و هیدروژن با ساختارهای متفاوت وجود داشته باشد. علت این امر ، آن است که کربن نه‌تنها قادر به ایجاد زنجیر است، بلکه می‌تواند زنجیرهای تک‌شاخه‌ای یا دو شاخه‌ای تشکیل داده، همپارش‌هایی بوجود آورد که خواصشان بطور محسوس با یکدیگر تفاوت دارند. بعنوان مثال ، عدد اکتان موتور ، در مورد n- اکتان ، مساوی 17 در مورد ایزواکتان (2، 2 و 4- تری متیل پنتان) مساوی 100 است.

تعداد همپارش‌ها در پارافین

تعداد همپارش‌های ممکن بر اثر افزایش تعداد اتمهای کربن ، بر مبنای تصاعد هندسی افزایش می‌یابد. برای بوتان ، 2 همپار پارافینی و برای پنتان ، سه همپار وجود دارد و هرگاه تعداد اتمهای کربن ، به هشت برسد، 17 همپار ساختاری برای اکتان وجود خواهد داشت و در عین حال، تعداد اتمهای کربن به 18 افزایش می‌یابد. برای ستان 60533 همپار وجود دارد.
نفت خام دارای مولکولهایی است که تا 70 اتم کربن دارند، بنابراین تعداد هیدروکربنهای پارافینی ممکن بسیار زیاد است.

سیکلوپارافین یا نفتن

هیدروکربنهای سیکلوپارافینی‌ای که تمام پیوندهای آزاد اتمهای کربن آنها با هیدروژن ، سیر شده‌اند، نفتن نامیده می‌شوند. در نفت خام ، انواع بسیاری از نفتن‌‌ها وجود دارد. ولی بجز در مورد ترکیبهای دارای جرم مولکولی اندک ، نظیر سیکلوپنتان و سیکلوهگزان ، معمولا بصورت ترکیبهای جداگانه تفکیک نمی‌شوند.
طبقه بندی آنها با توجه به گستره نقاط جوش صورت می‌گیرد و خواص آنها بکمک عوامل همبستگی نظیر عامل K_w یا CI تعیین می‌شود.

کراکینگ پارافینها

کراکینگ کاتالیزی پارافینها ، دارای مشخصات زیر است:
تولید مقادیر زیاد هیدروکربنهای C₄ و C₃ در گازهای کراکینگ شده ، سرعت‌ها و فراورده‌های واکنش که بوسیله اندازه و ساختار پارافین‌ها تعیین می‌شود و همپارش به ساختارهای شاخه‌دار و تشکیل هیدروکربن‌های آروماتیک در نتیجه واکنشهای ثانوی با اولفینها.
تاثیر کاتالیزگر بر سرعت واکنش با افزایش تعداد اتمهای کربن مولکول بیشتر می‌شود، ولی این تاثیر تا زمانی که تعداد اتمهای کربن دست‌کم به شش نرسیده باشد، قابل توجه نیست.

• تاثیر ساختار مولکول بر سرعت کراکینگ: ساختار مولکول نیز بر سرعت واکنش کراکینگ تاثیر می‌گذارد، بدین معنی که مولکولهایی که دارای اتمهای کربن نوع سوم هستند، با راحتی بیشتری می‌شکنند، در حالی‌که اتمهای کربن نوع چهارم ، مقاوم‌ترین ساختارها هستند. ترکیباتی که دارای هر دو نوع اتم کربن هستند، یک به یک تمایل به خنثی کردن همدیگر دارند. به عنوان مثال، 2، 2، 4- تری متیل پنتان (یک اتم کربن نوع سوم و یک اتم کربن نوع چهارم) با سرعت کمتر از n- دودکان می شکند.

تولید پارافین‌های نرمال در پالایشگاه

پارافین‌های نرمال به روش جذب فاز بخار برشهای نفتی بر روی غربالهای مولکولی با میانگین تخلخل 5 آنگستروم بدست می‌آیند. جذب در فاز بخار در فشارهای پنج تا ده psig ( سی و پنج تا شصت و نه KPa )و در دمای 300 تا 350 درجه سانتی‌گراد یا 575 تا 650 درجه فارینهایت انجام می‌شود. از آمونیاک برای واجذب پارافین‌های نرمال استفاده می‌شود.
عملیات نیمه مداوم با استفاده از دو بستر غربال مولکولی پنج آنگستروم این امکان را می‌دهد که یک بستر برای جذب بکار گرفته شود و بستر دیگر در حال واجذب باشد. غربال مولکول بتدریج ظرفیت خود را بدلیل آلودگی با فراورده های بسیاری از دست می‌دهد که آنگاه با احتراق کنترل شده هیدروکربنهای سنگین احیا می‌شود. معمولا احیا پس از 12 ماه فعالیت غربال مولکولی انجام می‌پذیرد.
بزرگترین تقاضا برای پارافین‌های نرمال ، تولید شوینده‌های فروپاشی پذیر بروش زیستی ( biodegradable ) است که در تهیه آن از پارافین‌های راست زنجیر با 11 تا 14 اتم کربن استفاده می‌شود. این پارافین‌ها بعنوان خوراک صنایع پتروشیمی استفاده می‌شوند.

تولید پارافینهای حلقوی در پالایشگاه

پارافین‌های حلقوی ، معمولا از هیدروژن‌دار کردن آروماتیکهای مربوطه تهیه می‌شوند. سیکلوهگزان از هیدروژن‌دار کردن بنزن بدست می‌آید. در این رابطه ، فرآیندهای متعددی به ثبت رسیده‌اند. هیدروژن‌دار کردن بنزن بر روی پلاتین یا نیکل رانی بر روی پایه آلومین یا سیلیس- آلومین صورت می‌گیرد. هیدروژن دار کردن ، یک واکنش شدیدا گرمازا است و به ازای هر پوند بنزن تبدیل شده به سیکلوهگزان ، 640Btu) 1150Lcal/Kg) گرما ایجاد می‌شود. دمای واکنشگاه از طریق بازگردانی و تزریق بخشی از فراورده سیکلوهگزان به درون واکنشگاه تنظیم می‌شود.