石蜡（由固态高级烷烃组成的有机混合物）
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更新时间：2023-05-23
石蜡
由固态高级烷烃组成的有机混合物
石蜡(英文: Paraffin Wax)又称硬石蜡, 矿蜡, 白蜡, 蜡料子, 固体石蜡，是以石油或页岩油中的各种固体烃混合物为原料精制而得的化合物。其分子式可表示为CₙH2ₙ₊₂，主要组分为C₁₈-C₃₀的直链烷烃，还有少量带个别支链的烷烃和带长侧链的单环环烷烃。石蜡中还会含一些杂环化合物，如吡啶、吡咯、噻吩等。石蜡外观为有蜡状光泽的透明固体, 呈片状结晶，纯品呈白色，含杂质则呈黄色，手触之有油腻感，无臭无味，不溶于水，微溶于醇、酮，易溶于乙醚、苯、氯仿、四氯化碳、石油醚、二硫化碳及矿物油和多数植物油，遇热会熔化，还具有很大的可塑性、黏稠性和延伸性。石蜡的化学性质较稳定，不易与无机酸、碱类、卤素、氧化剂及还原剂等发生作用，在紫外线的照射下色泽会变黄。石蜡遇高热会燃烧分解，燃烧时发光焰。在特定条件下可被氧化，色泽变黑，分解生成酸、酯和微量的醛、酮等。石蜡按加工深度不同，可分为粗石蜡(黄石蜡)、半精制石蜡(白石蜡)、全精制石蜡(精白蜡)、食品用石蜡及皂用蜡。石蜡的应用广泛，可在医药、生物、食品、化工、纺织、造纸、日化、材料、橡胶、钢铁或冶金等领域发挥其作用。石蜡不被机体所消化吸收，少量的石蜡几乎是无毒的，但大量长期接触则会对人体健康造成影响。
基本信息
中文名
石蜡
英文名
Paraffin Wax
别名
硬石蜡, 矿蜡, 白蜡, 蜡料子, 固体石蜡
拼音
Shí là
CAS编号
8002-74-2
性质
化学式
CnH2n+2
摩尔质量
360-540 g/mol
外观
有蜡状光泽的透明晶体, 纯品呈白色，含杂质呈黄色
气味
无臭无味
密度
0.87-0.92(相对密度)
熔点
50-70 ℃
沸点
370 ℃
溶解性
不溶于水，微溶于醇、酮，易溶于乙醚、苯、氯仿、四氯化碳、石油醚、二硫化碳及矿物油和多数植物油
黏度
48 Pa·s(20 ℃), 100 Pa·s(50 ℃)
危险性
闪点
199 ℃
自燃温度
245-473 ℃
历史
1809年，德国化学家丹尼尔·富克斯(Daniel Fox)从德国特格恩塞的石油中鉴定出几种固体的碳氢化合物；1819年前，德国化学家爱德华·毕希纳(Eduard Buchner)将该种碳氢化合物分离出来且纯度极高；1830年，德国化学家卡尔·赖兴巴赫(Carl Reichenbach)从木焦油获得了这种物质，并在其发表的一篇文章里把这种亲合力微弱的产物命名为石蜡；同时期，爱丁堡的克里斯蒂森博士(Dr. Christiansen)提出将石蜡称为Petrolin，但不为公众所接受；1850年，苏格兰化学家詹姆士·扬(James Young)获得了一项由烟煤制取石蜡的专利，即先将烟煤弄碎，然后置于蒸馏器中加热蒸馏即可制得石蜡。1848年，苏格兰化学家詹姆士·扬(James Young)在采矿场工作时注意到，石油正在从煤矿的天花板上泄漏出来。他由此推断可以从煤炭中提取石蜡；1850年，杨和他的搭档爱德华·宾尼(Edward Binney)和爱德华·梅尔德鲁姆(Edward Meldrum)为这种特殊的方法申请了专利，即先将烟煤弄碎，然后置于蒸馏器中加热蒸馏即可制得石蜡。
理化性质
物质组成
石蜡的分子式可表示为CₙH2ₙ₊₂，其中n=17-35，主要组分为C₁₈-C₃₀的直链烷烃，如正二十二烷(CzHas)和正二十八烷(CzgHu)等，还有少量带个别支链的烷烃和带长侧链的单环环烷烃。石蜡中还会含一些杂环化合物，如吡啶、吡咯、噻吩等。随着石蜡的分子量、沸点和熔点的增高，组成的正构烷烃会减少，而异构烷烃和固体烷烃则会增多。
物理性质
石蜡外观为有蜡状光泽的透明固体, 呈片状结晶，纯品呈白色，含杂质则呈黄色，手触之有油腻感，无臭无味，不溶于水，微溶于醇、酮，易溶于乙醚、苯、氯仿、四氯化碳、石油醚、二硫化碳及矿物油和多数植物油，遇热会熔化。石蜡的分子量在360-540之间，熔点为50-70℃，沸点为300-550℃，相对密度为0.87-0.92，比重为0.88-0.94。
石蜡具有很大的可塑性和延伸性，随着热能的放散和冷却，石蜡可逐渐变硬，体积可缩小10%-20%。石蜡具有良好的储热性，其比热容为0.5-0.78 cal/(g·℃)，导热系数为0.00059，每千克石蜡熔解或凝固时，吸收或放出的热(熔解热或凝固热)平均为39 cal。蜡层越厚，熔解石蜡的温度越高，由液态变为固态的过程越慢，保存温热的能力就越强。石蜡具有不同的硬度，熔点越高，硬度越大大，熔点越低，硬度越小；含碳越多，硬度越大；含碳越少，硬度越小。石蜡具有黏稠性，其黏度为48 Pa·s(20 ℃)、100 Pa·s(50 ℃)，但熔融时石蜡的黏度很低，有结晶和成膜的特性，但膜易脆裂。
化学性质
石蜡的化学性质较稳定，不易与无机酸、碱类、卤素、氧化剂及还原剂等发生作用，在紫外线的照射下色泽会变黄。石蜡遇高热会燃烧分解，燃烧时发光焰。石蜡在特定条件下可被氧化，其中的碳氢化合物与空气中的氧发生化学结合，色泽变黑，分解生成酸、酯和微量的醛、酮等。由于酸的形成，可使蜡味变质，强度降低，并损失其拒水值。在高温和长时间暴露于空气中能加速氧化作用的进行。
制备方法
以含油蜡为原料制备石蜡
石蜡可由石油或页岩油蒸馏后的残留物(如含油蜡)经由溶剂法、发汗法或酸处理法制得。
溶剂法
发汗法
发汗法是先将含油蜡熔化并浇注成蜡块，然后将熔化的含油蜡泵送至发汗皿中，在盘管中泵进冷水使蜡凝固。蜡凝固之后，将水从发汗皿的底部排掉，凝固的含油蜡块则留在网板上。然后向发汗皿的盘管送入热水将蜡块逐渐加热，排出发汗皿中的液体后，将蒸汽通入盘管使蜡熔化后取出，再用硫酸处理加以精制，然后将此反应混合物冷却，蜡即凝固。凝固的蜡经水和碳酸钠洗涤后再发汗一次即可制得石蜡成品。
酸处理法
酸处理法是将含油蜡压榨使油从蜡中流出，再将压榨后的含油蜡送入中和器，升温并用硫酸中和使杂质浮出，接着将此混合物送至脱色罐中，用少量的活性白土脱色剂加以处理，随后经压滤机将杂质压成饼状弃去。滤液进入溶液罐后，蜡在罐内与甲乙酮混合并再度过滤。然后将溶液经蒸发器加热，石蜡以熔融状态留在蒸发器内。将熔融的石蜡倒入模具中成型并在混凝土冷却罐中冷却即得石蜡成品。其反应流程图如下：
酸处理法制备石蜡工艺流程图
费-托法制备石蜡
费﹣托法(Fischer-Tropsch process)制备是由一氧化碳和氢接触合成石蜡，碳氢化合物的混合物和低分子质量部分经蒸馏法除去，其他部分经氢化和用活性炭进一步作渗滤处理后，即可制得石蜡成品。
应用领域
石蜡的应用广泛，可在医药、生物、食品、化工、纺织、造纸、日化、材料、橡胶、钢铁或冶金等领域发挥其作用。
医药领域
石蜡可用于医药领域。其可用于石蜡疗法，利用加热熔解的石蜡作为传导热介质，敷于局部将热能传导到机体，达到治疗目的，具有促进血液循环、消除炎症、镇痛消肿等功效。可帮助治疗神经系统疾病如周围神经外伤、周围神经麻痹、神经炎、神经性皮炎、神经痛等；外科疾病如手足肌腱韧带炎、颈椎病、腰椎间盘突出症、肩周炎、腰背肌筋膜炎、软组织扭挫伤恢复期、腱鞘炎滑囊炎、慢性关节炎、外伤性关节疾病术后、烧伤后、冻伤后软组织粘连癫痕及关节挛缩、关节纤维性强直等；内科疾病如慢性胃肠炎、胃或十二指肠溃疡、慢性肝炎、慢性胆囊炎、慢性盆腔炎等。液体石蜡可作轻泻或缓泻药，因其不被消化和吸收，能使粪便变软，同时润滑肠壁，使粪便易于排出，在治疗粪块嵌塞时直肠内应用特别有效，可用于治疗痔疮、高血压、动脉瘤、心力衰竭病人及年老体弱者的便秘，以及预防手术后的排便困难。但长期使用会妨碍脂溶性维生素和钙、磷等的吸收。此外，石蜡对大多数药物性质稳定，在制药中可作软膏硬化剂，用于提高软膏基质稠度，以达到调节基质稠度的目的，常与凡士林混合使用。此外还可作包衣材料，或作油膏以增高药物熔点。石蜡作兽药可用于治疗牛慢性跋气、猪便秘、猪胃扩张、新生仔畜便秘、马积砂症等。
生物领域
石蜡可用于生物领域。其可用于制作石蜡组织切片，是组织学、病理学、组织化学工作中经常使用的技术。组织经固定、脱水、透明、浸蜡、包埋、切片后即获得标本。石蜡切片结构清晰，适宜长期保存，还适合做连续切片。石蜡还可用于保存细胞，在试管斜面菌落上灌注液体石蜡可隔绝氧气，防止培养基水分蒸发，抑制菌丝的代谢，推迟细胞衰老，从而达到保藏的目的。
食品领域
石蜡可作食品添加剂。因其具有良好的隔离性能，可作被膜剂。中国《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》(GB 2760-2014)还规定，石蜡在糖果、焙烤食品加工工艺中可用作脱膜剂。如生产仁丹香糖时，将成型后的糖用石蜡抛光，可使糖粒光亮似珍珠，且可防止挥发性物质损失，保证产品质量。此外，石蜡还可用于食品上光、防粘、消泡、密封和食品机械的润滑等。石蜡的商品分为食用级和工业级两种，若用工业级石蜡去生产食品则是一种违法行为。
化工领域
石蜡可用于化工领域。用石蜡发汗和苯酮脱蜡装置可生产微晶石蜡。石蜡半成品在用白土精制后，将微晶石蜡进行催化加氢、催化剂预硫化结束后，引原料蜡进入加氢反应器，在一定温度条件下反应即可生产优质微晶石蜡。在石蜡中加入氧化聚乙烯蜡、硬脂酸和有机碱进行改性和皂化，然后加入乳化剂，用递转乳化法即可制得O/W型PS石蜡乳液。其工艺流程如下。石蜡在高锰酸钾及少量硬脂酸锰催化剂存在下，在一定温度下以空气进行液相氧化可制得高级脂肪酸(制皂原料)、高级醇和高级醛，其工艺流程图如下。此外，石蜡还可用于合成氯烃-70、烷基苯磺酸盐、脂肪酸盐、脂肪胺等。
石蜡制备O/W型PS石蜡乳液工艺流程图
石蜡制备高级脂肪酸工艺流程图
纺织领域
石蜡可用于纺织领域。石蜡﹣铝皂复合材料广泛应用于织物的非耐久性拒水整理。石蜡还可作针织品绒料的后处理剂。由于针织品绒料在加工过程中由于绒料经漂染加工后，去除了棉纤维本身所含有的大部分油蜡、脂肪等，会发生起毛不良的疵病，在起毛时导致起毛机针和棉纤维发生较大的摩擦力，因而减少了起毛应有的效果，应用石蜡乳化液作针织绒料后处理，就可改进起毛效果，增强针织品柔软手感。石蜡还可作纱线润滑剂，用于织造棉织物的纱线打蜡，增加润滑，减少断头。还可与松香、照相明胶、硬脂酸、硫酸铝、冰醋酸、石灰、甲醛、烧碱等原料组成蜡质防雨浆，加工成品防水效果良好。将石蜡经加热熔化后，涂于试剂或染料样品瓶颈口，加以封密可防止空气侵入氧化试剂或染料样品造成变质。此外，石蜡还可用于制备柔软剂101等。
造纸领域
石蜡可用于造纸领域。其可用于纸张的热熔涂布以生产某些食品包装纸、耐脂纸、卡片纸板等。使用石蜡热熔涂布具有经济、燃烧性低、迅速干燥和热封性质等优点。石蜡还可用作纸或纸板的胶粘剂，使用石蜡的目的是使水分或蒸气不渗透至其他层纸或纸板中。为使石蜡符合层压要求，可加入各种改性剂，以提高其工作性质。如改性酚醛树脂、改性松香衍生物可改善其粘合性和低温可揉性；异丁橡胶可增加其粘度，以减少高温脫层；聚乙烯等聚合物供某些层压纸板如绝缘性等的特殊需要。
日化领域
石蜡可用于日化领域。如在软膏类物质生产中作赋形剂，能增加软膏硬度，对软膏硬度起调节作用。石蜡还可用于合成洗涤剂生产中所需的表面活性剂，具有优良的去污性和洗涤效果。还可作为油脂用于护肤品如清洁霜、清洁面膜的生产中，如将石蜡与牛油酯、甘油酯混合可配制出热带气候使用的软膏。此外，石蜡还可用于生产防水剂、润滑油、香料浸出剂，用于化装品封盖等。
材料领域
石墨可用于材料领域。将石蜡作为有机相变储能材料，膨胀石墨(EG)、多层石墨烯(MGN)、碳粉(GP)和多壁碳纳米管(MWCNT)等碳材料作为传热强化材料，可制备石蜡/碳材料复合相变储能材料。石蜡具有理想的熔解热。但导热性较差，单位体积蓄热能力差，由此可在石蜡中埋入高导热的金属网状物或金属粉末加以改善。石蜡作为蓄热相变材料具有无过冷及析出现象，性能稳定，无毒，无腐蚀性，价格便宜等优点。此外，石蜡还可用于生产电绝缘材料等。
橡胶领域
石蜡可用于橡胶领域。广泛用作各种塑料的润滑剂和脱模剂，外部润滑作用强，制品表面光泽。其在硬质聚氯乙烯中使用较多，适用于单螺杆和双螺杆挤塑，但由于相溶性差、稳定性低，用量不宜过大，常与内部润滑剂并用。石蜡也可在橡胶工业中用作物理防老剂，也有一定的润滑和软化作用。此外，石蜡还可用于乙烯、醋酸乙烯共聚胶粘结配方中，用作氧化铝等载体成型的基体粘合剂等。
钢铁、冶金领域
石蜡可用于钢铁和冶金领域。钢铁磷化膜、铝及铝合金阳极氧化膜的后处理可用熔融石蜡进行浸渍封闭，以提高膜层的防护能力。石蜡在冶金中可用于石蜡法选金，其原理是在70℃左右的矿浆中液态石蜡在金颗粒上选择性黏附，在随后冷却的矿浆中液态石蜡固化，金颗粒包含在固体石蜡相中而与其他矿物和脉石矿物分离。该工艺过程简单，操作方便，成本低，不污染环境，适宜于回收单体解离的各种粒度的金，是一种无污染的选金技术。
其他应用
除上述应用外，石蜡还可用于生产火柴、蜡烛，用于电镀蜡版模以及重革的热加脂。还可与植物蜡、蒙旦蜡和蜂蜡一起用于地板上光剂等。
安全事宜
职业接触极限
2 ppm(TLV-TWA)
健康危害
石蜡不被机体所消化吸收，少量的石蜡几乎是无毒的，但大量长期接触则造成食欲减退，脂溶性物质吸收减少，发生消化器官及肝脏的障碍。石蜡急性中毒主要表现为麻醉作用，如头晕、头痛、乏力及呕吐、腹泻和咳嗽；慢性中毒除引起神经衰弱症候群症状外，还可影响肝和肾。接触石蜡也可发生过敏性反应，能引起慢性皮炎、蜡市、毛囊炎、粉刺、黑皮病、丘疹及角化过度，还可引起阴囊癌、鳞屑细胞癌等。典型由石蜡引起的疾病为石蜡馏。石蜡可以通过开裂部位或截骨处进入皮下组织或肌肉，引起肉芽肿性反应形成石蜡瘤，其典型的临床表现为坚硬且进展缓慢的肿胀。
石蜡中含有一定量的杂环化合物，主要是吡啶、吡咯、噻吩等，具有一定的致癌性。如石蜡在加温熔化时可释放出苯并芘气体，扩散到空气中可经呼吸系统进入人体引起损害，活化的苯并芘能与机体细胞内的DNA结合而导致细胞的癌变。
其他危害
在水下作业的管道中，随着温度的降低可形成石蜡沉积，水下生产设备和管道极易受到石蜡沉积物的影响，若得不到有效地控制，石蜡沉积物会随时间的增长而增加，并造成生产中断、产量减少，甚至使整个管道发生完全堵塞。由此可采用管道清理、管道隔热和加热、注入抑制剂和连续管道技术等方法来清楚石蜡沉积。
急救措施
皮肤接触 | 用水冲洗并及时就医 |
眼睛接触 | 用水冲洗并及时就医 |
吸入 | 将受害者移至新鲜空气处并及时就医 |
摄入 | 饮入足量水，催吐并及时就医 |
消防措施
石蜡可燃，遇高温明火有引起燃烧的危险，其自燃温度为245-473 ℃，着火时可使用二氧化碳、干粉、泡沫、水雾及四氯化碳等灭火剂。
泄露处理
少量石蜡固体泄露可用铲子收集，大量泄露可在围堵后，用铲、桶等工具进行收集。
储存与贮运
石蜡在储存和运输过程中要避免与明火接近，以免发生火灾。搬运时防止脱口散漏，在炎热气候不可于阳光下曝晒，否则石蜡会熔化发软造成粘包现象。石蜡应储存于阴凉低温、通风、干燥的库房中，隔绝火、热、电源，与氧化剂分开储存。
