Ванилин
Ванилин — это ароматическое соединение, органическое вещество с запахом ванили. В природе оно содержится в семенах ванильных стручков, однако выделение натуральных образцов крайне трудоемко и затратно.
В связи с этим популярен промышленный вид синтеза из гваякола. Так называется бесцветное или бледно-желтое органическое соединение, которое можно получить из смолистых остатков нефти или древесины. Через несколько сложных химических реакций его окисляют, из получившегося порошка формируется ванилин.
Ванилин используется:
- в пищевой промышленности: ароматизация конфет, выпечки, мороженого (до 90% коммерческих добавок);
- в парфюмерии: в качестве базовой ноты, смешивается с другими ароматическими соединениями;
- в фармацевтике: маскировка резкого вкуса лекарств.
Шины
Шины делали из коры каучукового дерева, но сезонность, цена и колебания урожайности вынудили человечество перейти на синтетические аналоги. Из побочных продуктов нефти создают полимеры, добавляют немного натурального каучука, сажу и серу для вулканизации.
Высокое сопротивление к истиранию обеспечивает долгий срок службы, а устойчивость к низким температурам улучшает сцепление и безопасность. Ежегодно производится более 3 млрд шин. Главная проблема в том, что синтетические аналоги разлагаются несколько сотен лет. В связи с этим приоритет автомобильной отрасли — развитие технологий утилизации, переработки шин в резиновую крошку и топливный компонент.
Аспирин
Активный компонент самой популярной таблетки мира — салициловая кислота. Ее производили еще в древности из коры ивы, но сильное раздражающее действие ограничивало применение.
В современном мире аспирин производят из соединений нефти. После этого его «приправляют» уксусным ангидридом (бесцветная жидкость с резким запахом), после чего получается ацетилсалицилат. Аспирин используется как обезболивающее и жаропонижающее средство. Остатки уксусного ангидрида частично возвращают в производство, а кислые стоки нейтрализуют.
Пластики и полимеры
Когда сырая нефть попадает на завод, ее сначала нагревают и разделяют на части по тому, как быстро они кипят, этот процесс называют фракционированием. Легкие фракции, похожие на газ, содержат молекулы, из которых потом делают первые «кирпичики» для пластика.
Самые простые «строительные блоки» — это этилен и пропилен. Их получают, нагревая часть нефти до очень высоких температур, чтобы большие молекулы распались на более мелкие. Получив этилен или пропилен в чистом виде, их дальше отправляют на полимеризацию — процесс, при котором тысячи одинаковых молекул соединяются в одну длинную цепочку.
«Полимеры получают реакцией соединения мономеров. Если говорить простым языком, то это бусы, где бусины — это мономеры. При получении полимеров не меняется состав. То есть какие атомы были в веществе, такие и остаются. Меняется только их количество. И в зависимости от количества мономеров меняются их свойства», — объяснила «РБК Трендам» начальник лаборатории наливной станции «Нагорная» АО «Транснефть — Верхняя Волга» Алина Мусина.
В результате полимеризации получают разные виды пластика. Если соединить много этилена, получится полиэтилен — из него делают пленки и пакеты. Если же берут пропилен, получают полипропилен — из него делают более жесткие детали, например крышки для бутылок или автомобильные запчасти.
После полимеризации пластик еще дополняют разными добавками: красителями, веществами, чтобы он не ломался на морозе или не горел слишком легко. Готовый гранулированный пластик упаковывают и отправляют на фабрики, где его плавят и формуют в пленки, бутылки, игрушки, трубы и т. д. В мире ежегодно производится более 380 млн т пластика. А в Мировой океан каждый год попадает около 8 млн т предметов из этого материала: бутылки, пакеты, рыболовные сети.
Нейлон
Ткани и нити из нейлона, полиэстера и других полимеров получают из промышленных материалов, которые получают при синтезе нефти. Они прочные, упругие и почти не мнутся, их используют в одежде, коврах и бутылках. Проблема в том, что такие нити практически не разлагаются в природе.
Растворители и химические реагенты
Из легкой и летучей фракций нефти получают сырье для самых распространенных растворителей.
Ацетон делают из пропилена и бензола — продуктов крекинга нефти. Их окисляют кислородом и на выходе получают смесь, из которой выделяют чистый ацетон. Это очень удобный растворитель: он легко испаряется, быстро растворяет смолы и старые краски, поэтому его часто используют в лакокрасочной промышленности, косметике (для снятия лака с ногтей) и для очистки оборудования в лабораториях.
Толуол и ксилолы получают из переработанной нефти. Эти жидкости хорошо растворяют масла, смолы и полимеры, поэтому их применяют в красках и при промывке деталей.
Метанол получают из синтез-газа — смеси водорода и монооксида углерода, которую получают при переработке нефтяных газов. Метанол используют и как реактив в химических реакциях, и в производстве формальдегида, и в качестве промышленного топлива.
Эти растворители при испарении выбрасывают в воздух летучие органические соединения (ЛОС), которые могут усиливать образование смога и вредить здоровью. Чтобы снизить эти риски, на производствах ставят очистку выбросов, а в некоторых случаях переходят на водорастворимые аналоги.
Асфальт и битум
После снятия бензина, керосина и дизеля с нефти остается густой темный остаток — это основа для битума и асфальта.
Битум получают из самых тяжелых остатков нефти:
- отделяют мельчайшие летучие частицы и запахи, чтобы не было вредных испарений;
- при необходимости «вдувают» воздух в горячий битум (процесс окисления), чтобы сделать его более твердым и пластичным одновременно;
- иногда добавляют резиновые или пластиковые добавки, чтобы битум дольше не трескалcя на морозе и не размягчался под солнцем.
Асфальт — это смесь битума и мелкого каменного щебня:
- щебень и песок тщательно просушивают;
- смешивают с горячим битумом в точных пропорциях, чтобы каждая крупинка была покрыта связующим веществом;
- готовую смесь транспортируют на дороги и укладывают горячей, утрамбовывая дорожно-строительными катками.
Основное применение — дорожное покрытие. Асфальт получается ровным, бесшовным и хорошо держит машины даже при большом весе. Битум также применяют для гидроизоляции крыш, фундаментов и мостов: он не пропускает воду и не боится сырости. Для поддержания безотходного производства старый асфальт дробят и снова добавляют в новые смеси.
Парфюмерия и косметика
Из нефти получают простую молекулу бензола и похожие на нее вещества — основу для многих искусственных ароматов. Эти молекулы видоизменяют в разные вариации (альдегиды, спирты, сложные эфиры), чтобы получить цветочный, цитрусовый или другой запах.
Изопропиловый спирт делают из пропилена (продукта разделения нефти). Он быстро испаряется и бережно открывает аромат, не оставляя запаха самого спирта. Также из этого вещества создают пропиленгликоль, который удерживает в духах более тяжелые ноты и помогает равномерно распределять запах по коже.
Тяжелые промышленные соединения могут негативно влиять на чувствительность кожи. Более того, после использования синтетические остатки попадают в природу. В связи с этим разрабатываются более экологичные парфюмерные решения на основе дрожжей и бактерий.
Также путем переработки нефти получают минеральное масло. Оно является очищенным продуктом и не содержит загрязняющих примесей, присутствующих в сырой нефти. В процессе производства используют дистилляцию и дальнейшую очистку, чтобы получить безопасное для использования в косметике вещество.
Минеральное масло добавляют в косметику по нескольким причинам.
- Увлажнение: оно образует барьер на коже, который предотвращает потерю влаги и помогает удерживать ее в коже, что делает его эффективным увлажняющим средством.
- Защита: благодаря способности образовывать водоотталкивающий слой, оно защищает кожу от внешних воздействий.
- Нейтральность: минеральное масло гипоаллергенно и обычно не вызывает раздражения, что делает его подходящим для использования в продуктах для чувствительной кожи.
- Стабильность: оно является стабильным соединением, которое не окисляется и не портится быстро, что увеличивает срок годности косметических продуктов.
Минеральное масло часто обсуждается в контексте комедогенности (свойства забивать/загрязнять поры и провоцировать возникновение угрей и прыщей), однако высокоочищенное минеральное масло, которое обычно используется в косметике, как правило, не является комедогенным и считается безопасным для большинства типов кожи. Но все же индивидуальные реакции могут различаться, и некоторые люди могут заметить, что их кожа реагирует на минеральное масло образованием комедонов. Как всегда, лучше тестировать новые продукты на небольшом участке тела, особенно если у вас склонность к акне.
➤ Подписывайтесь на телеграм-канал «РБК Трендов» — будьте в курсе последних тенденций в науке, бизнесе, обществе и технологиях.