背景及概述

正鏈烷烴又稱直鏈烷烴，指分子中碳原子以無分支直鏈相連、僅含碳碳單鍵與碳?xì)滏I的飽和脂肪烴，是烷烴家族最基礎(chǔ)、產(chǎn)量最大的一類物質(zhì)，石油、天然氣、石蠟的核心組分，在能源、化工、材料領(lǐng)域占據(jù)不可替代的基礎(chǔ)地位。甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、正戊烷直至高碳正構(gòu)石蠟均屬于正鏈烷烴，碳鏈長度決定其理化性質(zhì)與應(yīng)用場景。

特性

隨碳原子數(shù)量遞增，正鏈烷烴物性呈現(xiàn)規(guī)律漸變[1]。低碳（C1–C4）常溫為氣態(tài)，甲烷是天然氣主要燃料；C5–C16常溫為液態(tài)，構(gòu)成汽油、煤油、柴油主體；C17及以上高碳組分常溫呈固態(tài)蠟狀，即工業(yè)石蠟。全部正鏈烷烴均無色、無極性，不溶于水，易溶于烴類、醚類等非極性有機(jī)溶劑；分子無官能團(tuán)，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，常溫下不與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、弱氧化劑反應(yīng)，僅在高溫、催化、光照條件下發(fā)生燃燒、鹵代、裂解、脫氫等反應(yīng)。純品同分異構(gòu)體少，純度高的正構(gòu)產(chǎn)品沸點、熔點固定，分離提純工藝成熟。

圖1 正鏈烷烴的性狀圖

制備

工業(yè)來源以石油分餾為主，原油精餾按碳鏈長短切割不同餾分，再通過分子篩脫蠟、尿素絡(luò)合分離，去除支鏈異構(gòu)烷烴，得到高純度正鏈烷烴。低碳正烷烴多直接作燃料，高碳直鏈組分是合成表面活性劑、塑料增塑劑、脂肪醇的關(guān)鍵原料；同時可經(jīng)催化裂解生產(chǎn)乙烯、丙烯等基礎(chǔ)化工烯烴，是石化產(chǎn)業(yè)鏈源頭砌塊。實驗室中小分子正烷烴可通過鹵代烷還原制備，高碳正構(gòu)烷烴常由脂肪酸脫羧合成。

應(yīng)用

正鏈烷烴的下游應(yīng)用分層清晰。C1–C4氣態(tài)正烷烴作為民用燃?xì)?、工業(yè)燃料，也用于合成氨、甲醇；C5–C12液態(tài)組分調(diào)配車用汽油、溶劑油；C10–C16用于航空煤油、洗滌劑原料；C18以上固態(tài)正構(gòu)石蠟用于蠟燭、防水涂層、橡塑潤滑劑、食品包裝涂覆。此外，高純度正鏈烷烴可作為氣相色譜標(biāo)準(zhǔn)參照物、有機(jī)反應(yīng)惰性溶劑，在醫(yī)藥萃取、聚合物加工中作稀釋助劑。

參考文獻(xiàn)

[1]鄒立壯，王曉玲，王國健，周保學(xué).正鏈烷烴的表面張力與碳原子數(shù)之間的定量關(guān)系.[J]河北師范大學(xué)學(xué)報.1996-06-25.