（化学工程专业论文）特种蜡调合工艺研究及应用.pdf

摘要 本文研究了以南阳石蜡精细化工厂的基础蜡为原料进行特种蜡生产的调 合工艺，从利用南阳石蜡精细化工厂所炼制的原油含蜡量高的资源优势角度 出发，开发精细化特种蜡产品的生产，从而提高蜡产品的附加值，抢占特种 蜡市场，达到进一步提升企业竞争力的目的。 通过对目前国内外蜡产品市场的研究，分析确定了特种蜡调合装置建设 的技术经济可行性。依托试验室内对特种蜡产品研究的成果，采用实际的工 业试生产方式，研究针对炸药用螨、乳化蜡、精密铸造蜡、橡胶防护蜡等不 同特种蜡产品的生产流程和生产设备，通过分析各种影响因素，摸索总结出 特种蜡生产的经验和规律，并在此基础上，设计和建设特种蜡调合工业生产 装置，以期达到工业生产流程合理，生产设备操作简便、可靠，项目投资经 济适度，以及生产调整灵活度高的建设目标。 由于目前国内特种蜡市场和实际大批量生产均处于起步阶段，本文研究 以南阳石蜡精细化工厂的基础蜡为原料进行特种蜡工业化试生产的成功，不 仅为南阳石蜡精细化工厂特种蜡调合装置建设提供了科学基础，同时填补了 国内特种蜡工业化批量生产的空白，为特种蜡生产工艺的发展积累了宝贵的 经验，对炼油加工企业具有重要的借鉴作用和意义。 关键词：特种蜡，市场，调合，工艺，工业生产 a bs t r a c t t h i sp a p e rs t u d i e st h ec o n c o c t i o nt e c h n i q u eo f s p e c i a lt y p ew a k e s ( s t w s ) u s i n g t h eb a s ew a xf r o mt h en a n y a n gw a xf i n ec h e m i c a lp l a n t ( n w f c p ) ，h e n a np r o v i n c e ， c h i n a , a st h er a wm a t e r i a l ，t h ep u r p o s ei st oi n c r e a s et h ea d d e dv a l u e sa n dt h e i r m a r k e ts h a r e st h r o u g hd e v e l o p i n gn e wp r o d u c t so ff i n es t w t h u se n h a n c et h e e n t e r p r i s e sc o m p e t i t i v ec a p a c i t y ，i no r d e rt ot a k ea d v a n t a g eo ft h eh i 曲c o n c e n t r a t i o n o f w a x e si nt h ec r u d eo i lr e f i n e db yn w f c p t h et e c h n o e c o n o m i cf e a s i b i l i t yo fas t wc o n c o c t i n gd e v i c ei se s t a b l i s h e d t h r o u g hat h o r o u g hw a xm a r k e ta n a l y s i s ，b o t hi n t e r n a t i o n a la n dd o m e s t i c b a s e do n r e s u l t sf r o ml a br e s e a r c h ，ap r o t o t y p ei n d u s t r i a lp r o d u c t i o ni sc o n d u c t e dt ot e s tt h e p r o c e s sf l o wm a df a c i l i t i e sf o rv a r i o u s l d n d so fs t w ss u c ha st h o s ef o re x p l o s i v e s m u l s i f i e d w a x ，c a s t i n gw a x ，a n dr u b b e r - p r o t e c t i v ew a x e s ，e t c t h r o u g h e x p e r i m e n t i n ga n da n a l y z i n gv a r i o u sc o m p o n e n t sa n df a c t o r s ，p r o c e d u r e sa n dp a t t e r n s o f t h es t w p r o d u c t i o na r eg e n e r a l i z e da n ds u m m e du p m o r e o v e r , as t wc o n c o c t i n g d e v i c ei sd e s i g n e da n dc o n s t r u c t e dw i t ht h eo b j e c t i v e so fa c h i e v i n gal o g i c a lp r o c e s s f l o wf o ri n d u s t r i a l p r o d u c t i o n ，a f f o r d a b l ep r o j c o tc o s t f o re c o n o m i ci n v e s t m e n t ， r e l i a b l ep r o d u c t i o ne q u i p m e n tt h a ti se a s yt oo p e r a t e , a sw e l la sah i g hf l e x i b i l i t yi n p r o d u c t i o na d j u s t m e n t c u r r e n t l yb o t ht h ed o m e s t i cs t w m a r k e ta n di t sm a s sp r o d u c t i o na r ea ta l li n i t i a l s t a g e t h e r e f o r e ，n o to n l yh a st h es u c c e s so ft h i ss t u d ya n dp r o t o t y p ei n d u s t r i a l p r o d u c t i o n 】a i dd o w naf i r ms c i e n t i f i cf o u n d a t i o nf o rt h ec o n s t r u c t i o no fas t w c o n c o c t i n gd e v i c ei nn w f c p , b u ta l s oi th a sf i l l e dt h eg a pi nd o m e s t i cs t w s i n d u s t r i a lp r o d u c t i o n c o n s e q u e n t l y , t h i ss t u d yi sap i o n e e ra n dt r a i l b l a z e ri ns t w c h e m i c a le n g i n e e r i n gm c h i n 毛a n dh a sn o to n l ya c c u m u l a t e dp r e c i o u se x p e r i e n c e ， b o t ht h e o r e t i c a la n dp r a c t i c a l f o rt h ef u r t h e rd e v e l o p m e n to fs t wc o n c o c t i n g t e c h n i q u e s b u ta l s op r o v i d e da ni m p o r t a n tm o d e lf o ro t h e ro i lr e f i n i n ge n t e r p r i s e st o f o l l o w k e yw o r d s ： s p e c i a lt y p ew a x e s ，m a r k e t , c o n c o c t i o n , t e c h n i q u e ，i n d u s t r i a l p r o d u c t i o n 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得蠢鲞盘茎或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名 专乍耖双 签字曰期：2 0 0 5 年5 月2 0 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解盘壅盘茎有关保留、使用学位论文的规定。 特授权苤壅盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名 1订翮虢锄，陟 签字日期：口r 年月j 1 一日签字日期：舔年月心日 ，lt 7 无津大学工程碗学位论文 1 1 本文选题的背景 第一章前言 第章前言 我国蜡资源丰富，是世界上石蜡生产和出口最多的国家。2 0 0 2 年我国石蜡 产量已经突破l3 0 万吨，出口量达6 2 万吨，占世界石蜡贸易总量的4 成左右。 但我国蜡产品大多是初级的传统型产品，附加值较低，据统计，其中大约4 8 是半炼蜡，2 5 是全炼蜡，食品级和特种工业用蜡不到6 ，其它初级产品占2 】 。而在世界其它主要石蜡生产国家除生产各种牌号的全精炼、半精炼及食品级 石蜡外，还有各种牌号的微晶蜡和多达百种特种蜡，如美国特种蜡占产量的3 0 ， 日本精蜡公司年生产特种蜡5 万吨，近3 0 0 个品种，占该公司石蜡总量的2 0 。 而我国特种蜡的生产与应_ f ；l 尚处于初级阶段，特种产量不足石蜡总产量的1 ， 产品大路费多、质量不高、品种少、附加值低，对技术含量高、附加值高的专用 蜡、特种蜡生产较少，与发达国家相比有较大差距。一些高科技含量的特种蜡产 品仍然大部分要靠进口。因此健全基础蜡品种，大力开发专用蜡、特种蜡产品， 实现特种蜡生产产业化，将是我国石蜡生产企业工作的重点”。 南阳石蜡精细化工厂炼制南阳原油，为了发挥南阳原油蜡含量高的资源优 势，经过近年的不断完善发展，建设了完整的润滑油蜡生产系统，可以生产众 多的石蜡、微晶蜡产品，拥有生产特种蜡产品的独特优势，为了进一步提高产品 附加值，扩大和占领特种蜡市场，拟建设规模化的特种蜡生产基地，因此需要对 特种蜡凋合工业化生产进行认真的研究，从而为建设特种蜡调台生产装置提供科 学依据和实际经验。 t 2 本课题的主要内容 本课题主要针对南阳石蜡精细化工厂基础蜡资源丰富的特点，应用试验室研 究的配方结果，通过工业化试生产特种蜡产品研究，找出适用的特种蜡生产工艺， 为建设完整的特种蜡生产装置提供依据。 为建设完整的特种蜡生产装置提供依据。 天津大学工程硕学位论文 第二章文献综述 第二章文献综述 2 1 特种蜡生产主要原料介绍 特种蜡生产是以不同牌号的石蜡和微晶蜡为主要原料的，通过对蜡的改性、 改质或改形，赋予新的性能从而应用于新的工艺和行业的蜡产品。目前特种蜡主 要应用于建材、陶瓷、木材、造纸、汽车、冶金、塑料、包装、蜡烛、医药、精 密铸造、橡胶、炸药等行业。3 。 2 2 石蜡产品的生产和市场概况 2 2 1 石蜡的性质用途 石蜡是石油炼制的一种产品，从石油中取得石蜡的过程，一般是将蒸馏石油 得到的润滑油馏分，经脱蜡、脱油工艺得石蜡，再经精制成型。石蜡是主要由正 构烷烃组成的碳氢化合物，为无嗅无味的白色固体产品。碳原子数一般为1 6 3 2 ， 分子量：3 0 0 5 4 0 ，沸点：3 0 0 5 5 0 ，馏分范围：3 5 0 5 0 0 。1 。密度随熔点上升而 增高，通常为o 8 8 0 0 ，9 1 5 。石蜡的用途十分广泛，适用于蜡烛、纸制品及包装材 料、一般电讯器材及轻、化工原料、农业、橡胶等；以及适用于食品、化妆、医 药行业、纺织工业、生物工程、精密铸造等行业。 2 2 2 石蜡生产和市场概况 随着社会工业的进步，石蜡得到了越来越广泛的应用，需求持续增长。目前， 国际石蜡市场年需求量涨幅在1 7 左右。2 0 0 0 年世界石蜡产量为3 6 0 万吨，产 能5 9 5 万吨，开工率为6 0 ，亚洲、东欧、西欧和澳洲石蜡产量已经达到了满负 荷，而北美、中南美、独联体国家减产幅度比较大，特别是独联体国家开工率不 足1 0 。其主要原因：一是米那斯原油为代表的石蜡基原油不断减产，二是北美 国家正在国内建设采用u c b o 技术生产非常规基础油装置，该装置投产后不再副 产石蜡，造成石蜡产量的减少。 近几年，世界石蜡生产能力和实际产量仍呈逐渐上升的趋势，亚洲，西欧国 家石蜡生产能力和产量提高较快，而且以中国和德国为主“1 。我国是世界上石蜡 生产和出口石蜡最多的国家，2 0 0 2 年生产能力达到1 7 0 万吨年，产量突破1 3 0 万吨，占全世界石蜡产量的3 6 ；出口量超过6 2 万吨，占世界石蜡出口市场7 0 天津大学工程顾学位论文 第二章文献综述 的份额( 国际间贸易约9 0 万吨) 。除了中国和德国是单纯的石蜡输出国外，其它 国家每年都需要不同程度进口石蜡。 近年来，世界石蜡市场总体将保持一种供求基本平衡的态势，但地区性不平 衡和消费结构不平衡十分明显”1 。根据有关资料，美国石蜡消费将有较快增长， 而产量将进步降低，中南美洲产量和用量都在增长，中国石蜡占领国际市场是 有良好的基础和相对广阔的市场空间的。近几年我国的石蜡产量和出口情况见表 2 1 。 表2 一l 近年来我国石蜡出口统计 t a b l e2 - lt h ee x p o r tp a r a f f i ns t a t i s t i c so f c h i n ai r ir e c e n ty e a r s 由表2 - 1 可知，我国的石蜡产量年增长率约为1 0 ，出口数量除基本呈明显 的上升趋势。在出口去向中，美国是我们的最大出口国，占总贸易量的4 0 ，其 余较大客户为：墨西哥，缅甸，南非，香港和韩国。从出口厂家来看，年出口量 超过万吨甚至1 0 万吨的几家大厂，如抚顺石油一厂、大连石化公司、上海高桥 石化，大庆石化公司和茂名石化公司，仍然占据大部分的市场份额“7 。 另从近几年出1 2 1 石蜡的产品结构看，以5 8 # 、6 0 # 全精炼蜡为主，占我国石 蜡出口量的6 0 ，主要出口到发达国家和地区；半精炼蜡以出口非洲，中南美洲 为主；其它牌号的石蜡( 半炼5 8 6 0 ，半炼5 2 1 5 4 及全炼6 0 1 6 2 ) 的出口份额，各占 我国出口总量的1 0 左右。 2 2 3 石蜡消费结构分析 石蜡产品应用的行业很多，主要有：蜡烛、食品、火工、建材、轻工、檬 胶、汽车、电气等，用途十分广泛。目前，从消费结构看，蜡烛用蜡仍然是世界 石蜡消费的主体，全世界蜡烛用蜡约占石蜡总用量的4 9 。近年来西欧宗教、 节日蜡烛用蜡一直稳定在该地区石蜡用量的5 0 ，亚洲和中国的宗教和传统用蜡 工业分别占该地区石蜡用量的6 0 和7 5 。包装用蜡在石蜡总需求中位居第二， 占全球石蜡总用量的2 1 0 左右，其中北美地区包装用蜡工业比较发达，占包装 用蜡总需求的6 5 左右。其余石蜡主要是用于合成板、热熔胶、橡胶和防锈剂， 少量用于皂蜡和化妆品等。与国外相比，国内石蜡应用市场还没有得到充分开发， 在包装用蜡等高档蜡消费方面还有一定差距，尤其是食品级包装用蜡，存在着巨 天津大学工程硕学位论文 第二章文献综述 大的潜在市场”1 。 2 - 3 微晶蜡产品的生产和市场概况 石油微晶蜡是减压渣油提炼润滑油时的脱出蜡，是石油炼制的副产品。它通 过减压渣油脱沥青、溶剂油精制、溶剂脱蜡脱油、精制、成型、包装等工艺过程 制备而成。 2 _ 3 1 微晶蜡基本特点与主要用途 微晶蜡的基本化学组成为带有一定支链度的正构烷烃，碳原子数n = 4 1 5 0 ， 分子量较大，约5 8 0 7 0 0 ，熔点6 0 1 0 0 。c ，化学性质稳定。与石蜡相比，在硬 度( 针入度) 相同的情况下，微晶蜡的熔点和分子量高，折光指数、相对密度和熔 化后粘度都较大，收缩率和表面张力小。因此，石蜡抗张强度高、脆性大，受力 后易粉碎或断裂，而微晶蜡硬度小，柔韧性好，受力情况下倾向于塑性流动，延 伸度大，挠性好。此外，微晶蜡还有对油品的凝胶强度大等特点。 微晶蜡作为助剂可用于乳化炸药、橡胶助剂、热熔胶、文教用品( 蜡笔、橡 皮泥、蜡纸) 、医药、化妆品、食品及食品包装、油墨、润滑剂、涂料、上光、 纺线涂蜡、铸模、电子电器绝缘等方面。 1 、作石蜡改质剂 向石蜡中添加少量微晶蜡，即可改变石蜡的晶型，改善石蜡的透水透湿性， 增加耐弯曲强度，提高塑性和挠性，从而使石蜡更适用于防水、防潮、铸模、造 纸等领域。 2 、在润滑脂中用作增稠剂 由于微晶蜡具有凝胶强度大、粘附性和防护性好等特点，因此它可制造数种 仪表用和密封用的润滑脂和凡士林增稠剂。 3 、在化妆品和医药方面 用微晶蜡与其它成份配制成的软膏、清凉油、润面膏、唇膏等质地细腻，柔 润性好。 4 、在电器绝缘方面 在电器工业中，利用微晶蜡特性，可作封装调配物和涂层剂，如电容器中电 解质纸的浸渍，电池的密封层，电缆的绝缘纸的浸渍和电镀中金属表面没有特殊 要求的电镀掩蔽部分的涂料等。 5 、在食品方面 在食品方面微晶蜡主要用作口香糖组份、食品涂料、牛奶纸盒、面包包装纸 4 天滓大学工程硕学位论文第二章文献综述 涂层、纸质容器等。 6 、在其它方面的应用 微晶蜡可作为衬里用于桶、纸箱；用于制造蜡纸；用于橡胶工业以防止表面 粉化和龟裂，并用作工艺操作助剂；在纺织上用作纺线涂蜡；用于复写纸、蜡笔、 粘土、橡皮泥、热熔胶、钝感炸药、脱蜡助剂、上光剂等。 2 3 2 微晶蜡市场概况 目前世界微晶蜡消费约3 0 万吨，约是石蜡消费量的1 1 一1 5 ，其中美国微 晶蜡消费量最大约1 0 万吨，日本消费约1 万吨，法国消费约0 7 万吨。世界微 晶蜡消费构成为包装占2 8 ，化妆、医药占1 8 ，粘合剂占1 0 ，蜡烛占1 0 ，塑 料占8 、橡胶占7 ，其它占1 9 。 在我国，由于资源限制，微晶蜡生产企业只有五家。微晶蜡生产企业主要是 南充炼油厂、南阳石蜡精细化工厂、锦西炼化总厂、荆门炼油厂和独山子炼油厂。 主要品种为7 0 # 、7 5 # 和8 0 # 产品，8 5 # 产品几乎全部由南阳石蜡精细化工厂生产， 其余几家工厂由于受资源限制，不能生产市场需求量较大的8 5 # 微晶蜡以及代表 微晶蜡最高水平的9 0 微晶蜡。 表2 2 近年我国微晶蜡生产装置概况( 单位： 吨) t a b l e2 - 2t h eg e n e r a ls i t u a t i o no f m i c r o c r y s t a l l i n ew a xp r o d u c t i v ee q u i p m e n t so f c h i n ai nr e c e n ty e a r s ( u n i t ：t o n ) 天津大学工程硕学位论文 第二章文献综述 2 4 特种蜡产品的生产和市场概况 特种蜡是以石蜡、微晶蜡为主要原料，通过调合、添加助剂等手段使蜡改性、 改质或改形，赋予其新的性能，从而应用于新的工艺和行业的蜡产品。最近几年 随着我国国民经济实力的提高、各行业的迅速发展，对特种蜡、专用蜡的需求不 断增加，石蜡深加产品特种蜡及专用蜡逐步走进市场”3 。特种蜡在我国主要 应用于建材、陶瓷、木材、造纸、汽车制造、塑料加工、蜡烛、包装、日用化学 品、医药、热溶胶、精密铸造、橡胶、电子电力、炸药、农林等行业，主要行 业特种蜡需求应用情况如下。 1 、木材和建材用乳化蜡 乳化蜡是蜡在乳化剂的作用下以极小的颗粒分散于水中形成的。由于其颗粒 小、在物料中分布均匀而使得用量少、使用效果好，在人造板、造纸、园艺、陶 瓷、水泥、皮革、建材等诸多行业中有广泛的应用。国外从五十年代开始了乳化 蜡的研究与应用开发工作，在发达国家，乳化蜡的研究时间长，品种牌号多，使 用量大面广。目前，美、英、德、日等乳化蜡产品均已形成系列。1 9 9 8 年美国 市场上乳化蜡的销量就达1 9 0 5 1 0 吨。其中美国莫比尔公司乳化蜡品种可达1 0 0 多种，生产和应用都有相当规模。我国正处于起步阶段，乳化蜡的用量较少。 在木材加工业中，密度板和刨花板等人造板的制造无论是千法还是湿法都用 乳化蜡作防水剂。乳化蜡添加量一般为为0 3 - - 1 ，由于乳化蜡的颗粒小( 1 2 um ) ，在人造板的靠4 造过程中，通过破乳可使蜡颗粒均匀地吸附在纤维上而起到 防水作用。且该乳化蜡不需加热熔融，易与尿醛树脂等物质的水溶液或乳状液混 合使用，以及成膜均匀，覆盖性好，具备安全、高效、经济方便等特点，而在木 材加工业中得到越来越广泛的应用。在发达国家，几乎我不到一块不用乳化蜡生 产的刨花板和纤维板。随着国内乳化蜡的开发研究和工业化生产，乳化蜡无需加 热、无溶剂、颗粒细小等优点会逐步地被入们所接受，因此，开发木材加工用乳 化蜡有广阔的发展前景。目前我国纤维板生产线约3 0 0 多条，年产量1 0 0 多万吨， 刨花板年产量3 0 万吨，中密度纤维板年产量3 0 万吨，全年约需求乳化蜡2 万吨。 另华东地区用于提高铅笔的切削性能的铅笔板用乳化蜡年需求量达到3 0 0 0 吨，部分企业已成功研制铅笔板用乳化蜡的生产配方和技术，并正在推广。 在建材方面，纸面石膏板主要作为居室装潢的隔离板，它无毒无害、轻质， 为我国建筑业带来全新概念，现已进入我国建筑工业市场。石膏板防潮需用乳化 蜡，有关部门估计仅上海和北京两地需求量为4 0 0 0 吨年。 2 、汽车用蜡 汽车制造用蜡主要用于汽车车门内腔、车底盘发动机内腔部位含锈、汽车表 6 天津大学t 程硕学位论文 第二章文献综述 盘防护和汽车表面装饰保养。汽车蜡的使用对于提高汽车整体质量、延长使用期 起着重要的作用。今年随着格外汽车制造技术和生产先的弓1 进，有关汽车用蜡也 相继因如，并在国内主要轿车生产线上加以应用。据估计，2 0 0 4 年我国汽车用 蜡需求已经超过1 万吨。 3 、橡胶防护蜡 石油蜡在橡胶制品中用作物理防老剂已有很久历史，这是因为石油蜡在橡胶 制品中能迁移到表面，形成的蜡膜起着不使橡胶与臭氧接触的屏障作用，延缓橡 胶受臭氧氧化作用，可以延长轮胎使用寿命。尤其对于轿车用子午线轮胎，按不 同使用地区和胶料配方，还必须使用不同质量指标的专用橡胶防护蜡。 目前，我国轮胎生产企业有3 6 3 家，年产1 0 0 万套的大厂近3 0 家，如上海 轮胎、山东成山、桦林集团、银川中策、青岛双宝、东风轮胎、河南轮胎厂等。 2 0 0 0 年国内橡胶防护蜡用量约为4 5 0 0 吨。预计将按l o 的比例增加。 从发展趋势看，轮胎工业正在由老的发达国家向新的发达国家转移，从西方 向东方国家延伸，由橡胶消耗国向橡胶生产国扩展。从国内发展趋势看，今后5 - - 1 0 年我国汽车工业和予午线轮胎的生产都将进入快速增长期，对橡胶防护蜡的 需求也必将有迅速增长。因此，对橡胶防护蜡的市场应从国内和国外两大市场着 眼。 目前，国内橡胶防护蜡的生产单位主要是抚顺石油化工研究院，荆门石化公 司研究院，上海绿菱特蜡厂，霍尼维尔公司( 苏州) ，茂名华粤特蜡厂。在山东、 河南、上海等地还有部分小型的私人橡胶防护蜡生产，他们主要针对当地某一家 橡胶生产企业使用。也有部分橡胶企业从台湾、日本等国进口使用。橡胶防护赔 产品价格从5 0 0 0 元吨7 5 0 0 元吨不等，市场竞争最为激烈。 4 、精密铸造蜡“” 熔模精密铸造是一种少切削、无切削的先进工艺，本世纪4 0 年代初开始用 于工业生产，由于工艺技术不断改进和提高，铸件越来越精确，质量不断提高。 近十年来，各主要工业国平均以7 t 2 的速度增长，特殊用途的铸件将以3 0 的惊人速度增长。中国铸造学会和美国i c i 第4 6 属年会上有关市场分析的论文 提供的数据充分说明对高质量的精密铸造蜡的需求增长已成为现代铸造工艺技 术的生产发展的重要指标。这种高质量的中湿或高温精铸蜡，其硬度、强度高、 收缩率小、复用性好，更适于制作高精密度，高复杂度及高强度的精密铸件”。 适用于航天航空、原子能、家电零件等尖端行业，近来已扩大到有关汽车行业， 通迅电气行业、纺织机械行业、医疗、休闲行业及众多的机械另件行业。 国内目前开发生产精密铸造蜡的单位和产品主要有北京正大技术开发中心 生产的d d w 和上海康沂模料厂生产的w m 系列模料。其中，低温模料需求量在1 5 0 0 天津大学工程顿学位论文 第二章文献综述 吨年以上，价格6 0 0 0 6 5 0 0 元吨；中温模料需求约5 0 0 吨年，价格8 0 0 0 - - 1 3 0 0 0 元吨。 5 、乳化炸药蜡 乳化炸药是1 9 6 9 年由美国阿特拉斯化学工业公司首先发展起来的新型含水 炸药，它具有爆燃倾向性、爆炸后毒气少，抗水性能好，制造和使用安全等优点 “。我国乳化炸药起步较晚，只是近十年来才有了较快发展，成为增长最快的工 业炸药品种。据国防科工委规划，2 0 0 5 年铵锑炸药比重将从原6 0 下降到4 0 以 下，而无锑( t n t ) 炸药( 包括乳化炸药，粉状炸药，膨化硝铵炸药) 比重将升到6 0 以上。到2 0 1 0 年全国民爆行业全面实现炸药无锑化。 国内在民爆局注册的中等规模以上的乳化炸药生产厂家约有3 0 0 多家，乳化 炸药生产能力约7 0 万吨年。乳化炸药中的乳化炸药用蜡( 油相材料) 是其关键 组份之一，占炸药总组成的3 6 。在其中充当燃烧剂和敏化剂并构成连续相， 为乳化炸药提供优异的爆炸性能并使其具有良好的储存稳定性和抗水性能及适 宜的外观状态。据行业专家估计，未来乳化炸药将以年8 万吨的速度递增，即每 年乳化炸药蜡将以2 4 0 0 吨递增，在2 0 0 5 年乳化炸药蜡需求将达到2 4 3 2 万 吨。 目前，乳化炸药油相材料生产企业主要有茂名华粤特蜡厂，泰州炼油厂和南 阳石蜡精细化工厂，另有多家小型调合企业和部分炸药厂自调装置。市场产品价 格在3 0 0 0 3 6 0 0 元, t 。 6 、果树防冻( 水果保鲜) 蜡 农林业用于林木保水防冻剂，在冬季低温期和春季树体萌动期，在树枝条上 涂刷专用乳化蜡，可以防冻，也用于水果保鲜。估计这部分需求有1 0 0 0 吨年。 7 、其它方面 造纸工业一近年纸张需求数量增加，但主要是报刊用纸属于不施胶纸张。特 种纸的生产需要乳化蜡，估计其年用量在1 0 0 0 吨内。包装工业主要包括包装 纸、纸箱、纸杯等纸制品用蜡，其中特种蜡需求较大斡是纸杯生产。如果用市售 食品蜡直接浸涂纸杯，则其光泽差、外观欠鲜亮、强度也不够。目前全国纸杯生 产企业2 6 0 多家，每l 万只纸杯用蜡2 5 千克，如年产8 0 亿只纸杯则需要蜡2 万 吨。工艺蜡烛一这种蜡烛在照明的同时，还兼有观赏的价值。蜡烛内部照明采用 普通石蜡就可满足要求，但在外表用于造型、装饰的蜡要求较高，非一般的国内 基础蜡所能解决，这部分原料般多为进口。仅华东地区工艺蜡烛3 0 多家企业 用于造型、软蜡、贴面v p 蜡每年需求就在2 0 0 0 吨以上。此外，医药、塑料、日 用化学、电子电力、农林业等行业对特种蜡均有定的需求。 综上所述，特种蜡在我国应用刚刚起步，随着我国加入w t o ，各行各业生产 天津大学工程硕学位论文 第二章文献综述 逐步与世界接轨，随着我国国民经济的不断发展，人民生活水平以及消费水平的 提高，估计特种蠖市场将有相当幅度的增长。 2 5 国内外蜡调合技术简介 蜡调合与润滑油调合技术相近，主要是由基础蜡与各种功能添加剂调配而 成，目前，主要调合工艺一般分为三种形式：罐式调合、管道调合、罐式管道 调合“。我国多数企业基本上仍然采用罐式调合与机械搅拌的调合方式。即：将 各基础组份蜡以定比例用泵送入调合罐内，加入所需添加荆搅拌、静止等工艺 程序，经必要的质量检验，结果合格即可成为成品“。近年来，随着科学技术的 不断进步，油品调合在采用微机和在线仪表等方式上又有新的突破，具有自动化 程度高、调合质量好、精度高及品种调换灵活等特点”“。计算机管道调合工艺， 虽然一次性投资高，但在保证产品质量、安全生产和投资回收快等方面显示出无 比的优越性。最近中国石油抚顺石化分公司石油一厂在蜡调合技术应用中，完成 了该厂石蜡生产技术从过去简单的熔点人工捣罐调台，向以石蜡碳数分布为主的 计算机在线控制管道调合的转变，该技术接近了国际石蜡生产先进技术水平，填 补了国内石蜡调合技术的空白。 天律大学工程硕学位论文 第三章南阳石蜡精细化工厂蜡产品生产介绍 第三章南阳石蜡精细化工厂蜡产品生产介绍 3 1 南阳石蜡精细化工厂概况 南阳石蜡精细化工厂( 原名河南石油勘探局炼油厂) 始建于1 9 7 5 年，是针对 魏岗原油高含地蜡的特点，以生产地蜡( 微晶蜡) 替代进口服务于国内军工产业， 以生产燃料产品服务于油田勘探开发建设为目的，由原国家燃化部批准建设的燃 料一蜡产品型炼厂，当时规模为1 0 万吨年。 “七五”期间，在南襄盆地泌阳凹陷处发现了储量可观的稠油资源，经原石 油部批准，油田与南阳石油化学工业公司合资对稠油厂进行了改扩建( 2 0 0 1 年南 阳石油化学工业公司撤股) ，实现了原油一次加工能力由1 2 万吨年向6 2 万吨 年的改造。 近年来，为了充分发挥南阳原油高含蜡的资源优势，该厂提出了“利用资源 刨特色，依靠特色求发展”的战略构想，并把发展方向定位在：以蜡为中心，加 快特种蜡的研制和开发，形成蜡系列产品，不断向下游产品扩展和延伸，走精细 化工发展之路，由燃料型向精细化工型转变。通过不懈努力，其生产的蛄系列产 品中，有1 3 个牌号的产品分获省优、部优和国优称号，其中5 4 # 、5 6 # 半精炼石 蜡被评为省部级优质产品，9 0 # 提纯微晶蜡填补了国家空白。蜡产品的经营情况 保持良好势头，不仅在国内市场上销售的石蜡、微晶蜡占用席之地，每年还有 几千吨的蜡产品远销东南亚和南美等地。2 0 0 0 年炼油厂正式更名为：南阳石蜡 精细化工厂。经过数十年不断的建设和完善，目前南阳石蜡精细化工厂已拥有 1 8 套主要生产装置及相应的配套设施，形成了较为完善的燃料、润滑油蜡和化 工三个生产系统。主要装置构成见表3 1 。 1 0 一圣堡查兰三堡堡兰竺笙兰望三妻堕塑至些塑塑些三 些兰曼兰主坌望 表3 1 南阳石蜡精细化工厂主要装置构成( 万吨，年) t a b l e3 - 1t h ef o r m a t i o n so f n a n y a n gw a xf i n ec h e m i c a lp l a n tc h i e f u n i t s ! ! ! 竺塑竺! 竺! 塑翌型! ! 竺2 序 号 装置名称 装置能力备注 3 2 石蜡产品的生产概况 目前，南阳石蜡精细化工厂的石蜡生产系统采用润滑油正序方式生产石蜡产 品，原料为来自减压侧线的减二、三、四线馏分油经过糠醛精制，酮苯脱油脱蜡 然后经白土精制而成。其工艺流程如图3 1 ： 天津大学工程颂学位论文 第三章南阳石蜡精细化工厂蜡产品生产介绍 常 糠酮蜡 蜡 减 减压馏使 醛 精制油 苯 脱油蜡 白 精制蜡 成 压 精 脱 土型 制蜡 精 图3 - 1 石蜡产品生产工艺流程示意图 f 追3 1t h ep r o c e s sc h a r to f p a r a f f i np r o d u c i n g 南阳石蜡精细化工厂生产的石蜡产品牌号较为齐全，可生产5 0 # 、5 2 # 、5 4 # 、 5 6 # 、5 8 # 、6 0 # 、6 2 # 、6 4 # 半( 全) 精炼及皂蜡产品。年产各牌号的石蜡产品达 到4 5 万吨左右。其质量指标执行标准为：半精炼石蜡g b t 2 5 4 1 9 9 8 ：全精炼 石蜡g b4 4 6 9 3 。各产品的主要技术指标：熔点、含油量、颜色、光安定性、针 入度、运动粘度、嗅味、水溶性酸或碱、机械杂质及水等均符合或超过国家标准。 3 3 微晶蜡产品生产概况 3 _ 3 1 南阳石蜡精细化工厂资源特点 南阳石蜡精细化工厂加工南阳原油，原油品种单一，南阳原油凝点3 5 ， 蜡含量2 4 7 8 ，硫含量o ，1 ，属低硫石蜡基原油。南阳原油蜡含量高，特别是 微晶蜡含量3 4 5 ，与大庆油微晶蜡含量o 6 ，川中油微晶蜡含量2 相比，微 晶蜡含量较高，是优质的石油蜡微晶蜡生产原料。这为发挥原油高含蜡的资源 优势，生产微晶蜡提供了较好的条件。 3 3 2 微晶蜡生产装备及工艺现状 南阳石蜡精细化工厂为了发挥微晶蜡潜含量高的优势，在2 0 0 1 年实施了微 晶蜡原料挖潜工程，将原1 5 万吨年的丁烷脱沥青装置改造为1 8 万吨年的丙烷 脱沥青装置，实现了全都减渣进丙烷脱沥青装置生产微晶料、催化料及道路沥青 料。其中微晶蜡原料最大处理能力由1 万吨年提高至4 2 8 万吨年。2 0 0 2 年又进 行了增产微晶蜡改造工程，新建设套重质酮苯脱蜡装置，使微晶蜡生产能力由 1 2 0 0 吨年提高到1 0 0 0 0 吨年，成为国内微晶蜡生产规模最大的企业，为该厂最 大限度的利用原油加工高附加值产品一微晶蜡创造了有利的条件，为进步走精 细化工的道路奠定了基础。 天律大学工程硕学位论文 第三章南阳石蜡精细t t i 厂蜡产品生产介绍 现南阳石蜡精细化工厂微晶蜡生产采用国内自行开发技术，其工艺流程为： 减渣经丙烷脱沥青装置生产出轻脱沥青油( 作为微晶蜡生产原料) ，经糠醛精制和 重质酮苯脱蜡装置后，进入白土精制装置精制，再根据客户的需要，分别进入加 氢装置或直接去成型装置成型、包装。其工艺流程如图3 2 ： 图3 2微晶蜡产品生产工艺流程示意图 f i g3 - 2t h ep r o c e s sc h a r to f m i c r o c r y s t a u i n ew a xp r o d u c i n g 图中凡士林加氢装置由于加工工艺和采用的催化剂与微晶蜡加氢相同，所以 可以根据客户对产品的特殊要求，对微晶蜡进行加氢精制。目前南阳石蜡精细化 工厂可实际生产7 0 # 、7 5 # 、8 0 # 、8 5 # 、9 0 # 全系列的微晶蜡产品，年产量在5 0 0 0 吨左右。其中主要以8 5 # 产品为主，其次为8 0 # 产品，同时根据市场需求可以生 产顶级的9 0 # 微晶蜡产品。各类微晶蜡质量指标( s h t 0 0 1 3 1 9 9 9 ) 如下。 天津大学工程硕学位论文第三章南阳石蜡精细化工厂蜡产品生产介绍 表3 - 2 微晶蜡( 一等品) 技术要求 t a b l e3 - 2t h et e c h n i c a ls t a n d a r do f m i c r o c r y s t a l l i n ew a x ( f 1 ：r s t r a t ep r o d u c t ) 表3 3微晶蜡( 合格品) 技术要求 ! 垫! ! ：j ! 坚堕曼型型壁型呈三垒! ! 些! 翌哩墅盟垫! 翌兰蛆型堕盟p 磐虫盟 项目 质量指标 7 5 号8 0 号8 5 号 试验方法 1 4 天津大学工程硕学位论文 第三章南阳石蜡精细化丁厂蜡产品生产介招 表3 - 4微晶蜡( 食品级) 技术要求 ! ! ! ! ! j ：! ! 些! ! ! 盥! ! ：! ! ! ! ! ! ! ：! ! ! 巫! ：! ! ：! i ! ! ! ! ! ! ! ：l ! ! ! ! ：g 翌i 12 项目 质量指标 7 0 号 7 5 号 8 0 号8 5 号 实验方法 3 4 特种蜡加工装置的可行性研究介绍 南阳石蜡精细化工厂为了充分发挥南阳原油高含蜡的资源优势，结合自身各 牌号蜡产品品种齐全的便利条件，从目前国内外市场需求的特点出发，加大了特 种蜡的研制和开发力度，配方研究和试验以该厂研究所为龙头，通过多方合作和 自身不懈的努力，终于开发出利用本厂基础蜡产品，生产多种特种蜡产品的工艺 技术，仅近几年就研制开发了9 0 # 微晶蜡、橡胶防护蜡、精密铸造蜡、乳化炸药 复合蜡、木材加工用蜡、口香糖蜡等多种新产品，同时纸张防潮蜡、家畜拔毛蜡、 竹制品上光蜡等产品也正在加紧研制中。这些基础研究和试验工作，为实现工 业化规模生产奠定了坚实的基础，部分产品开发情况见表3 5 。 天津大学工程硕学位论文第三章南阳石蜡精细化工厂蜡产品生产介绍 1 精密铸造蜡 2 乳化炸药蜡 3 木材专用蜡 4橡胶防护蜡 本厂芹珏抚顺石油石化研究院 本厂 本厂 上海化工学院 西安交大己通过台粲试验 2 0 0 3 年上半年产量9 0 0 吨 已进行工业试验 已进行工业试验 正是基于南阳石蜡精细化工厂在蜡原料、装备、生产、销售及科研方面的条 件与经验，为了能将蜡成品做糖做强，向下游发展和延伸，提高蜡产品的附加价 值，将特色蜡产品形成规模效益，南阳石蜡精细化工厂对建设特种蜡装置进行了 较为详尽的可行性研究，并在2 0 0 3 年4 月完成了特静蜡加工装置的可行性研 究报告。 3 4 1 可行性研究主要内容 l 、认真的分析了蜡产品的市场，通过各方咨询和调查，对市场容量、市场 产品结构、市场价格等做了详细的研究。 2 、认真分析了自身的资源特点，结合现有装置规模和基础蜡产品的产量、 质量以及辅助材料的供应要求，从市场需求的实际角度出发，研究了产品种类和 装置规模。 3 、制定了多方案的工艺技术流程，并进行了详细的技术和经济对比，提出 了推荐方案。 4 、初步完成主要设备选择、平面布置、辅助配套设施、环境保护、消防安 垒、劳动定员、节能措麓、实旌计划等诸多方面的研究。 5 、对装置建设的投资、经济收益、社会效益进行了详细的估算。 3 4 2 可行性研究主要结论 通过可行性研究最终得出以下结论； 1 、提高企业经济效益、发挥资源优势、扩大细分市场的角度，特种蜡加工 装置建设是有必要的，而且利用厂区内现有的原料和辅助配套设施以及初步的研 究结果，具备建设特种蜡加工装置的条件。 1 6 天漳大学工程硕学位论文 第三章南阳石蜡精细化工厂蜡产品生产介绍 2 、项目规模初步定在1 57 i n 屯年，主要产品以炸药用蜡( 7 0 0 0 吨) 、乳化 蝤系列( 钢材防锈蜡和木衬防水防潮蜡等共6 0 0 0 盹) 、调合蜡系列( 精密铸造蜡、 橡胶防护蜡及拔毛蜡等共2 0 0 0 吨) 为主，兼顾一些其它小品种和未来开发的品 种生产。 3 、生产工艺主要以调合为主，现场设备布置主要以节能和生产便利、节约 投资为主。 4 、项目建设投资额为8 1 5 万元。流动资金估算为2 4 5 万元。 5 、在市场正常的情况下，年平均销售收入达4 8 7 0 万元，年平均税后利润在 3 0 0 万元左右，税后内部收益率达到3 2 ，投资回收期在4 5 年左右。项目有较 好的经济收益。 天津大学工程硕学位论文 第四章炸药用蜡生产工艺研究 第四章炸药用蜡生产工艺研究 4 1 实验室研究结果 炸药用蜡由减压中间产品脱蜡后的油品和粗蜡调合而成，在试验室内通过大 量的数据对比分析，得出适合调合炸药用蜡的基础组份组成、比例及助乳剂、增 稠剂的品种和加入量。炸药用蜡基础组份物化性能指标见表4 1 ，炸药用蜡基础 组份调合比例见表4 2 ，炸药用蜡试验操作条件见表4 3 ，炸药用蜡技术要求和 试验方法见表4 - 4 。 表4 一l 炸药用蜡基础组份物化性能 t a b l e4 - lt h ep h y s i c a la n dc h e m i c p r o p e r t i e so f w a xf o re x p l o s i v ep u r p o s e sw a x b a s e 表4 - 2 炸药用蜡基础组份调合比例 t a b l e4 - 2t h ec o n c o c 6 n gp r o p o r t i o no f w a xf o r e x p l o s i v ep u r p o s e sb a s e 项目 a bcd 质量比 3 5 4 5 1 0 1 5 1 5 2 5 1 0 2 5 表4 - 3 炸药用蜡试验操作条件 堕旦垦垄 塑鏖堕塑堡堡塑塞 试验 常压 9 0 1 1 0 。c 1 2 小时人工搅拌 天津大学工程硕学位论文第四章炸药用蜡生产工艺研究 表4 - 4炸药用蜡的技术要求和试验方法 t a b l e4 - 4t h et e c h n i c a ls t a n d a r da n d t e s t i n gm e t h o do f w a x f o re x p l o s i v e 项目 质量指标试验 n 1 1n y 2n y 一3 n y 一4 n y 一5方法 滴熔点， 6 5 7 55 8 7 5 g b t 8 0 2 6 运动粘( 1 0 0 ) ，m 2 s 7 0 1 3 2 0g b t2 6 5 不小于 含油量，2 0 2 5 3 0 3 5 3 5 s h t 2 53 03 54 04 50 5 5 6 闪点( 开口) ， 2 0 0 g b t 不低于 3 5 3 6 g b t 1 8 8 4 和 密n ( 2 0 ) ，虹m 3 实测 g b t