合成氯化石蜡_70工艺路线的选择.pdf

合成氯化石蜡 70工艺路线的选择 刘发起 辽宁石油化工大学 抚顺113001 摘 要 介绍以固体精白石蜡 氯气为主要原料 轻液蜡作稀释剂 采用引发剂在无溶剂状态 下制备氯化石蜡 70的新工艺 并与目前国内普遍采用的四氯化碳溶剂法和水相法合成氯化石蜡 的工艺流程从环境保护和技术上进行了对比 关键词 光氯化 催化 氯化石蜡 生产工艺 收稿日期 2003207225 作者简介 刘发起 1980年毕业于辽宁石油化工大学石油 炼制专业 现从事石油化工科研工作 发表论文55篇 氯化石蜡是石蜡经氯化所得产品 而当含氯 量在70 左右时称氯化石蜡 70 简称氯蜡 70 它是用直链正构烷烃 平均碳链为C22 C28 工业氯气为原料 1 产品可分为固体粉末 或粘稠液体 无毒 无嗅 氯蜡具有优良的防水性 和阻燃性 可作为塑料 橡胶制品的阻燃剂 纤维 包装材料 木柴的防水和防腐蚀浸渍剂 有润滑 增韧 增粘和抗辐射作用 可提高树脂成型的流动 性和制品的光泽度 因此 它的用途十分广泛 氯化石蜡 70的合成工艺路线主要有四氯 化碳溶剂氯化法和水相氯化法以及无溶剂催化光 氯化法新工艺 本文对这3种工艺从工艺流程 产品成本及对环境影响等方面作详细比较 结果 表明 无溶剂催化光氯化法最具竞争性 1 催化光氯化法 111 催化光氯化法工艺流程 催化光氯化法工艺流程见图1 图1 无溶剂催化光氯化法合成 氯化石蜡 70工艺流程 112 实验步骤 将计量的固体石蜡和碳原子数小于12的轻 液体蜡 稀释剂 加到化蜡釜 预热到50 60 使石蜡熔化 再加到氯化反应器中 在40 W白炽 灯辐射下 向反应器内慢慢通入氯气 氯气流速由 小变大 待反应器内物料有大量气泡产生后 加大 氯气流速 流量控制在500 600 mL min 使反应 器内液层呈乳化状态 反应温度保持在85 105 范围内 反应30 min后 加入计量的催化剂 继续反应40 min后再加入一定量的催化剂 如此 重复加3 5次 待反应物料密度达到1168 kg m3 左右时 停止通氯气 此时物料含氯量达70 总反应时间715 815 h 反应结束 吹入氮气 将 反应过程中生成的氯化氢和未反应的少量氯气赶 出 为了提高氯化石蜡的热稳定性 向氯化后物 料中加入适量稳定剂 搅拌均匀 经冷却 固化 研 碎 过筛后得白色粉末状氯化石蜡 70产品 2 四氯化碳溶剂法 211 四氯化碳溶剂法工艺流程 四氯化碳溶剂法合成氯化石蜡 70工艺流 程见图2 2 图2 四氯化碳溶剂法合成 氯化石蜡 70工艺流程 212 实验步骤 将原料蜡放入熔化釜中加热熔化 升温到 100 后将所含的水分静置分离 然后加到氯蜡 41 精 细 石 油 化 工 进 展 ADVANCES IN FINE PETROCHEMICALS 第4卷第11期 42氯化器中进行预氯化 待氯含量达到42 时 转入后氯化釜 加入四氯化碳溶剂 通入氯气 在 引发剂的协同作用下进行深度氯化 使其含氯量 达到70 以上 然后吹气脱出反应物料中含有的 游离氯和氯化氢 再进行碱洗中和 中和后呈中性 或微碱性氯的蜡液送入蒸馏釜中 加入一定量的 稳定剂进行蒸馏 脱除四氯化碳 蒸馏釜内达到一 定温度时直接通入蒸汽进行气提 达到终点温度 时 将釜内物料放出 再经冷却 粉碎 干燥 即得 氯蜡 70产品 整个反应时间40 h左右 3 水相法 311 水相法工艺流程 水相法合成氯化石蜡 70工艺流程见图 3 3 图3 水相法工艺流程简图 312 实验步骤 原蜡加入到氯蜡 42氯化器中进行预氯化 氯化过程中产生氯化氢气体经吸收塔吸收后生成 30 的副产盐酸 将氯腊 42放入氯化釜中 加 水 表面活性剂 引发剂 加压通入氯气 使其在水 相中进行氯化反应 后氯化温度80 120 最 高压力013 Mpa 反应时间4 6 h 氯化液的氯含 量达到70 2 时放料 再经粉碎 脱酸 碱洗 水洗 离心分离 干燥 包装得到氯蜡 70成品 4 环境与技术评估 1 四氯化碳溶剂法工艺成熟 氯气利用率 高 产品质量好 但由于使用四氯化碳作溶剂 毒 性大 溶剂回收困难 损失大 工艺复杂 反应时间 长 40 h 产品成本高 污染环境损害人体健康 在蒙特利尔协定中 四氯化碳亦属于停止生产和 使用产品之一 所以四氯化碳溶剂法生产氯化石 蜡 70工艺不可能长期使用 2 水相法以水为反应介质 不使用溶剂 热 量容易移走 有利于环境保护 流程短 工艺先进 生产成本低 质量达到出口要求 市场竞争力强 但对设备要求耐腐蚀 耐压 存在材质选用问题 设备投资大 3 无溶剂催化光氯化法合成氯化石蜡 70 工艺 以固蜡 液蜡 氯气为主要原料 添加平均碳 原子数小于12的轻液蜡作稀释剂 在催化剂和光 亮子协同作用下 依椐氯化反应时间的不同 可合 成出不同氯含量的氯蜡产品 由于使用新型高效 引发剂 氯化反应速度加快 反应周期为715 815 h 比四氯化碳溶剂法缩短5倍左右 提高了 效益 生产工艺简单 设备投资少 降低了能耗和 原料消耗 成本底于前两种生产方法 具有明显的 经济效益和社会效益 氯气转化率98 99 蜡原料不需精制和预氯化 节省了设备投资 参考文献 1 刘发起 1 抚顺石油学院学报 2000 3 35 2 赵小平 1 化工技术经济 2000 4 14 3 李梅 1 辽宁化工 2000 5 153 The Selection of Process Routes to Synthesize Chloroparaffin 70 Liu Faqi Liaoning University of Petroleum Chemical Technology Fushun113001 Abstract A new process to synthesize chloroparaffin 70 from purified white paraffin in solid state and chlorine gas as main starting material using light paraffin as diluting agent in non solvent condition was introduced and com2 pared with the commonly used processes using CCl4as solvent or using water as reaction medium environ