一種制備氧化石蠟的工藝方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種氧化石蠟的制備方法，屬蠟氧化工藝技術領域。
【背景技術】
[0002] 近年來，隨著各行各業(yè)對特種蠟的需求，用氧化方法對石蠟進行化學改性以獲得 具有更高附加值的改性蠟受到了普遍重視。因為石蠟氧化后具有良好的乳化性、顏料分散 性、潤滑性、油溶性、上光性等許多優(yōu)良的性能，同時也改善了原料蠟的柔韌性，因此氧化石 蠟在合成生物降解材料、紡織、金屬加工、熱塑性樹脂、陶瓷、潤滑油、油墨、金屬表面處理、 礦石浮選、汽車上光、涂層、炸藥、制模、皮革等方面都得到了廣泛的應用。
[0003] 20世紀80年代以前，石蠟氧化所使用的催化劑主要是利用高價的過渡金屬皂 混合物配合空氣來生產(chǎn)脂肪酸，但催化劑再生效果不理想，而且，這些催化劑會形成一些副 產(chǎn)物及金屬殘渣，并且不容易從產(chǎn)品中除去。目前，工業(yè)上生產(chǎn)氧化石蠟的工藝過程是將 KMn04水溶液直接加入到加熱熔化的蠟液中，通入空氣，在一定的溫度條件下進行氧化，制 備過程屬間歇操作。過渡金屬的配合物對一些特定的反應具有很好的催化氧化作用。為了 將其固載化，人們曾試圖將其負載于沸石分子篩上，然而受后者孔道直徑的限制，這些固載 化的配合物并沒有很好地發(fā)揮其應有的催化活性。因而從這個角度來看，選擇一個合適的 載體便顯得至關重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種制備氧化石蠟的工藝方法，本發(fā)明方法反 應效率高，所得產(chǎn)品質(zhì)量好。
[0005] 本發(fā)明提供一種制備氧化石蠟的工藝方法，包括如下內(nèi)容：以旋轉(zhuǎn)床反應器作為 反應設備，所述旋轉(zhuǎn)床由耐腐蝕框架和床層構成，床層由催化劑填料構成，以液體石蠟為原 料，在空氣存在的條件下進行氧化反應，所述催化劑為負載在活性炭上的環(huán)烷酸鈷，所述空 氣中含有50?150mL/L的HC1水溶液。
[0006] 本發(fā)明方法中，氧化反應流出物分離后，分別得到氧化石蠟、尾氣，所述尾氣中含 有低分子醇、醛、羧酸等物質(zhì)，其中尾氣通過冷凝器進行分離，分離出的空氣可以循環(huán)回氧 化反應區(qū)重復使用。
[0007] 本發(fā)明方法中，氧化反應條件為，反應壓力為1?lOMPa，優(yōu)選5?8MPa;反應溫度 為125?180°C，優(yōu)選130?170°C;體積空速0? 3?1.OtT1，優(yōu)選0? 4?0? 71T1 ;空氣與液 相在標準狀態(tài)下的體積比為100 :1?1200 :1，優(yōu)選600 :1?1000 :1。
[0008] 本發(fā)明方法中，旋轉(zhuǎn)床的轉(zhuǎn)速為0?5000轉(zhuǎn)/分，優(yōu)選為150?2000轉(zhuǎn)/分。 [0009] 本發(fā)明方法中，反應物料在反應器內(nèi)停留時間為60?6000秒，優(yōu)選為120?600 秒。
[0010] 本發(fā)明方法中，氧化反應使用的空氣中含有60?100mL/L的的HC1水溶液。
[0011] 本發(fā)明方法中，所述石蠟含油量不大于2wt%，優(yōu)選不大于1. 5wt% ;石蠟原料可以 為46#、52#、56#、58#、60#、62#、64#、66#、68#、70#半精煉或全精煉石蠟的一種或幾種。
[0012] 本發(fā)明方法中，催化劑以改性活性炭為載體，以催化劑質(zhì)量計含活性組分環(huán)烷酸 鈷20%?50%，優(yōu)選30%?50%。
[0013] 本發(fā)明方法中，所述改性活性炭是將活性炭進行超聲波處理后得到的。
[0014] 本發(fā)明所用催化劑的制備方法如下：首先將環(huán)烷酸鈷在溶劑中溶解，然后將改性 活性炭加入到含有環(huán)烷酸鈷的溶劑中，室溫下浸2?8h，蒸餾除去溶劑，所得的固體在60? 120°C下干燥2?5h，制得所述催化劑；所述的溶劑為汽油、石腦油、甲苯、石油醚中的一種 或幾種，優(yōu)選石油醚。
[0015] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明氧化石蠟的制備方法采用固定床氧化工藝，可以實現(xiàn)連 續(xù)生產(chǎn)，可以在更低的反應溫度下實現(xiàn)氧化反應，不會造成石蠟碳鏈的裂解，對石蠟氧化有 非常高的催化活性和目的產(chǎn)物選擇性，工藝過程能耗低，操作簡單靈活，由于空氣中含有少 量的鹽酸，可提高催化劑選擇性，以提高目的產(chǎn)物羧酸的含量，同時最大限度的抑制副反 應醇、醛的生成。本發(fā)明方法中，采用旋轉(zhuǎn)床反應器作為石蠟氧化反應的設備，并且將催化 劑以填料的形式裝填成旋轉(zhuǎn)床的床層，大幅提高了石蠟與催化劑的接觸效率，大大縮短了 反應時間，并且提_ 了目的廣品收率。
【具體實施方式】
[0016] 下面結合具體實施例對本發(fā)明方法進行詳細的說明。石蠟溶化后與空氣混合進入 反應器，進行氧化反應，反應產(chǎn)物進行分離，分別得到氧化石蠟、尾氣、空氣，其中分離出的 空氣可引入氧化反應區(qū)進行循環(huán)使用。
[0017] 本發(fā)明中，所用原料性質(zhì)見表1，反應條件見表2，所得產(chǎn)品性質(zhì)見表2. 下面通過具體實施例說明本發(fā)明方法的具體內(nèi)容和效果。
[0018] 催化劑的制備：首先將活性炭放入超聲波設備中處理30min，然后將1000g環(huán)烷酸 鈷溶解于600mL溶劑石油醚中（所述石油醚沸程為60?90°C)，然后將改性活性炭500g加 入到含有環(huán)烷酸鈷的溶劑中，室溫下浸2?8h，蒸餾除去溶劑，所得的固體在60?120°C下 干燥2?5h，制得所述催化劑。催化劑體系為環(huán)烷酸鈷/活性炭，其性質(zhì)如下：環(huán)烷酸鈷含 量45%，比表面2500m2/g，平均孔半徑38nm。
[0019] 實施例1 本實施例采用原料1，所用空氣中含有70mL/L的的HC1水溶液，具體反應條件和產(chǎn)品性 質(zhì)見表2。。
[0020] 實施例2 采用原料2,所用空氣中含有90mL/L的的HC1水溶液，具體反應條件和產(chǎn)品性質(zhì)見表 2〇
[0021] 實施例3 與實施例1相同，所用空氣中含有70mL/L的的HC1水溶液，不同之處為反應條件不同， 具體反應條件見表2。
[0022] 對比例1 與實施例1相同，不同之處為空氣中不含有HC1水溶液。
[0023] 對比例2 采用傳統(tǒng)的石蠟氧化工藝，所用催化劑為高錳酸鉀溶液，采用傳統(tǒng)的反應設備。采用傳 統(tǒng)的反應設備，其余與實施例1相同。對比例2反應條件為反應溫度170°C，反應時間4h， 空氣流量6.OL/h，反應產(chǎn)物中含有催化劑殘渣。
[0024] 表1原料性質(zhì)
【主權項】
1. 一種制備氧化石蠟的工藝方法，其特征在于包括如下內(nèi)容：以旋轉(zhuǎn)床反應器作為反 應設備，所述旋轉(zhuǎn)床由耐腐蝕框架和床層構成，床層由催化劑填料構成，以液體石蠟為原 料，在空氣存在的條件下進行氧化反應，所述催化劑為負載在改性活性炭上的環(huán)烷酸鈷，所 述空氣中含有50?150mL/L的HCl水溶液。
2. 按照權利要求1所述的方法，其特征在于：所述的石蠟含油量不大于2wt%。
3. 按照權利要求1所述的方法，其特征在于：所述的石蠟含油量不大于I. 5wt%。
4. 按照權利要求1所述的方法，其特征在于：所述的石蠟為46#、52#、56#、58#、60#、 62#、64#、66#、68#、70#半精煉或全精煉石蠟的一種或幾種。
5. 按照權利要求1所述的方法，其特征在于：氧化反應條件為：反應壓力為1?lOMPa， 優(yōu)選5?8MPa ;反應溫度為125?180°C，優(yōu)選130?170°C ;體積空速0. 3?I. OtT1，優(yōu)選 0. 4?0. 71Γ1 ;空氣與液相在標準狀態(tài)下的體積比為100 :1?1200 :1，優(yōu)選600 :1?1000 : 1〇
6. 按照權利要求1或5所述的方法，其特征在于：氧化反應條件為：反應壓力為5? 8MPa ;反應溫度為130?170°C ;體積空速0. 4?0. 71Γ1 ;空氣與液相在標準狀態(tài)下的體積 比為 100 :1 ?1200 :1。
7. 按照權利要求1所述的方法，其特征在于：所述催化劑以改性活性炭為載體，以催化 劑質(zhì)量計含活性組分環(huán)烷酸鈷20%?50%，優(yōu)選30%?50%。
8. 按照權利要求1所述的方法，其特征在于：所述空氣中含有60?lOOmL/L的HCl水 溶液。
9. 按照權利要求1所述的方法，其特征在于：旋轉(zhuǎn)床的轉(zhuǎn)速為0?5000轉(zhuǎn)/分，優(yōu)選 為150?2000轉(zhuǎn)/分。
10. 按照權利要求1所述的方法，其特征在于：反應物料在反應器內(nèi)停留時間為60? 6000秒，優(yōu)選為120?600秒。
11. 按照權利要求1所述的方法，其特征在于：催化劑的制備方法為首先將環(huán)烷酸鈷在 溶劑中溶解，然后將改性活性炭加入到含有環(huán)烷酸鈷的溶劑中，室溫下浸2?8h，蒸餾除去 溶劑，所得的固體在60?120°C下干燥2?5h，制得所述催化劑。
12. 按照權利要求1所述的方法，其特征在于：所述改性活性炭是將活性炭進行超聲波 處理后得到的。
13. 按照權利要求11所述的方法，其特征在于：所述溶劑為汽油、石腦油、甲苯、石油醚 中的一種或幾種，優(yōu)選石油醚。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種制備氧化石蠟的工藝方法，其特征在于包括如下內(nèi)容：以旋轉(zhuǎn)床反應器作為反應設備，所述旋轉(zhuǎn)床由耐腐蝕框架和床層構成，床層由催化劑填料構成，以液體石蠟為原料，在空氣存在的條件下進行氧化反應，所述催化劑為負載在改性活性炭上的環(huán)烷酸鈷，所述空氣中含有50～150mL/L的HCl水溶液。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明可實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，反應溫度低，反應活性高，目的產(chǎn)物收率高。
【IPC分類】C10G73-38
【公開號】CN104593072
【申請?zhí)枴緾N201310532410
【發(fā)明人】張志銀, 全輝, 姚春雷, 孫國權, 林振發(fā), 趙威
【申請人】中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2013年11月4日