專利名稱：以費(fèi)-托合成產(chǎn)物制備相變材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于特種蠟技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及以費(fèi)-托(F-T)合成產(chǎn)物制備系列正構(gòu) 烷烴相變材料的方法。
背景技術(shù)：
世界上能源供應(yīng)以石油、天然氣、煤等礦物燃料為主，隨著這些不可再生資源儲(chǔ)量 的減少、價(jià)格升高，對(duì)各種替代能源的研究不斷加強(qiáng)；而且使用這些礦物燃料引起的環(huán)境問(wèn) 題日趨嚴(yán)重，對(duì)節(jié)能和太陽(yáng)能等的利用受到廣泛重視。同時(shí)，隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)居住 舒適度的要求越來(lái)越高，這又要求消耗更多的能源。費(fèi)-托(F-T)合成技術(shù)是1923年發(fā)明的，1936年在德國(guó)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。二十世紀(jì) 九十年代以來(lái)，F(xiàn)-T合成工藝及催化劑都取得了突破性的進(jìn)展，由煤或天然氣合成液體油品 的技術(shù)得到更廣泛應(yīng)用。作為社會(huì)運(yùn)行成本最低的替代能源，F(xiàn)-T合成技術(shù)越來(lái)越受到各 國(guó)的關(guān)注。國(guó)內(nèi)外在利用相變材料(簡(jiǎn)稱PCM，Phase Change Material)儲(chǔ)存太陽(yáng)能和低價(jià)電 能方面的研究是目前非常活躍的領(lǐng)域。這些研究是利用相變材料在熔化或凝固過(guò)程中溫度變 化不大，但吸收或釋放的潛熱卻很大的特性，將其與建筑材料結(jié)合使用，可以起到減小室溫波 動(dòng)、利用太陽(yáng)能取暖以減少空調(diào)和采暖系統(tǒng)能耗或利用夜間低價(jià)電能維持居室溫度等作用， 從而作到充分利用能源、降低污染并滿足居住舒適的目的。同時(shí)，將相變材料用于纖維織物、 電器保護(hù)等諸多領(lǐng)域的研究也在進(jìn)行中。例如，專利CN200410046099. 5石蠟相變隔熱砂漿及 其制備方法，介紹將蠟類相變材料乳化后混入砂漿中，該材料具有蓄熱調(diào)溫功能，保溫性能優(yōu) 異，隔熱性能好，可廣泛用于工業(yè)和民用建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱工程中，尤其適用于夏熱冬 冷地區(qū)及夏熱冬暖地區(qū)建筑物的保溫隔熱工程；專利CN200410101555. 1 一種石蠟類復(fù)合定 形相變材料及制備方法，利用相變溫度為44 50°C的蠟類相變材料制備出無(wú)需容器封裝，能 夠直接接觸傳熱介質(zhì)水的儲(chǔ)能材料；專利CN200710014607. 5相變儲(chǔ)能纖維及其制備方法，介 紹將相變溫度10 60°C混入纖維中制備相變儲(chǔ)能纖維，該方法工藝簡(jiǎn)單，有效的降低了纖維 加工過(guò)程中相變材料的流失，提高了制得的纖維內(nèi)相變材料的含量，相變儲(chǔ)能纖維的相變儲(chǔ) 能功能和纖維的物理機(jī)械性能優(yōu)良。按化學(xué)組成的不同，可以將相變材料分為無(wú)機(jī)相變材料和有機(jī)相變材料，在人類 日常生活中所能接觸到的0°c 50°C范圍內(nèi)，有機(jī)相變材料更有優(yōu)勢(shì)。與其它醇、酸、酯等 相變材料相比，蠟類相變材料具有相變潛熱高、價(jià)格相對(duì)較低等優(yōu)勢(shì)。但目前相變材料使用 的石蠟類物質(zhì)來(lái)源于石油，需要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的提純和精制過(guò)程，不僅生產(chǎn)成本高，而且對(duì)于相 變材料來(lái)說(shuō)仍存在一定數(shù)量的非適宜組分，如油類等，這些非適宜組分的存在影響了相變 材料的使用性能。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種以F-T合成產(chǎn)品為原料制備系列正構(gòu)烷烴相變材料的方法。作為相變材料，從使用性能上說(shuō)，要求有適宜的相變溫度和大的相變潛熱，石蠟類 相變材料不僅生產(chǎn)成本高，而且由于其中含有一定量的非適宜組分，這些非適宜組分的相 變溫度與石蠟的相變溫度不同，影響了相變材料的使用性能。F-T合成技術(shù)主要包括高溫合成技術(shù)和低溫合成技術(shù)，其中低溫F-T合成技術(shù)中， 其產(chǎn)物的重組分主要為正構(gòu)烷烴，同時(shí)含有一定量的稀烴和含氧化合物，該產(chǎn)物本身不適 宜做為相變材料。本發(fā)明通過(guò)研究分析F-T合成產(chǎn)物的組成及性質(zhì)，確定適宜的制備方法， 得到高性能的相變材料。本發(fā)明以費(fèi)-托合成產(chǎn)物制備相變材料的方法包括如下內(nèi)容以正構(gòu)烷烴重量含 量大于85% (優(yōu)選正構(gòu)烷烴含量大于95%)的F-T合成產(chǎn)物為原料，在催化劑存在下進(jìn)行 加氫轉(zhuǎn)化，將其中的烯烴和含氧化合物轉(zhuǎn)化為相變材料的適宜組分；加氫產(chǎn)物再經(jīng)蒸餾，按 5 20°C餾分寬度制備240 400°C范圍內(nèi)的餾分，各餾分或任意餾分的混合物即可作為所 需相變材料。本發(fā)明以費(fèi)-托合成產(chǎn)物制備相變材料的方法中，蒸餾采用減壓蒸餾方法，蒸餾 得到的各餾分可以作為相變材料，當(dāng)一個(gè)餾分的相變溫度不能滿足使用要求時(shí)，可將相臨 或不相臨的餾分按不同比例混合，即可制備出相變溫度連續(xù)變化的系列相變材料，混合的 比例一般根據(jù)不同餾分的相變溫度以及相變材料要求的相變溫度具體確定，優(yōu)選相臨餾分 (熔點(diǎn)相臨的餾分)進(jìn)行混合使用。本發(fā)明以費(fèi)-托合成產(chǎn)物制備相變材料的一種具體方法如下(I)F-T合成產(chǎn)物經(jīng)減壓蒸餾制備沸點(diǎn)220°C 420°C餾分。(2)將上述所得餾分在催化劑作用下進(jìn)行加氫轉(zhuǎn)化，將其中的烯烴和含氧化合物 轉(zhuǎn)化。該加氫轉(zhuǎn)化過(guò)程操作條件為壓力3 lOMPa、溫度150 300°C、體積空速0. 2 2. OLHSV 和氫液體積比 100 1000，加氫轉(zhuǎn)化催化劑為 Ni/Al203、W_Ni/Al203、Mo_Ni/Al203、 W-Mo-NiAl2O3催化劑等，催化劑中活性金屬組分以氧化物計(jì)的重量含量為20% 70%，催 化劑可以按本領(lǐng)域常規(guī)方法制備，催化劑使用時(shí)可以根據(jù)需要按照本領(lǐng)域常規(guī)方法將活性 金屬氧化物還原或硫化，以提高催化劑活性。(3)將上述經(jīng)加氫轉(zhuǎn)化所得產(chǎn)物在具有15塊理論塔板以上的蒸餾裝置中按5 20°C的餾分寬度制取240 400°C餾分，產(chǎn)物可作為正構(gòu)烷烴相變材料。(4)根據(jù)正構(gòu)烷烴相變溫度具有加合性的特點(diǎn)，將上述各餾分的正構(gòu)烷烴相變材 料按比例進(jìn)行混合，即可根據(jù)需要方便地生產(chǎn)相變溫度在0°c 50°C范圍任意變化的系列女口廣 PFt ο本發(fā)明方法制備的相變材料中正構(gòu)烷烴重量含量為95%以上，優(yōu)選為98%以上， 可以獲得在0°c 50°C范圍內(nèi)任意相變溫度的系列相變材料產(chǎn)品。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)研究分析F-T合成產(chǎn)物的組成和性質(zhì)，其中的稀烴及含氧 化合物可以通過(guò)加氫方法轉(zhuǎn)化為相變材料的適宜組分(正構(gòu)烷烴)，同時(shí)不產(chǎn)生其它雜質(zhì)， 是性能優(yōu)良的相變材料，該方法克服了其它分離提純方法流程長(zhǎng)、分離效果差、易引入其它 雜質(zhì)、收率低等不足。結(jié)合蒸餾等操作，可以獲得相變潛熱高、相變溫度連續(xù)可調(diào)的相變材 料，并且很容易生產(chǎn)出性能相近的系列產(chǎn)品。這些相變材料可用于纖維織物、建筑節(jié)能、電 器保護(hù)等諸多領(lǐng)域。具體實(shí)施例方式本發(fā)明通過(guò)選用適宜的低溫F-T合成產(chǎn)物為原料，經(jīng)加氫轉(zhuǎn)化、減壓蒸餾(混合) 等工藝過(guò)程制備相變潛熱大、相變溫度連續(xù)可調(diào)的系列正構(gòu)烷烴相變材料。這些相變材料 可用于諸多領(lǐng)域。以下通過(guò)實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的系列正構(gòu)烷烴相變材料的制備方法。實(shí)施例1(1)以中國(guó)石油化工股份有限公司低溫F-T合成實(shí)驗(yàn)裝置產(chǎn)物為原料，在具有17 塊理論塔板的蒸餾裝置中，經(jīng)減壓蒸餾制備沸點(diǎn)220°C 420°C餾分。該餾分中正構(gòu)烷烴重 量含量為95%，稀烴重量含量為2 %，含氧化合物重量含量為3%。(2)將上述所得餾分在FHJ-2催化劑(一種Ni/Al203商業(yè)催化劑，撫順石油化工研 究院研制生產(chǎn)，以氧化物計(jì)活性金屬鎳含量為40%，催化劑在使用前進(jìn)行常規(guī)還原處理) 作用下在5MPa、20(TC、l. OLHSV和氫液比500條件下進(jìn)行加氫轉(zhuǎn)化以轉(zhuǎn)化其中的烯烴和含 氧化合物，加氫產(chǎn)物中正構(gòu)烷烴重量含量接近100%。(3)將上述經(jīng)加氫轉(zhuǎn)化所得產(chǎn)物在具有17塊理論塔板的蒸餾裝置中，在 1. 33X IO3Pa壓力下，以5°C為間隔制備240 400°C的餾分。各段餾分產(chǎn)物熔點(diǎn)如表1所 示，各餾分即可以作為相應(yīng)相變溫度的相變材料。表1實(shí)施例1減壓蒸餾產(chǎn)物熔點(diǎn)
權(quán)利要求
1.一種以費(fèi)-托合成產(chǎn)物制備相變材料的方法，其特征在于以正構(gòu)烷烴重量含量大 于85%的F-T合成產(chǎn)物為原料，在催化劑存在下進(jìn)行加氫轉(zhuǎn)化，將其中的烯烴和含氧化合 物轉(zhuǎn)化為相變材料的適宜組分；加氫產(chǎn)物再經(jīng)蒸餾，按5 20°C餾分寬度制備240 400°C 范圍內(nèi)的餾分，各餾分或任意餾分的混合物即為相變材料。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的F-T合成產(chǎn)物中的正構(gòu)烷烴含量 大于95%。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于F-T合成產(chǎn)物進(jìn)行減壓蒸餾制備沸點(diǎn) 220°C 420°C餾分作為加氫轉(zhuǎn)化的原料。
4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于加氫轉(zhuǎn)化過(guò)程操作條件為壓力3 lOMPa、溫度150 300°C、體積空速0. 2 2. OLHSV和氫液體積比100 1000，加氫轉(zhuǎn)化催 化劑為 Ni/Al203、w-Ni/Al203、 Mo_Ni/Al203、w-Mo-Ni/Al203 催化劑。
5.按照權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述的加氫轉(zhuǎn)化催化劑中活性金屬組分 以氧化物計(jì)的重量含量為20% 70%。
6.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于加氫產(chǎn)物蒸餾在具有15塊理論塔板以上 的蒸餾裝置中進(jìn)行。
7.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于以熔點(diǎn)相臨餾分的混合物制備相變材料。
8.—種權(quán)利要求1所述方法制備的相變材料，其特征在于相變材料中正構(gòu)烷烴重量 含量為95%以上。
9.按照權(quán)利要求8所述的相變材料，其特征在于相變材料中正構(gòu)烷烴重量含量為 98%以上。
10.按照權(quán)利要求8所述的相變材料，其特征在于相變材料的相變溫度在0°C 50°C 范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種以費(fèi)-托合成產(chǎn)物制備相變材料的方法，以正構(gòu)烷烴重量含量大于85％的F-T合成產(chǎn)物為原料，在催化劑存在下進(jìn)行加氫轉(zhuǎn)化，將其中的烯烴和含氧化合物轉(zhuǎn)化為相變材料的適宜組分；加氫產(chǎn)物再經(jīng)蒸餾，按5～20℃餾分寬度制備240～400℃范圍內(nèi)的餾分，各餾分或任意餾分的混合物即為相變材料。本發(fā)明方法過(guò)程簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，制備的相變材料具有相變潛熱大、相變溫度連續(xù)可調(diào)等特點(diǎn)，尤其適于制備系列相變材料。這些相變材料可用于纖維織物、建筑節(jié)能、電器保護(hù)等諸多領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C10G67/02GK102041090SQ20091020425
公開(kāi)日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2009年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月21日
發(fā)明者孫劍鋒, 張志銀, 袁平飛, 高蒿 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院