一種氧化微晶蠟的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種氧化微晶蠟的制備方法，屬蠟氧化工藝技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著各行各業(yè)對特種蠟的需求，用氧化方法對微晶蠟進(jìn)行化學(xué)改性以獲 得具有更高附加值的改性蠟受到了普遍重視。因?yàn)槲⒕炑趸缶哂辛己玫娜榛?、顏?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 化微晶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(yīng)用。
[0003] 20世紀(jì)80年代以前，微晶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?jiān)⑶也蝗菀讖漠a(chǎn)品中除去。目前，工業(yè)上生產(chǎn)氧化微晶蠟的工藝過程是 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(jìn)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(yīng)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(fù)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(yīng)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(guān)重要。
[0004]CN102921447A提出了一種以SPA-15為載體，硝酸鈷為活性組分的石蠟催化劑的 制備方法，SPA-15雖然具有很高的孔半徑，但由于其化學(xué)反應(yīng)活性不高，而大大限制了其實(shí) 際應(yīng)用范圍；另外，微晶蠟組成中異構(gòu)烴含量高達(dá)90%以上，分子量比石蠟大的多，而且，異 構(gòu)烴遠(yuǎn)比直鏈烴難氧化，因此，上述專利催化劑還不適于微晶蠟的氧化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種氧化微晶蠟的制備方法，本發(fā)明方法反應(yīng) 效率高，所得產(chǎn)品質(zhì)量好。
[0006] 本發(fā)明提供一種氧化微晶蠟的制備方法，包括如下內(nèi)容：以旋轉(zhuǎn)床反應(yīng)器作為反 應(yīng)設(shè)備，所述旋轉(zhuǎn)床由耐腐蝕框架和床層構(gòu)成，床層由催化劑填料構(gòu)成，以微晶蠟為原料， 在空氣存在的條件下進(jìn)行氧化反應(yīng)，所述催化劑為負(fù)載在改性活性炭上的高錳酸鉀，所述 空氣中含有50?150mL/L的HC1水溶液。
[0007] 本發(fā)明方法中，氧化反應(yīng)流出物分離后，分別得到氧化微晶蠟、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(jìn)行分離，分離出的空氣可以循環(huán)回 氧化反應(yīng)區(qū)重復(fù)使用。
[0008] 本發(fā)明方法中，氧化反應(yīng)使用的空氣中含有60?100mL/L的的HC1水溶液。
[0009] 本發(fā)明方法中，所述微晶錯含油量不大于5wt%，優(yōu)選不大于3. 5wt% ;微晶錯原料 可以為75#、80#、85#、90#微晶蠟的一種或幾種。
[0010] 本發(fā)明方法中，氧化反應(yīng)條件為：反應(yīng)壓力為1?lOMPa，優(yōu)選5?lOMPa;反應(yīng)溫 度為140?190°C，優(yōu)選150?190°C;體積空速0. 3?1.OtT1，優(yōu)選0. 4?0. 71T1 ;空氣與 液相在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積比為100 :1?1200 :1，優(yōu)選600 :1?1000 :1。
[0011] 本發(fā)明方法中，旋轉(zhuǎn)床的轉(zhuǎn)速為〇?5000轉(zhuǎn)/分，優(yōu)選為150?2000轉(zhuǎn)/分。
[0012] 本發(fā)明方法中，反應(yīng)物料在反應(yīng)器內(nèi)停留時間為60?6000秒，優(yōu)選為120?600 秒。
[0013] 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)量計含活性組分高錳酸 鉀10%?25%，優(yōu)選15%?25%。所述改性活性炭是將活性炭進(jìn)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：首先將高錳酸鉀溶解在水中，制成不同濃度 的水溶液，然后將改性活性炭加入到高錳酸鉀水溶液中，室溫下浸2?8h，蒸餾除去水，所 得的固體在120°C下干燥4h，制得所述催化劑。
[0015] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明氧化微晶蠟的制備方法采用固定床氧化工藝，可以實(shí)現(xiàn) 連續(xù)生產(chǎn)，可以在更低的反應(yīng)溫度下實(shí)現(xiàn)氧化反應(yīng)，不會造成微晶蠟碳鏈的裂解，對微晶蠟 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，提高了目的產(chǎn)物羧酸的轉(zhuǎn)化率，同時最大限度的抑 制副反應(yīng)醇、醛的生成。本發(fā)明方法中，采用旋轉(zhuǎn)床反應(yīng)器作為微晶蠟氧化反應(yīng)的設(shè)備，并 且將催化劑以填料的形式裝填成旋轉(zhuǎn)床的床層，大幅提高了微晶蠟與催化劑的接觸效率， 大大縮短了反應(yīng)時間，并且提高了目的產(chǎn)品收率。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明方法進(jìn)行詳細(xì)的說明。微晶蠟溶化后與空氣混合進(jìn) 入反應(yīng)器，進(jìn)行氧化反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行分離，分別得到氧化微晶蠟、尾氣、空氣，其中分離 出的空氣可引入氧化反應(yīng)區(qū)進(jìn)行循環(huán)使用。
[0017]本發(fā)明中，所用原料性質(zhì)見表1，反應(yīng)條件見表2，所得產(chǎn)品性質(zhì)見表2. 下面通過具體實(shí)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(shè)備中處理30min，然后將改性活性炭 500g加入到1000mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為55%的高錳酸鉀溶液中，室溫下浸2?8h，蒸餾除去水，所 得的固體在120°C下干燥4h，制得所述催化劑。催化劑體系為高錳酸鉀/活性炭，其性質(zhì)如 下：高錳酸鉀含量40%，比表面2500m2/g，平均孔半徑40nm。
[0019] 實(shí)施例1 本實(shí)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(yīng)條件和產(chǎn)品性 質(zhì)見表2。
[0020] 實(shí)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(yīng)條件和產(chǎn)品性質(zhì) 見表2。
[0021] 實(shí)施例3 與實(shí)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(yīng)條件 不同，具體反應(yīng)條件見表2。
[0022] 對比例1 與實(shí)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(yīng)設(shè)備，其余與 實(shí)施例1相同。對比例2反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度175°C，反應(yīng)時間4h，空氣流量6.OL/h，反應(yīng) 產(chǎn)物中含有催化劑殘?jiān)?br>[0024] 表1原料性質(zhì)
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種氧化微晶蠟的制備方法，其特征在于包括如下內(nèi)容：以旋轉(zhuǎn)床反應(yīng)器作為反應(yīng) 設(shè)備，所述旋轉(zhuǎn)床由耐腐蝕框架和床層構(gòu)成，床層由催化劑填料構(gòu)成，以微晶蠟為原料，在 空氣存在的條件下進(jìn)行氧化反應(yīng)，所述催化劑為負(fù)載在改性活性炭上的高錳酸鉀，所述空 氣中含有50?150mL/L的HCl水溶液。
2. 按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述的微晶蠟含油量不大于5%。
3. 按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述的微晶蠟含油量不大于3. 5%。
4. 按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述的微晶蠟為75#、80#、85#、90#微晶 蠟的一種或幾種。
5. 按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：氧化反應(yīng)條件為：反應(yīng)壓力為1?lOMPa， 反應(yīng)溫度為140?190°C，體積空速0.3?l.OtT 1，空氣與液相在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積比為 100 :1 ?1200 :1。
6. 按照權(quán)利要求1或5所述的方法，其特征在于：氧化反應(yīng)條件為：反應(yīng)壓力為5? IOMPa ;反應(yīng)溫度為150?190°C;體積空速0. 4?0. 71Γ1 ;空氣與液相在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積 比為 600 :1 ?1000 :1。
7. 按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：催化劑以活性炭為載體，以催化劑質(zhì)量計 含活性組分高錳酸鉀10%?25%，優(yōu)選15%?25%。
8. 按照權(quán)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(quán)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(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：反應(yīng)物料在反應(yīng)器內(nèi)停留時間為60? 6000秒，優(yōu)選為120?600秒。
11. 按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：催化劑的制備方法如下：首先將高錳酸 鉀溶解在水中，制成不同濃度的水溶液，然后將改性活性炭加入到高錳酸鉀水溶液中，室溫 下浸2?8h，蒸餾除去水，所得的固體在120°C下干燥4h，制得所述催化劑。
12. 按照權(quán)利要求1或11所述的方法，其特征在于：所述改性活性炭是將活性炭進(jìn)行 超聲波處理后得到的。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種氧化微晶蠟的制備方法，包括如下內(nèi)容：以旋轉(zhuǎn)床反應(yīng)器作為反應(yīng)設(shè)備，所述旋轉(zhuǎn)床由耐腐蝕框架和床層構(gòu)成，床層由催化劑填料構(gòu)成，以微晶蠟為原料，在空氣存在的條件下進(jìn)行氧化反應(yīng)，所述催化劑為負(fù)載在活性炭上的高錳酸鉀，所述空氣中含有50～150mL/L的HCl水溶液。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，反應(yīng)溫度低，反應(yīng)活性高，目的產(chǎn)物收率高。
【IPC分類】C10G73-42
【公開號】CN104593073
【申請?zhí)枴緾N201310532442
【發(fā)明人】張志銀, 全輝, 姚春雷, 孫國權(quán), 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