石蠟加氫精制

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1、石蠟加氫技術(shù)的研究摘要本文介紹了石蠟的基本性質(zhì)及分類(lèi)，并對(duì)石蠟加氫技術(shù)的原理、工藝、應(yīng)用及有關(guān)裝置進(jìn)行初步研究。關(guān)鍵詞石蠟；石蠟加氫；催化劑；精制石蠟類(lèi)產(chǎn)品廣泛地應(yīng)用于造紙、食品、蠟燭及冶金、電子等多種領(lǐng)域。我國(guó)是石蠟生產(chǎn)大國(guó),其總產(chǎn)量和出口量均居于世界榜首。石蠟加工工藝經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展,在早期的冷榨、發(fā)汗、白土吸附等工藝的基礎(chǔ)上逐漸開(kāi)發(fā)出了溶劑脫蠟、溶劑噴霧脫油、加氫精制等新工藝。其中石蠟加氫精制工藝生產(chǎn)的石蠟具有質(zhì)量好、收率高、操作靈活以及環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn),成為世界各國(guó)普遍采用的主要精制工藝。1、石蠟1.1石蠟簡(jiǎn)介石蠟是礦

2、物蠟的一種，也是石油蠟的一種；它是從原油蒸餾所得的潤(rùn)滑油餾分經(jīng)溶劑精制、溶劑脫蠟或經(jīng)蠟冷凍結(jié)晶、壓榨脫蠟制得蠟膏，再經(jīng)溶劑脫油、精制而得的片狀或針狀結(jié)晶。又稱(chēng)晶形蠟，碳原子數(shù)約為18～30的烴類(lèi)混合物，主要組分為直鏈烷烴（約為80％～95％），還有少量帶個(gè)別支鏈的烷烴和帶長(zhǎng)側(cè)鏈的單環(huán)環(huán)烷烴（兩者合計(jì)含量20％以下）。主要質(zhì)量指標(biāo)為熔點(diǎn)和含油量，前者表示耐溫能力，后者表示純度。其中以前二者用途較廣，主要用作食品及其他商品（如蠟紙、蠟筆、蠟燭、復(fù)寫(xiě)紙）的組分及包裝材料，烘烤容器的涂敷料、化妝品原料，用于水果保鮮、提高橡膠抗老化性和增

3、加柔韌性、電器元件絕緣、精密鑄造等方面，也可用于氧化生成合成脂肪酸。1.2石蠟的分類(lèi)根據(jù)加工精制程度不同，可分為全精煉石蠟、半精煉石蠟和粗石蠟3種。粗石蠟含油量較高，主要用于制造火柴、纖維板、篷帆布等。半精煉石蠟為顆粒狀白色固體.其相對(duì)密度隨熔點(diǎn)的上升而增加。產(chǎn)品化學(xué)穩(wěn)定性好，含油量適中，具有良好的防潮和絕緣性能，可塑性好。半精煉石蠟生產(chǎn)的蠟燭火焰集中，無(wú)煙，不流淚。用于蠟燭、蠟筆、蠟紙，一般電訊器材以及短路及輕工，化工原料。1.3石蠟的性質(zhì)1.3.1石蠟的化學(xué)性質(zhì)化學(xué)中，石蠟是固態(tài)高級(jí)烷烴混合物的俗名，分子式CnH2n+2，其

4、中n=20-40。碳原子數(shù)約為18～30的烴類(lèi)混合物，主要組分為直鏈烷烴（約為80％～95％），還有少量帶個(gè)別支鏈的烷烴和帶長(zhǎng)側(cè)鏈的單環(huán)環(huán)烷烴（兩者合計(jì)含量20％以下）。石蠟不與常見(jiàn)的化學(xué)試劑反應(yīng)，但可以燃燒。1.3.2石蠟的物理性質(zhì)石蠟又稱(chēng)晶形蠟，通常是白色、無(wú)色無(wú)味的蠟狀固體，熔點(diǎn)在47°C-64°C，密度約0.9g/cm3。它不溶于水，但可溶于醚、苯和某些酯中。純石蠟是很好的絕緣體，其電阻率為1013-1017歐姆·米，比除某些塑料（尤其是特富龍）外的大多數(shù)材料都要高。石蠟也是很好的儲(chǔ)熱材料，其比熱容為2.14–2.9J·

5、g–1·K–1，熔化熱為200–220J·g–1。石蠟是蠟燭的主要成分[1]。2、石蠟加氫精制技術(shù)2.1石蠟加氫精致的原理石蠟加氫精制是在不改變?cè)舷灥幕窘Y(jié)構(gòu)和主要理化性質(zhì)的基礎(chǔ)上,將原料石蠟在有氫氣、催化劑及最佳工藝條件下生產(chǎn)高品質(zhì)石蠟的過(guò)程。石蠟制通過(guò)特殊的化學(xué)反應(yīng)將原料石蠟中的硫、氮、氧等非烴類(lèi)雜質(zhì)加氫脫除，將原料中的不飽和烴類(lèi)加氫飽和。經(jīng)過(guò)加氫精制后的原料石蠟,其穩(wěn)定性、色度、針人度、使用性能等都得到顯著的改善,同時(shí)稠環(huán)芳烴的飽和降低了對(duì)人體的致癌性[1]。2.2石蠟加氫精制催化劑及工藝研究有的工藝采用了自行研制的HW

6、-1石蠟加氫精制催化劑。該催化劑是以二氧化鈦為載體，經(jīng)過(guò)特殊方法處理制備而成，具有金屬含量高，孔結(jié)構(gòu)適宜，機(jī)械強(qiáng)度好等特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)在100ml小型加氫裝置上進(jìn)行。在不同工藝條件下，分別以四種原料蠟經(jīng)加熱升溫后，與氫氣混合，進(jìn)入加氫反應(yīng)器，在反應(yīng)器中進(jìn)行加氫精制反應(yīng)，經(jīng)篩選得到最優(yōu)工藝條件。試驗(yàn)結(jié)果證明，得到的產(chǎn)品蠟主要性質(zhì)均符合GB7189-94食品級(jí)石蠟指標(biāo)要求，說(shuō)明新開(kāi)發(fā)的HW-1石蠟加氫精制技術(shù)對(duì)不同性質(zhì)的原料適應(yīng)性較強(qiáng)[2]。另一種工藝是采用石蠟加氫精制催化劑及加氫異構(gòu)催化劑兩種催化劑級(jí)配裝填的加氫精制方法，在石蠟加氫精制

7、條件下，石蠟原料順次與兩種催化劑接觸，在獲得低硫氮、低稠環(huán)芳烴含量的精制石蠟產(chǎn)品的同時(shí)，可以降低石蠟原料的正構(gòu)烷烴含量，改善石蠟韌性差、易碎裂的缺點(diǎn)。依照本發(fā)明方法生產(chǎn)的石蠟可以用于食品、藥品和化妝品[3]。2.3球形石蠟加氫催化劑在固定床反應(yīng)器中，催化劑顆粒的形狀和大小影響反應(yīng)體系的壓降，對(duì)于一定的等價(jià)直徑，各種形狀的催化劑引起壓降的次序是：環(huán)形<球形<片狀<碎粒，其中，球形催化劑便于操作，也易于裝卸反應(yīng)器和催化劑篩分，而且在自然裝填中球形催化劑更接近于密相裝填，F(xiàn)RIPP的481-2B和FV-1石蠟加氫催化劑均為球形催化劑。

8、但傳統(tǒng)球形催化劑制備過(guò)程復(fù)雜，收率低，并有氨氮污染問(wèn)題，不符合環(huán)境保護(hù)要求，481-2B和FV-1加氫催化劑因此而停產(chǎn)。FRIPP研制的FV-10和FV-20催化劑為三葉草形催化劑。繼FV-10和FV-20催化劑實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用后，F(xiàn)RIPP開(kāi)展了新球形石蠟加氫催化