CN103805278B - 一种蜡质温控阀用烃类介质的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种蜡质温控阀用烃类介质的制备方法。本发明的目的产物是利用含有C10～C18成分的石油蜡类物质为原料，经减压蒸馏、间隔取馏分并混合等工艺制备的。使用该产物制备的蜡质自动温控阀可用于需要在-7～0℃范围内控温，且要求行程均匀线性的温控阀，特别是用于通过控制冷却介质温度达到控制电器元件工作环境温度的蜡质温控阀。

Description

一种蜡质温控阀用烃类介质的制备方法
技术领域
本发明属于特种蜡技术领域，特别是涉及一种蜡质温控阀用烃类介质的制备方法。具体地说，本发明制备的烃类介质可以用于需要在较窄的控温范围内（-7～0℃）控温，且行程均匀线性的温控阀，这种蜡质温控阀可以通过控制冷却介质温度，从而达到高精度控制电器元件工作环境温度的目的。
背景技术
电子元器件需要在特定的温度环境下才能稳定、长期工作。在一些不方便维修且环境温度波动范围非常大的情况下，电子元器件必须采用冷却介质控制其工作环境的温度，才能长期稳定工作。对于这种情况，目前采用主动式电子控制系统控制冷、热流体油路中特殊冷却介质的流量来控制电子元器件的工作环境温度。这种主动式电子控制系统结构复杂、重量大、容易失效，所以急需改进。
蜡质温控阀是一种自力式的阀门，是利用烃类介质相变过程中体积变化控制阀门开度从而达到控制物流流量的目的，其同时具有感应、执行、反馈、定值等多种功能。这种温控阀具有温度特性不随系统压力而明显变化、机械强度高、化学稳定性好、容易批量生产并安装、成本低、控温稳定可靠等优点，因而在温度控制方面得以广泛应用。
与目前特殊电子元器件温度控制采用的主动式电子控制系统相比，如果采用蜡质温控阀控制温度，将具有体积小、重量轻、结构简单、性能可靠等优点。尤其对不方便维修且要求工作寿命较长的应用领域，采用蜡质温控阀对保证电子元器件的使用寿命具有重要意义。
使用现有技术制备的蜡质烃类介质所制备的蜡质温控阀，控温范围在10～15℃以上；现有制备技术手段单一，以溶剂法为多；且控温的线性程度很差，或在相对较宽的温度范围内行程线性。例如：DD 241,829、DD 241,830 等专利介绍以溶剂萃取的方法，制备的产物在80～90℃范围内控温。CN02109668.6、CN200310104909.3、CN200510046426.1等专利介绍的产品所制备的蜡质温控阀，在相对较宽的温度范围（25℃甚至50℃）内行程均匀线性。这些专利介绍的制备方式或对环境有污染，或由此产物制备的蜡质温控阀只有在宽控温范围才能作到行程均匀线性。
由于烃类介质的性质是决定蜡质温控阀性能的关键因素，因此制备专用的烃类介质是开发温控阀的前提。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于蜡质温控阀用烃类介质，具体地说是可在-7～0℃范围内控温，且每度的行程值基本一致的烃类介质。本发明烃类介质，尤其适用于需要行程均匀线性的自动控温器件，特别是用于通过蜡质温控阀控制冷却介质温度，从而控制电器元件工作环境温度的领域。
一般蜡质温控阀的控温范围为10～15℃以上，这是由其所用的烃类介质的性质所决定的。众所周知，烃类介质的性质是由其组成决定的。本发明目的产物需要在窄的控温范围（-7～0℃）内具有行程均匀线性的性质，这就要求对其组成进行精确控制，使产物的碳分布较窄，且各种碳数的烃类组分的比例相近。
对于本专利目的产物，目前市售的适用原料主要有以尿素脱蜡工艺生产的重质液体石蜡和以分子筛脱蜡工艺生产的液体石蜡，这些蜡类物质主要组分为正构烷烃和异构烷烃，而正构烷烃更适合于制备蜡质温控阀用烃类介质，所以应尽量选择正构烷烃含量高的蜡类物质作为原料。由于液体石蜡的正构烷烃含量高于重质液体液体石蜡，所以本发明优先选择液体石蜡为原料，如分子筛脱蜡工艺生产的液体石蜡或尿素脱蜡工艺生产的重质液体石蜡。
本发明是利用分离效率较低的蒸馏装置（具有15～20块理论塔板），先制取馏程较窄的馏分（馏程为5～10℃），再通过间隔取馏分进行混合的方式，对产物组成进行精确控制，从而实现使产物性能满足高精度控制电器元件温度用蜡质温控阀的要求。与利用高分离效率的精馏装置制备高纯度烃再混合的方式相比，本发明的制备方法更易实现。
本发明的一种蜡质温控阀用烃类介质的制备方法，包括以下内容：
（1）以含有C10～C18成分的石油蜡类物质为原料，在具有15～20块理论塔板的蒸馏装置中将原料按5～10℃的馏程制取220～260℃馏分；
（2）在上述馏分中选取适当的馏分，按间隔1个或2个馏分的方式选取至少两个馏分，按重量相等的比例加热熔融并混合均匀，即得到蜡质温控阀用烃类介质。
根据本发明的蜡质温控阀用烃类介质的制备方法，其中所述的原料是指含有碳原子数在10～18个的正构烷烃的石油蜡，尤其是液体石蜡，特别是由分子筛脱蜡工艺生产的液体石蜡。
步骤（2）中所述的适当的馏分，是指熔点为-9～2℃的馏分。间隔取样是指不连续选取馏分，可以间隔1个馏分，也可以间隔2个馏分。所选取的至少两个馏分的熔点在-9～2℃范围内分布相对均匀。
本发明的优点是：通过选择适宜的原料，利用较低分离效率的蒸馏装置，通过间隔取馏分的方式达到精确控制产物组成进而达到控制产物性能的目的。本发明制备方法的产品性能稳定，可在-7～0℃范围内控温，且每度的行程值基本一致，可用于高精度控制电器元件工作环境温度用蜡质温控阀。本发明烃类介质的物理、化学性质稳定，用于制备蜡质温控阀时，可以获得良好的使用效果，并具有较长的使用寿命。
附图说明
图1为实施例1制备的蜡质温控阀用烃类介质的膨胀性能曲线，图中横坐标为温度，纵坐标为相对行程量。
图2为实施例2制备的蜡质温控阀用烃类介质的膨胀性能曲线，图中横坐标为温度，纵坐标为相对行程量。
具体实施方式
利用蜡质温控阀具有感应温度变化并做出相应调整的特性，可将其应用于电子元器件工作环境温度的自动调节，其原理是通过其感应冷、热流体油路中特殊冷却介质混合后的温度，自动调节冷、热流体油路中特殊冷却介质的流量，从而达到自动调节混合介质的温度的目的。
以下通过实施例说明本发明的烃类介质的制备方法及膨胀性能。
实施例1
（1）以分子筛脱蜡工艺生产的液体石蜡为原料，在具有17块理论塔板的蒸馏装置中，在1.33×103 Pa压力下，以5℃为间隔制备220～260℃的馏分，各段馏分产物熔点如表1所示。
表1 各减压蒸馏产物熔点。
馏分范围，℃ 产物熔点， ℃
220～225 -10.0
225～230 -8.2
230～235 -6.6
235～240 -4.5
240～245 -3.1
245～250 -1.5
250～255 0.4
255～260 2.8
从熔点数据可知，225～230℃馏分（熔点为-8.2℃）至250～255馏分（熔点为0.4℃）熔点在-9～2℃之间，为适宜馏分。
（2）间隔取上述经减压蒸馏提纯馏分，即225～230℃馏分、235～240℃馏分、250～255℃馏分，并将上述三种馏分按重量相同的比例取样加热熔融，混合均匀，即得目的产物。
由此产物制成的蜡质温控阀用烃类介质的膨胀性能曲线如图1所示。
实施例2
（1）以液体石蜡为原料，在具有17块理论塔板的蒸馏装置中，在1.33×103 Pa压力下，以10℃为间隔制备220～260℃的馏分，各段馏分产物熔点如表2所示。
表2 各组分减压蒸馏产物熔点。
馏分范围/℃ 产物熔点/ ℃
220～230 -9.0
230～240 -5.5
240～250 -1.8
250～260 2.4
260～270 6.2
270～280 10.1
从熔点数据可知，220～230℃馏分（熔点为-9.0℃）至240～250馏分（熔点为-1.8℃）熔点在-9～2℃之间，为适宜馏分。
（2）间隔取上述经减压蒸馏提纯馏分，即220～230℃馏分、240～250℃馏分，并将上述两种馏分按重量相同的比例取样加热熔融，混合均匀，即得目的产物。
由此产物制成的蜡质温控阀用烃类介质的膨胀曲线如图2所示。

Claims (6)

1.一种蜡质温控阀用烃类介质的制备方法，包括以下内容：
（1）以含有C10～C18成分的石油蜡类物质为原料，在具有15～20块理论塔板的蒸馏装置中将原料按5～10℃的馏程制取220～260℃馏分；
（2）在上述馏分中选取熔点为-9～2℃的馏分，按间隔1个或2个馏分的方式选取至少两个馏分，按重量相等的比例加热熔融并混合均匀，即得到蜡质温控阀用烃类介质。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的石油蜡类物质为液体石蜡。
3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的液体石蜡为分子筛脱蜡工艺生产的液体石蜡或尿素脱蜡工艺生产的重质液体石蜡。
4.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的液体石蜡为分子筛脱蜡工艺生产的液体石蜡。
5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）选取的至少两个馏分的熔点在-9～2℃范围内分布相对均匀。
6.权利要求1-5任一方法得到的蜡质温控阀用烃类介质，其在-7～0℃范围内控温，且每度的行程值基本一致。
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