CN105384587B - 一种基于重脱沥青油的乳化炸药专用复合蜡 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于重脱沥青油的乳化炸药专用复合蜡。它的组分为：重脱沥青油、蜡下油、费托蜡、蜡膏；将重脱沥青油融化后，在85‑95℃条件下，将其余组分依次加入，混合均匀后，冷却成型出品。本发明采用重脱沥青油和蜡下油为主要原料，避免了与微晶蜡、石油蜡生产争夺原料；炼油厂含蜡原料资源直接有效利用，避免了二次加工所带来的生产成本提高；尽量少的蜡膏使用，使复合蜡成本降至最低；引入价格相对低廉的费托蜡以调整产品的粘度、硬度和含油量等，符合了新的乳化炸药生产工艺及性能提高的要求。

Description

一种基于重脱沥青油的乳化炸药专用复合蜡

技术领域

本发明涉及一种乳化炸药专用的复合蜡，属于石油化工产品技术领域。

背景技术

炸药在国民经济中有着广泛用途，受到人们的普遍重视。乳化炸药是二十世纪六十年代末开始发展的一类用乳化技术制备的油包水乳胶型抗水工业炸药。它既解决了硝甘类炸药的敏感度问题，也就是说在保证炸药性能的前提下，有效提高安全性，又解决了硝铵类炸药的爆轰敏感度低的问题，因此乳化炸药是炸药工业的发展趋势。油相材料构成乳化炸药的连续相。在乳化炸药体系中，由于氧平衡的限制和爆破性能要求，油相材料的含量仅约为分散相的1/20，因此，油相材料的粘度、分子链结构以及与乳化剂的匹配耦合非常重要，上述条件保证连续相油膜有足够的强度，从而防止无机盐氧化剂析晶时油膜变形或破裂。油相组分本身又是良好的燃烧剂，在爆炸反应中，能够迅速参与反应，产生大量的气体和热量，膨胀做功。同时，油相组分与分散相的接触紧密而充分，可承担敏化剂作用。乳化炸药还要具有优良的抗水性，因为作为连续相的油相组分将氧化剂水溶液包于其中，既可防止液－液分层，又能阻止外部水分的侵蚀与沥滤作用。乳化炸药的最终稠度、稳定性、外观状态取决于油相组分的粘稠度以及与高分子物质的吸附交联作用。因此，油相组分的性能关系到乳化炸药产品的质量。

目前，乳化炸药工业用蜡一般采用由石油蜡、微晶蜡、凡士林等复配调和制得的复合蜡产品。国内尚无统一的乳化炸药复合蜡国家和行业标准，企业执行的是各自的企业标准。较为典型的有：抚顺石油化工研究院(FRIPP)的FR系列乳化炸药专用复合蜡标准、河南油田南阳石蜡精细化工厂乳化炸药蜡企业标准和荆门石化乳化炸药蜡企业标准(见《石油蜡产品手册》.黎元生等.中国石化出版社.2009年2月第一版.89-90)。其中FRIPP的乳化炸药复合蜡采用石油蜡成品进行调和制得；后两者则根据企业生产实际采用丙烷轻脱沥青油和蜡膏调和进行生产。

由于世界范围内石蜡基原油资源匮乏，珍贵的石油蜡资源越来越被细分化生产，以提高其应用价值。因此，可用于制备乳化炸药复合蜡的原料价格不断升高。而作为消耗品的乳化炸药复合蜡，在满足性能指标的前提下，要求成本尽量低廉。另外，为适应连续乳化工艺的发展，乳化炸药配方也向着组分简单化、低成本、不添加高能燃烧剂、安全环保、高爆炸威力和稳定性，以及普适于各种爆破施工对象的方向发展。因此，专用于特定种类乳化炸药的老配方复合蜡已经不能满足连续乳化新工艺以及通用乳化炸药所要求的理想爆破性能要求。

同时，传统配方的乳化炸药复合蜡采用减压蜡膏或减压馏分油、微晶蜡或轻脱沥青油为主要原料。减压蜡膏和减压馏分油是生产石油蜡产品的原料，石油蜡价格远高于乳化炸药复合蜡，因此其应用价值被大大拉低；而微晶蜡属于高端石化产品，市场价位居高；轻脱沥青油则是微晶蜡生产的原料，虽然价位相对微晶蜡较低，但存在与微晶蜡争夺原料问题，企业一般不将其作为产品出售，因此市场来源受限。

发明内容

为解决现有的乳化炸药复合蜡产品对原料要求较为苛刻，与石油蜡、微晶蜡生产争夺原料等问题，并满足新型乳化炸药生产工艺及更高爆破性能要求。本申请人结合中石化济南分公司生产实际，选用重脱沥青油和石油蜡生产的余料资源为原料，复配价格相对较低的费托蜡，研制出性能稳定、成本相对较低、满足新型乳化炸药生产工艺、且具有理想爆破性能的新型乳化炸药专用复合蜡产品。该产品不仅爆破性能好，还从原料来源方面解决了现有乳化炸药复合蜡对原料要求较为苛刻，与石油蜡、微晶蜡生产争夺原料的问题。

本发明的技术方案是：一种基于重脱沥青油的乳化炸药专用复合蜡，其组分及重量比为：重脱沥青油：30-40％，蜡下油：50-65％，费托蜡：5-15％，蜡膏：0-5％；将重脱沥青油融化后，在85-95℃条件下，将其余组分依次加入(蜡下油、费托蜡、蜡膏)，混合均匀后，冷却成型出品。

优选配比：重脱沥青油35％、蜡下油55％、费托蜡7％和蜡膏3％。

其中，重脱沥青油是减压渣油通过丙烷脱沥青装置生产轻脱沥青油和沥青产品的余料。蜡下油是酮苯脱蜡脱油装置生产基础油和石油蜡产品的余料，它可以为62#蜡下油、64#蜡下油、66#蜡下油、68#蜡下油、80#蜡下油中的一种或多种的混合物。费托蜡为滴点在42-100℃的费托合成蜡产品。蜡膏为各牌号石油蜡生产原料(62#蜡膏、64#蜡膏、66#蜡膏、68#蜡膏)中的一种或多种的混合物。

炼油工艺中，原油经减压蒸馏后的减压渣油进入丙烷脱沥青装置，利用丙烷溶剂对饱和烃、芳烃的易溶解性和对胶质、沥青质组分的不溶解性，在萃取塔内逆流萃取，饱和烃和芳烃(润滑油和蜡组分)溶于丙烷溶剂成为脱沥青油。脱沥青油通过二次萃取，依据密度差分离成轻脱沥青油和重脱沥青油。轻脱沥青油作为光亮油和微晶蜡生产原料进入后续加工工艺，重脱沥青油则作为催化原料进入催化裂化装置进行二次加工。重脱沥青油的质量控制是确保轻脱沥青油质量和沥青产品含蜡量合格，因此质量范围宽。本发明采用重脱沥青油为主要原料，避免了与微晶蜡争夺原料，并且重脱沥青油作为催化原料只是为了提高重质油转化率，并非不可或缺，不存在与其他产品争夺原料的问题。本发明将重脱沥青油直接作为复合蜡原料使用，避免了二次加工所带来的生产成本提高。

石油蜡生产的余料资源是指基础油和石油蜡生产的酮苯脱蜡脱油装置中所产生的蜡下油组分。各线蜡油进入酮苯装置，利用甲乙酮-甲苯溶剂的选择性溶解性能，将蜡油分离成基础油和含油蜡，含油蜡再进行脱油处理得到合格的石油蜡产品和余料的油蜡混合物(即蜡下油组分)。蜡下油作为原料进入催化裂化装置进行二次加工，目的仅仅是为了资源利用。本发明将蜡下油直接作为复合蜡原料使用，避免了二次加工所带来的生产成本提高。

费托蜡是亚甲基聚合物，是碳氢基合成气或天然气合成的烷烃。它具有高熔点、低粘度、硬度大等特点。由于重脱沥青油和余料油蜡(蜡下油)均属于炼油厂的中间物料，质量性质宽泛，因此采用少量蜡膏或费托蜡对最终目标产品性能进行调整，以确保产品性能稳定。

由于新的乳化炸药生产工艺采用复合乳化剂配方，目的是提高乳化炸药产品的储存稳定性和爆破性能。因此，在确保乳化效果的前提下，适当提高复合蜡粘度以增强油膜强度，可有效延长储存周期并提高炸药密度以达到提高爆破性能的要求。本发明的复合蜡是基于重脱沥青油的，重脱沥青油相比轻脱沥青油具有更高的粘度和相对较多杂环烃类含量，对于提高复合蜡的粘度以及与高分子物质的吸附交联性是十分有利的。但是由于重脱沥青油的粘度过大，且质量范围宽泛，产品性能不易直接满足复合蜡的要求。因此，本发明的配方中添加费托蜡、蜡膏，对产品的粘度、含油量、乳化性、硬度等性能进行调整，以使产品的性能满足乳化炸药复合蜡的基本要求。同时由于重脱沥青油的高粘度及费托蜡的高熔点、硬度大等特点，可以增强油膜强度及稳定性，达到提高储存稳定性及爆破性能的要求。本发明所得到的产品的基质性状好，软硬适度，颜色浅黄，其性能指标如下：运动粘度v(100℃)为9.0-10.0mm²/s，含油量为40-45％，滴熔点为65-70℃；炸药产品的爆速≥5000m/s。

本发明的有益效果是：本发明采用重脱沥青油和蜡下油为主要原料，避免了与微晶蜡、石油蜡生产争夺原料；炼油厂含蜡原料资源直接有效利用，避免了二次加工所带来的生产成本提高；尽量少的蜡膏使用，使复合蜡成本降至最低；引入价格相对低廉的费托蜡以调整产品的粘度、硬度和含油量等，符合了新的乳化炸药生产工艺及性能提高的要求。本发明所研制的复合蜡生产的乳化炸药，其爆炸性能已达到或超过了GB18095-2000乳化炸药国家标准中最为严苛的1#岩石乳化炸药标准，储存180天后，性能仍然优异。与现有的复合蜡相比，其优越的性能显而易见。该复合蜡可用于符合GB18095-2000标准要求的岩石乳化炸药、煤矿许用乳化炸药和露天乳化炸药的生产。

具体实施方式

本实施例所用的重脱沥青油、蜡下油(62#蜡下油)及蜡膏(66#蜡膏)均由本申请人的中石化济南分公司提供，费托蜡采用市售产品。原料典型性能见表1。

表1 实施例原料典型性能

项目	ν100℃,mm2/s	滴熔点,℃
			重脱沥青油	49.69	72.6
62#蜡下油	4.66	35.8
			66#蜡膏	6.40	62.7
费托蜡LA70	4.13	74.4

实施例：

本发明基于重脱沥青油的乳化炸药专用复合蜡产品的组成(重量百分比)如表2所示。

表2 实施例1-3的各组分配比

原料	实施例1	实施例2	实施例3
				重脱沥青油	35	30	40
蜡下油	55	60	50
				蜡膏	3	2	0
费托蜡	7	8	10

对比例配方(重量百分比)：轻脱沥青油30、含油蜡60、微晶蜡10。

以本发明实施例1-3研制的基于重脱沥青油的乳化炸药专用复合蜡及对比例的复合蜡制备乳化炸药。乳化炸药配方(重量百分比)如下：硝酸铵80，水10，复合蜡5.0，乳化剂2.0，密度调整剂1.0。

以本发明的复合蜡及对比例的复合蜡在1200rpm条件下进行乳化炸药应用试验，产品的性能指标如表3所示。结果表明：在相同的乳化炸药配方体系下，本发明复合蜡所制备的乳化炸药性能优于对比例，其中实施例1-3的爆速均>5000m/s，而对比例的爆速为4500m/s。相比现有的复合蜡，本发明的爆速具有显著的提高。同时产品的储存稳定性具有明显的提高。

表3 实施例1-3及对比例的复合蜡及乳化炸药的性能指标

对比GB18095-2000乳化炸药国家标准(如表4所示)，本发明所研制的复合蜡生产的乳化炸药，其爆炸性能已达到或超过了最为严苛的1#岩石乳化炸药标准，储存180天后，性能仍然优异。与对比例相比，其优越的性能显而易见。同时，按2015年4月中石化济南分公司产品结算价格计算，本发明的成本约为5100元/吨，对比例的成本约为6500元/吨，因此，本发明产品的成本亦大幅度降低。

该复合蜡可用于符合GB18095-2000标准要求的岩石乳化炸药、煤矿许用乳化炸药和露天乳化炸药的生产。

表4 乳化炸药主要性能指标

Claims (6)

1.一种基于重脱沥青油的乳化炸药专用复合蜡，其特征是，其组分及重量比为：重脱沥青油：30-40%，蜡下油：50-65 %，费托蜡：5-15%，蜡膏：0-5%；

所述重脱沥青油是减压渣油通过丙烷脱沥青装置生产轻脱沥青油和沥青产品的余料；

所述蜡下油是酮苯脱蜡脱油装置生产基础油和石油蜡产品的余料，为62#蜡下油、64#蜡下油、66#蜡下油、68#蜡下油、80#蜡下油中的一种或多种的混合物；

所述费托蜡的滴点为42-100℃。

2.如权利要求1所述的一种基于重脱沥青油的乳化炸药专用复合蜡，其特征是，其组分及重量比为：重脱沥青油 35%、蜡下油 55%、费托蜡 7%和蜡膏 3%。

3.如权利要求1所述的一种基于重脱沥青油的乳化炸药专用复合蜡，其特征是，其组分及重量比为：重脱沥青油 30%、蜡下油 60%、费托蜡 8%和蜡膏 2%。

4.如权利要求1所述的一种基于重脱沥青油的乳化炸药专用复合蜡，其特征是，其组分及重量比为：重脱沥青油 40%、蜡下油 50%和费托蜡 10%。

5.如权利要求1-4中任意一项所述的一种基于重脱沥青油的乳化炸药专用复合蜡，其特征是，将重脱沥青油融化后，在85-95℃条件下，将其余组分依次加入，混合均匀后，冷却成型出品。

6.如权利要求1-4中任意一项所述的一种基于重脱沥青油的乳化炸药专用复合蜡，其特征是，所述蜡膏为62#蜡膏、64#蜡膏、66#蜡膏、68#蜡膏中的一种或多种的混合物。