CN106281458A - 一种氯化石蜡的生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种氯化石蜡生产工艺，包括(1)起始工序、(2)反应工序、(3)尾气处理工序。该方法不仅可以将氯化石蜡‑42和氯化石蜡‑52反应时间缩短至4‑10h，且安全系数高，氯气和液碱的消耗量低，同时产品的质量可控性强，热利用也更为合理，极大的节约了生产和操作成本。

Description

一种氯化石蜡的生产工艺
技术领域
本发明属于氯化石蜡生产方法。具体涉及一种利用塔式设备高效生产氯化石蜡的新方法。
背景技术
氯化石蜡具有挥发性低、阻燃、电绝缘性好及耐化学腐蚀等诸多优良的理化性质，可用作阻燃剂聚氯乙烯助增塑剂等，被广泛用于生产塑料、电缆线、地板料、软管、人造革及橡胶制品等，也可用于油漆、涂料和润滑油等的添加剂。
国内现有的氯化石蜡生产技术主要有3种：热氯化法、催化氯化法、光氯化法；这3种工艺各有特点。
(1)热氯化法以热能来激发氯分子，使其解离成氯自由基，进而与烃类分子发生反应，而生成各种氯衍生物。该种方法工艺成熟，产品质量稳定，国内大部分氯化石蜡厂采用该种方法。但该种方法的装置投资大，氯气转化率低，产品成本高，副产盐酸质量差，后处理困难，环保难以达标，污染环境。
(2)催化氯化法催化氯化法是利用催化剂，以降低反应活化能，促使氯化反应的进行。催化氯化法分为均相催化氯化和非均相催化氯化；催化剂是金属卤化物，但这种方法反应速度无法控制，反应热无法及时移出，存在一定的危险性，很难实现较大的规模化生产。(3)光氯化法以紫外光来激发氯分子，使其解离成氯自由基，进而与烃类分子发生反应，而生成各种氯衍生物，实现氯化反应。
(3)光氯化法以紫外光来激发氯分子，使其解离成氯自由基，进而与烃类分子发生反应，而生成各种氯衍生物，实现氯化反应。光氯化反应是在液相中进行，。然而，根据双模理论和实际生产经验，氯化石蜡的反应过程为均相反应，氯气先溶解在石蜡中而后才发生化学反应，氯气向石蜡中的溶解速度小于反应速度，即整个反应为传质控制步骤。
目前生产中按照传质原理，通过增大氯气通气量和反应压力来提高反应速率，由此导致尾气中氯气含量高、液碱消耗量大以及氯气无组织扩散、引发安全问题等，并且反应时间的缩短并不显著。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种生产氯化石蜡的新工艺，该方法不仅可以将氯化石蜡-42和氯化石蜡-52反应时间缩短至4-10h，且安全系数高，氯气和液碱的消耗量低，同时产品的质量可控性强，热利用也更为合理，极大的节约了生产和操作成本。
本发明的技术方案如下：
一种生产氯化石蜡的工艺，其工艺步骤如下：
(1)起始工序
反应釜反应后的液蜡通过循环泵转移至反应釜中,转移1/2后，开启反应釜和反应塔之间的循环泵和紫外灯，石墨冷却器和冷却水降温，并从反应塔下部通入氯气，氯气加料为逐渐增大，最大不超过加料石蜡对氯气的溶解量，转移完毕后，向次釜中加入次釜容积的2/3的新鲜的液蜡。
(2)反应工序
次釜中液蜡加料完毕后，增大氯气进料量，反应前1/2时间氯气加料约为总加料量的2/3，后1/2时间氯气加料约为总加料量的1/3，氯气总加料量为加料石蜡对氯气理论消耗量的100％-102％，保持反应温度80℃-100℃，物料密度达到既定相对密度后真空脱气，真空度≤0.03MPa，冷却后包装为成品，将次釜中液蜡转移到反应釜中开始下一循环的反应。
(3)尾气处理工序:
精制釜中尾气依次经过氯化亚铁洗塔、三级逆流水洗塔和碱洗塔洗涤吸收。
上述工艺中，所述既定密度为氯化石蜡-42∶1.16，氯化石蜡-52∶1.25。
上述工艺中，氯气使用量为不超过石蜡对氯气理论消耗量的102％。
上述工艺中，反应塔为筛板塔或者填料塔。填料选用陶瓷填料、金属填料或者高分子填料的其中一种或几种。
上述工艺中，紫外灯的特征波长为340nm，功率为1KW/m3反应釜，且紫外灯放置在双层石英套管中，石英管中通入空气降温。
上述工艺中，液氯汽化所产生的冷量通过热交换传递给冷却水。
本发明具有如下有益效果：
1、本发明所述方法中，通过采用反应釜内催化+反应，反应塔内主反应的组合，将反应的催化引发和强化反应有机地结合到一起，反应塔作为气液两相间接触的传质设备，大大的增加了气液两相间的接触表面，极大地增加了两相间的传质速率，为反应速率的进一步提高提供了坚实的基础，将氯化石蜡的反应时间降至4-10h，生产效率得到了进一步的提高，能耗物耗进一步得到降低，大大减少了生产成本。
2、本发明所述方法中，反应过程中氯气的加料分为两个阶段并且增加了预反应工序，这是因为从反应动力学来看反应初期反应速率快，随着产品的氯含量逐步增加反应速率逐渐减慢，对氯气的需求量也逐渐减少。不同的加料速度既满足了不同阶段反应的需要，又保证了氯气供应不过量，同时将主体反应和预反应分离开来，进一步缩短了反应时间，而且预反应可以吸收反应尾气中的氯气，减少尾气中氯气的含量和降低氯气单耗。通过分段加料不仅提高了系统的操作弹性，而且将氯气用量由石蜡对氯气理论消耗量的106.6％-111.3％降低至不超过102％。
3、本发明所述方法中，区别于已有技术采用0.01-0.03MPa正压反应促进气液传质以增加反应速率不同，塔式反应传质效率较高，无需正压促进反应，并且得到的氯化石蜡采用真空脱气，所以整个系统处于常压或者微负压状态，有效地避免了氯气向反应系统外无组织的扩散，提高了工艺的安全性能。
4、本发明不仅在反应釜上采取循环冷却水移走反应热量，而且在反应釜和反应塔循环泵后增加了石墨冷却器，石墨冷却器可以快速、有效地移去循环物料中的热量，较为精准地控制反应系统中的物料温度，避免因温度过高而引起的产品色泽度偏高而影响品质的问题，使产品质量变得可控。
5、本发明所述方法中，氯气汽化所产生的冷量通过热交换传递给冷却水，氯气汽化所产生的冷量可以带走整个反应系统中19％反应热，减少了部分冷却耗能，提高冷却效果。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明所述方法做进一步说明，下述各实施例说书方法的工艺流程如图1所示，各实施例均为系统稳定后的是实施例。实施例1：制备氯化石蜡-52
本实施例中，石蜡采用净化后的液蜡，氯气为液氯汽化产物，反应塔填料为玻璃弹簧填料，氯气总加料量为加料液蜡理论氯气消耗量的102％。(1)起始工序
反应釜反应后的液蜡通过循环泵转移至反应釜中,转移1/2后，开启反应釜和反应塔之间的循环泵和紫外灯，石墨冷却器和冷却水降温，并从反应塔下部通入氯气，氯气加料为逐渐增大，最大不超过加料石蜡对氯气的溶解量，半小时后转移完毕，向次釜中加入次釜容积的2/3的新鲜的液蜡。
(2)反应工序
次釜中液蜡加料完毕后，增大氯气进料量，保持反应温度不超过110℃，2h内通入加料液蜡理论氯气消耗量的60％，剩余的氯气在2.5h通加完毕，此时反应物料密度达到1.25g/ml。反应后的氯化石蜡转移至脱气釜真空脱气1h，真空度为0.005MPa，脱气后冷却后包装为成品。同时将次釜中液蜡转移到反应釜中开始下一循环的反应冷却后包装为成品，将次釜中液蜡转移到反应釜中开始下一循环的反应。
(3)尾气处理工序:
精制釜中尾气依次经过氯化亚铁洗塔、三级逆流水洗塔和碱洗塔洗涤吸收。
本实施例中，总反应6h后得到氯化石蜡-52。
实施例2：制备氯化石蜡-42
本实施例中，石蜡采用液蜡，氯气为液氯汽化产物，反应塔填料为陶瓷填料，氯气总加料量为加料液蜡理论氯气消耗量的100％。(1)起始工序
反应釜反应后的液蜡通过循环泵转移至反应釜中,转移1/2后，开启反应釜和反应塔之间的循环泵和紫外灯，石墨冷却器和冷却水降温，并从反应塔下部通入氯气，氯气加料为逐渐增大，最大不超过加料石蜡对氯气的溶解量，转移完毕后，向次釜中加入次釜容积的2/3的新鲜的液蜡。
(2)反应工序
次釜中新鲜液蜡加料完毕后，增大氯气进料量。保持反应温度不超过110℃，1h内通入加料液蜡理论氯气消耗量的60％，剩余的氯气在1.5h通加完毕，此时反应物料密度达到1.16g/ml。反应后的氯化石蜡转移至脱气釜真空脱气1h，真空度为0.005MPa，脱气后冷却后包装为成品。同时将次釜中液蜡转移到反应釜中开始下一循环的反应。
(3)尾气处理工序:
精制釜中尾气依次经过氯化亚铁洗塔、三级逆流水洗塔和碱洗塔洗涤吸收。
本实施例中，总反应4h后得到氯化石蜡-42。

Claims (6)

1.一种生产氯化石蜡的工艺，其工艺步骤如下：
(1)起始工序:反应釜反应后的液蜡通过循环泵转移至反应釜中,转移1/2后，开启反应釜和反应塔之间的循环泵和紫外灯，石墨冷却器和冷却水降温，并从反应塔下部通入氯气，氯气加料为逐渐增大，最大不超过加料石蜡对氯气的溶解量，转移完毕后，向次釜中加入次釜容积的2/3的新鲜的液蜡。
(2)反应工序:次釜中液蜡加料完毕后，增大氯气进料量，反应前1/2时间氯气加料约为总加料量的2/3，后1/2时间氯气加料约为总加料量的1/3，氯气总加料量为加料石蜡对氯气理论消耗量的100％-102％，保持反应温度80℃-100℃，物料密度达到既定相对密度后真空脱气，真空度≤0.03MPa，冷却后包装为成品，将次釜中液蜡转移到反应釜中开始下一循环的反应。
(3)尾气处理工序:精制釜中尾气依次经过氯化亚铁洗塔、三级逆流水洗塔和碱洗塔洗涤吸收。
2.根据权利要求1所述的氯化石蜡的工艺，其特征在于，所述既定密度为氯化石蜡-42∶1.16，氯化石蜡-52∶1.25。
3.根据权利要求1所述的氯化石蜡的工艺，其特征在于氯气使用量为不超过石蜡对氯气理论消耗量的102％。
4.根据权利要求1、2、3所述的氯化石蜡的工艺，其特征在于，反应塔为筛板塔或者填料塔。填料选用陶瓷填料、金属填料或者高分子填料的其中一种或几种。
5.根据权利要求1、2、3所述的氯化石蜡的工艺和设备，其特征在于紫外灯的特征波长为340nm，功率为1KW/m3反应釜，且紫外灯放置在双层石英套管中，石英管中通入空气降温。
6.根据权利要求1、2、3所述的氯化石蜡的工艺和设备，其特征在于液氯汽化所产生的冷量通过热交换传递给冷却水。
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