CN107523338B - 一种发汗生产人造板用蜡的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发汗生产人造板用蜡的方法。该方法以正构烷烃重量含量为85%以上的F‑T合成产物为加氢原料，在催化剂作用下进行加氢转化；加氢产物经蒸馏制备适宜馏程的发汗原料；再经发汗生产目的产品。本发明方法在普通发汗工艺的基础上，将发汗原料在气泡稳定剂的作用下在蜡层中形成稳定的微小气泡以利于液态组分的快速排出，同时在发汗过程中利用气流通过蜡层携带出液态组分以强制分离固态组分和液态组分。所得产物无含氧化合物，可用作人造板的防水材料；同时相变潜热高，能起到储能的作用。

Description

一种发汗生产人造板用蜡的方法

技术领域

本发明属于专用蜡生产技术领域，特别是涉及一种发汗生产人造板用蜡的方法。

背景技术

纤维板和刨花板等人造板是由木纤维或木屑加上一定配比的胶料和防水材料，经过热压处理胶合成型而制得的。胶料通常采用酚醛树脂胶或尿醛树脂胶，其作用是将纤维和刨花结合起来，使成品板有足够的强度。防水材料通常采用蜡，可提高人造板的防水、防潮性能，增强尺寸的稳定性，提高表面光洁度，目前人造板行业通常使用熔点在54℃～66℃的石蜡，使用量为干板的0.3%～2.0%。

石油蜡是原油经过炼制加工后从含蜡馏分油中制得的各类蜡产品的总称，包括液体石蜡、皂用蜡、石蜡和微晶蜡。通常液体石蜡的熔点在10℃以下，皂用蜡的熔点在40℃～52℃之间，石蜡的熔点在50℃～74℃之间，而微晶蜡的滴熔点在65℃～92℃之间。石油蜡是多种碳数的正构烷烃、异构烷烃、环烷烃等的烃类混合物，其碳数分布较宽，正构烷烃含量较低。

费-托（F-T）合成技术是1923年发明的，1936年在德国实现工业化。F-T合成技术主要包括高温合成技术和低温合成技术。二十世纪九十年代以来，F-T合成工艺及催化剂都取得了突破性的进展，F-T合成产品日益丰富。F-T合成产品含有烯烃和含氧化合物且碳数分布非常宽。

相变材料（Phase Change Material，简称PCM）在熔化或凝固过程中温度变化不大，但在很小的温度区间内吸收或释放的潜热却很大，这种特性使其在恒温、储能等方面有广泛的应用。国内外在利用相变材料储存太阳能和低价电能方面的研究是目前非常活跃的领域。如相变温度在20℃～25℃的相变材料可用于利用太阳能恒定房间温度：当白天因太阳照射使房间温度高于25℃时，相变材料熔化吸收热量，使房间温度长时间稳定在25℃以下；当夜晚房间温度低于20℃时相变材料凝固放出热量，使房间温度长时间稳定在20℃以上，这样就能在满足人们对舒适度的要求的同时减少开空调的时间，起到节能的目的。而相变温度在35℃～40℃的相变材料可用于电力的“移峰填谷”，即在谷价电期间用电加热相变材料，将低价电能储存在相变材料中，而在峰价电期间利用相变材料中储存的热量维持房间内的温度，这样就能在满足人们对舒适度的要求的同时节省电加热成本，同时起到节能减排的目的。一般要求相变材料有适当的相变温度和高相变潜热。

根据相变温度的不同，一般可将相变材料分为高温相变材料、中温相变材料和低温相变材料。根据化学组成的不同，一般可将相变材料分为无机相变材料和有机相变材料。根据储能过程中材料相态变化的不同，一般可将相变材料分为固―气相变材料、液―气相变材料、固―液相变材料、固―固相变材料。烃类物质是常用的有机类、中低温区的固―液相变材料。对于固―液相变材料，由于使用过程中有液体状态，因此需要进行定型化处理，这会大大增加使用相变材料的成本。

与异构烷烃和环烷烃相比，正构烷烃的相变潜热要大。随着正构烷烃链长的增加，其熔点增高，常见正构烷烃的熔点为-20℃～100℃。由于混合烃的熔点是其组成的各种组分的综合反映，因而可以认为烃类的熔点在-20℃～100℃范围内任意可调，这正是烃类相变材料的最大优势；并且烃类的化学性质稳定、无腐蚀性、不污染环境，因而作为相变材料时具有无可比拟的优势。但是商品石油蜡含有异构烷烃和环烷烃等组分，且碳数分布较宽，直接用作相变材料时潜热低、相变区间较宽。因此，石油蜡必须经提纯以提高正构烷烃含量并降低碳数分布宽度才能用作烃类相变材料。更为不利的是在人们日常生活中最常接触的10℃～40℃范围内目前没有正构烷烃含量高的石油蜡类产品，如果以石油馏分作为原料，会大幅增加生产成本。

在生产工艺方面，常用的蜡类物质分离手段有蒸馏、溶剂分离、发汗分离等。

蒸馏是利用不同烃类的沸点不同达到分离提纯的目的，减小蒸馏的沸程可以有效降低产物碳分布的宽度，但对提高正构烷烃含量影响不大，同时由于蒸馏过程需要将原料加热到沸点以上，消耗大量的能量。

溶剂分离方法是利用正构烷烃与异构烷烃在选择性溶剂（丙酮、苯和甲苯混合物；或丙酮、甲苯；或甲乙酮、甲苯）中溶解度不同的性质进行分离的，可以有效提高产物中的正构烷烃含量，但对碳分布宽窄的影响不大，同时溶剂分离生产设备投资大；生产过程中需要大量使用溶剂，回收溶剂需要消耗大量的能量；溶剂中含有苯系物，会对环境造成影响；溶剂易燃，容易造成生产事故。

发汗分离方法是利用原料中各种组分熔点不同的性质进行分离提纯的。各种组分的分子量和结构的不同都会使其熔点不同。同为正构烷烃时，分子量较大的正构烷烃的熔点较高，而分子量较小的正构烷烃的熔点较低；分子量相同时，异构烷烃和环烷烃的熔点要低于正构烷烃，且异构程度越高熔点就越低。所以发汗分离方法即能降低产物碳分布的宽度又能提高正构烷烃含量。

与蒸馏方法相比，由于各种烃类的熔点温度远低于沸点温度，所以发汗过程的能耗远低于蒸馏；与溶剂分离相比，发汗过程不使用溶剂，所以发汗过程安全、节能且对环境无影响。而且发汗方法即能降低产物碳分布的宽度又能提高正构烷烃含量，所以对生产相变材料而言，发汗方法在生产过程和产品性能两方面都有优势。

普通的发汗工艺主要包括以下步骤：（1）准备工作：垫水（用水充满发汗装置皿板下部空间）后装料（原料加热至熔点以上呈液态时装入发汗装置）；（2）结晶：将原料以不大于4℃/h的降温速率缓慢冷却到其熔点以下10℃～20℃。在冷却过程中，各种组分按熔点由高到低的顺序依次结晶形成固体；（3）发汗：当蜡层温度达到预设的降温终止温度之后，放掉垫水；再将原料缓慢地加热到预设的发汗终止温度。在发汗过程中，各种组分按熔点由低到高的顺序先后熔化成液态并流出（蜡下），最后得到的蜡层剩余物（蜡上）就是高熔点、低含油的蜡；（4）精制：收集粗产品（发汗过程结束后继续升高温度，以熔化取出蜡上，即为粗产品），经白土精制（将粗产品熔化后升温至预定温度，加入白土并恒温搅拌至预定时间后过滤）后，再成型、包装即为目的产品。

普通发汗工艺可以生产熔点在40℃～60℃的皂用蜡和低熔点石蜡。与溶剂脱油方法相比，发汗脱油是间歇操作，且产品收率较低、生产周期较长，但是发汗方法具有投资少、生产过程简单、操作费用低等优点，目前仍有部分厂家在使用该方法生产皂用蜡产品。但是对普通发汗方法，在发汗过程中固态组分（较高熔点的蜡）和液态组分（较低熔点的蜡和油）虽然分别处于固体和液体状态，但是也很难完全分离。为使最终产品的含油量符合要求，通常采用延长发汗时间（降低升温速度）并提高发汗终止温度的方法。延长发汗时间会导致生产周期延长；提高发汗终止温度会使部分蜡随油一起脱除，导致产品收率下降。

多年来，发汗方法在生产设备和工艺方面得到了一些发展，如CN89214332（立式方形多段隔板发汗罐）、CN94223980.6（皿式发汗装置）、CN98233254.8（石蜡发汗罐）、CN200920033500.X（新型石蜡发汗罐）、CN201210508905.0（一种高效石蜡发汗装置）、CN201320127680.4（管式石蜡脱油装置）等，在发汗生产设备上作了改进；CN91206202（一种高效石蜡发汗罐）在发汗工艺上作了改进，但这些方法仍存在着产品收率较低、生产周期较长等缺点。

发汗工艺是目前已知用于工业规模生产蜡产品的唯一无溶剂分离方法，在提倡绿色低碳、环保节能的今天，采用发汗工艺生产熔点在10℃～40℃的相变材料并采用简单有效的方式将其用于太阳能利用等节能领域，在提倡绿色环保、低碳节能的今天日益受到人们的关注。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种发汗生产人造板用蜡的方法，包括加氢、蒸馏、发汗三部分。具体地说是以适宜的F-T合成产物为加氢原料，在催化剂作用下进行加氢；加氢产物经蒸馏制取适当馏程的组分作为发汗原料；再经发汗制备目的产品。所述发汗是在普通发汗工艺的基础上，优选将发汗原料在气泡稳定剂的作用下掺入气体并在蜡层中形成稳定的微小气泡，以利于液态组分的快速排出，同时在发汗过程中利用气流通过蜡层以强制分离固态组分和液态组分，增强了分离效果并加快了分离速度；并增加发汗过程的恒温阶段，从而使发汗这种无溶剂分离方法可以更高效地生产出相变温度在20℃～40℃的具有储能作用的人造板用蜡。本发明方法具有生产设备投资低、生产过程简单且操作费用低、安全且无溶剂污染等优点。

本发明生产的人造板用蜡既能起到人造板防水材料的作用，同时又赋予人造板储能的作用，从而达到节能减排的效果。

本发明的一种发汗生产人造板用蜡的方法，包括以下内容：

（一）加氢：F-T合成产物在催化剂作用下进行加氢，将其中的烯烃和含氧化合物转化为正构烷烃；

（二）蒸馏：将上述经加氢产物在蒸馏装置中制取初馏点为260～290℃、终馏点为360～390℃的馏分，作为发汗原料；

（三）发汗：包括以下步骤：

（1）准备工作：过程（二）制取的发汗原料加热熔化后加入气泡稳定剂，通入气体并形成稳定的微小气泡后装入发汗装置；

（2）结晶：以1.0℃/h～4.0℃/h的速率降温至发汗原料熔点以下5℃～20℃的预定温度；

（3）发汗：以0.5℃/h～3.0℃/h的速率升温；蜡层达到第一个预定温度并恒温一段时间，继续以0.5℃/h～2.5℃/h的速率升温至第二个预定温度并恒温一段时间后停止发汗；在发汗过程中强制气流通过蜡层；

（4）精制：目的组分经精制后即为人造板用蜡。

本发明的方法中，所述的F-T合成产物，其正构烷烃重量含量要求为85%以上，优选正构烷烃重量含量大于95%的F-T合成产物作为加氢原料。

本发明的方法中，过程（一）所述的加氢过程采用本领域的常规加氢技术，其操作条件为：反应压力为3～10MPa、反应温度为150～300℃、液时体积空速为0.2～2.0 h^-1和氢液体积比为100～1000：1，其中氢液体积比优选为300～800：1。加氢转化过程使用的催化剂可以为Ni/Al₂O₃、W-Ni/Al₂O₃、Mo-Ni/Al₂O₃或W-Mo-Ni/Al₂O₃催化剂等。催化剂中的活性金属组分以氧化物计的重量含量为20%～70%。加氢转化催化剂可以按照本领域常规方法制备。催化剂使用时可以根据需要按本领域常规方法将活性金属氧化物还原或硫化，以提高催化剂的加氢活性。

本发明的方法中，将发汗原料在气泡稳定剂存在下通入气体，在搅拌下形成稳定的微小气泡后进行发汗。步骤（1）所述的气泡稳定剂选自非离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂、两性型表面活性剂中的一种或几种。表面活性剂的凝固点或熔点低于步骤（3）发汗的第一个预定温度。

其中，所述的非离子型表面活性剂选自失水山梨醇单油酸酯、失水山梨醇单硬脂酸酯、二乙二醇脂肪酸酯、二乙二醇单月桂酸酯、失水山梨醇单棕榈酸酯、四乙二醇单硬脂酸酯、聚氧丙烯硬脂酸酯、失水山梨醇单月桂酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯构成的一组物质；阴离子型表面活性剂选自脂肪醇硫酸酯单乙醇胺盐、烷基聚氧乙烯醚硫酸钠、油酰胺基羧酸钠、烷基苯磺酸钠、N-甲基油酰基牛磺酸钠、丁基萘磺酸钠、琥珀酸酯磺酸钠、顺丁二酸单酯磺酸钠构成的一组物质。所述的阳离子型表面活性剂选自苄基季铵盐、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵、三乙酰胺油酸酯构成的一组物质；两性型表面活性剂选自十二烷基甜菜碱、十二烷基二甲基氧化铵、脂肪烃基咪唑啉衍生物、烷基咪唑啉衍生物、脂肪酸衍生物、两性型改性环氧乙烷加成物构成的一组物质。

本发明的方法中，所述的气泡稳定剂优选为非离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂和阳离子型表面活性剂混合构成的一组物质，气泡稳定剂的HLB值为4～10，优选为6～8。所述气泡稳定剂的加入量为发汗原料质量的0.01%～10.0%，优选为0.1%～2.0%。

本发明的方法中，步骤（1）中所述的气体可以是在发汗条件下化学性质稳定的任意气体，优选为易得且无毒无特殊气味的空气、二氧化碳、氮气中的一种以上。混入的气体占发汗原料体积的2%～20%，优选为5%～10%。

本发明的方法中，步骤（1）中所述的搅拌可以采用胶体磨或其它机械装置，转速为500～10000 r/min，优选1000～8000 r/min，以在发汗原料中产生均匀、细小、稳定的泡沫。

本发明的方法中，所述的发汗装置优选发汗皿，并在蜡层以上增加加压装置和/或在蜡层以下增加真空装置，用以在步骤（3）过程中使蜡层上下形成压力差。所述的强制气流通过蜡层采用在蜡层上方增加压力（气压）和/或在蜡层下方降低压力（气压），使蜡层上、下方（侧）形成压力差实现。所述的压力差一般为0.1～5.0个大气压，优选为0.2～2.0个大气压，以强制气流通过蜡层。

本发明的方法中，步骤（3）中所述的第一个预定温度为目的组分熔点-5℃～目的组分熔点；所述的第二个预定温度为目的组分熔点～目的组分熔点+5℃。所述的升温至预定温度后，增加恒温阶段可以使固态组分和液态组分分离更充分，恒温阶段的时间为0.1～10.0小时，优选为0.5～8.0小时，最优选为2.0～5.0小时。

本发明的方法中，所述蜡层的升温速度和降温速度，可以通过空气浴、水浴、油浴或者其他可行的方式进行控制，优选采用水浴或油浴。采用水浴或油浴方式控制蜡层升温速率和降温速率时，可在发汗皿外增加夹套，夹套与可移动盘管及循环系统相连，循环系统具有程序降温/加热功能，循环系统加入水或导热油等物质作为循环介质；装料后将盘管浸没并固定在蜡层中，可使蜡层升/降温过程更快、蜡层温度更均匀。

本发明的方法中，步骤（3）所述的强制气流通过蜡层可以在发汗过程任意阶段实施，优选在发汗初期实施。

本发明的方法中，步骤（3）所述的强制气流通过蜡层是采用在蜡层上方增加气压实现的，如可在蜡层上方施加0.2～2.0个大气压的表压压力，而蜡层下方保持为常压。

本发明的方法中，步骤（3）所述的强制气流通过蜡层是采用在蜡层下方降低气压实现的，如可在蜡层上方保持常压，而在蜡层下方维持-0.2～-0.8个大气压的表压压力。

本发明的方法中，步骤（4）所述的目的组分是指二蜡下，即步骤（3）发汗过程中第一次恒温结束到第二次恒温结束过程中收集的蜡下产物。

在人造板生产过程中，需要经过高温以脱除木质纤维中的水分，这样会在人造板中形成空隙。干燥的木质纤维及人造板中的空隙很容易吸收环境中的水分，为提高人造板的防水、防潮性能，需要在人造板生产过程中加入石蜡，这些蜡组分能包覆在木质纤维表面并填充人造板中的空隙，因此赋予人造板防水、防潮的性能，目前使用的石蜡的熔点通常在50℃以上。由人造板制成的家具等产品的使用温度通常在40℃以下，因此目前使用的熔点在50℃以上的石蜡的人造板在使用过程中没有相变储能的作用。

研究表明，各种分子量和结构的烃类物质防水、防潮性能大体相当。本发明采用相变温度在20℃～25℃或35℃～40℃的烃类物质作为人造板的防水材料，可以起到与使用熔点在50℃以上的石油蜡相同的防水、防潮效果；同时，利用相变温度在20℃～25℃的烃类物质在环境温度高于25℃时熔化吸收大量热量，而在环境温度低于20℃时凝固释放大量热量的特性，赋予人造板储能的功能，可以利用太阳能稳定房间温度，从而达到节能的效果；或利用相变温度在35℃～40℃的烃类物质可用于电力的“移峰填谷”， 即在谷价电期间用电加热而在峰价电期间释放热量以维持房间内的温度，从而达到满足人们对舒适度的要求的同时节省电加热成本、节能减排的效果；另一方面，充分利用人造板的多孔结构吸附20℃～25℃或35℃～40℃的烃类物质，对烃类这种固—液相变材料起到定型化的作用，即能在不增加固—液相变材料定型化的成本、不影响人造板制成产品使用环境的美观的前提下使相变材料用于节能的目的。

作为储能用的相变材料，通常要求具有适当的相变温度和高的相变潜热，从其化学组成上就是要有适当的平均碳数、高的正构烷烃含量和窄的碳数分布。石油蜡碳数分布宽，且含有较多的异构烷烃和环烷烃等非适宜组分，目前也没有熔点在10℃～40℃的正构烷烃相对富集的产品可以作为生产储能用的相变材料的原料，而直接以原油馏分为原料生产相变材料需要复杂的分离过程，因此成本很高。F-T合成产物主要为正构烷烃，但是还含有一定量的烯烃和含氧化合物，而且碳数分布非常宽，这就造成F-T合成产物直接用作储能用相变材料时相变潜热低；由于含氧化合物的存在，造成用作人造板用蜡时防水效果不好。通过加氢方式将烯烃和含氧化合物转化为正构烷烃，再经分离制备熔点在10℃～40℃的储能用相变材料的工艺会相对简单。

发汗分离方法是利用各种组分熔点不同的性质进行分离生产蜡产品的。研究表明，发汗过程中液态组分是顺着结晶部分逐渐排出的，仅靠重力自然分离的普通发汗过程中固态组分与液态组分难以完全分离。通常采用延长发汗时间并提高发汗终止温度的方法使固态组分与液态组分分离更完全，但是延长发汗时间会导致生产周期延长；提高发汗终止温度会使部分固态组分随液态组分一起脱除，导致产品收率下降。

本发明为了生产具有储能作用的人造板用蜡，通过对人造板用蜡、储能用相变材料的使用性能与其化学组成的关联和F-T合成产物的组成的深入研究，选择正构烷烃含量高的低温F-T合成产物为原料；针对低温F-T合成产物含有一定量的烯烃和含氧化合物，且碳数分布非常宽是造成其不能满足具有储能作用的人造板用蜡要求的原因，通过选择适当的催化剂和反应条件，将低温F-T合成产物中的烯烃和含氧化合物等非适宜组分转化为正构烷烃；并通过减压蒸馏对目的组分富集；再通过发汗降低碳数分布宽度以使产物的性能满足具有储能作用的人造板用蜡的技术要求。

本发明通过对普通发汗过程的深入研究，针对固态组分与液态组分难以分离原因，通过在发汗过程中采用强制气流通过蜡层，并在发汗过程增加恒温过程；同时还优选在发汗原料中形成稳定的、均匀分散的微小气泡后进行发汗，这些措施有效地降低了产物碳分布的宽度并提高正构烷烃含量，使产物的性能能够满足具有储能作用的人造板用蜡的技术要求。

针对发汗过程中固态组分与液态组分难以分离的原因，通过在发汗过程中采用气流通过蜡层携带出液态组分的方法强制固态组分与液态组分的分离，增强了分离效果并加快了分离速度；同时还优选将发汗原料在气泡稳定剂和机械搅拌条件下通入气体，这些气体在气泡稳定剂的作用下会在蜡层内形成稳定的、均匀分散的微小气泡。研究表明，选用HLB值在4～10之间的表面活性剂可产生较为稳定的气泡，而HLB值在6～8之间的表面活性剂可产生细腻的泡沫结构且稳定性更好；而采用阴离子型表面活性剂与阳离子型表面活性剂复配时，由于两者强烈静电作用，增加了阴、阳离子在气液界面上的吸附量，并使膜间液相粘度增加，从而大幅提高了气泡的稳定性，或者说在较少用量的情况下就可以形成稳定的气泡。发汗过程中，这些均匀、细小的气泡易于在蜡层中形成若干细小的通道，有利于液态组分的排出，研究表明气泡的体积分数在10%以内时固态组分与液态组分分离效果增强的趋势较明显，其后气泡体积分数的增加对分离效果的影响趋势变缓；所选表面活性剂的熔点或凝固点低于发汗过程的第一个预定温度，且都属极性分子，与发汗原料的相互作用力较弱，能在发汗过程中随液态组分一起排出。再辅以发汗过程的恒温阶段使固态组分和液态组分分离更充分等方法，有效地降低了产物的碳数分布范围，使发汗工艺可以更有效地制备碳数分布范围窄、正构烷烃含量高的具有储能作用的人造板用蜡。

本发明方法的优点是：通过选择适当的催化剂和反应条件，将F-T合成产物中的烯烃及含氧化合物通过加氢过程转化为适宜组分（正构烷烃），同时不产生其它杂质；通过蒸馏富集发汗原料；在发汗过程中采用气流通过蜡层携带出液态组分的方法增强了固态组分与液态组分的分离效果并加快了分离速度；同时利用气体在蜡层中形成微小气泡，也有利于液态组分的快速排出，并增加发汗过程的恒温阶段等过程，从而使发汗工艺可以更高效地生产具有储能作用的人造板用蜡。本发明的方法具有装置投资低、生产过程简单且操作费用低、安全且无溶剂污染环境等优点。

具体实施方式

本发明通过选用适宜的低温F-T合成产物为加氢原料，经加氢、蒸馏、发汗等工艺过程生产熔点在20℃～40℃的具有储能作用的人造板用蜡。具体为低温F-T合成产物在催化剂作用下进行加氢转化；加氢产物在蒸馏装置中制取280℃～370℃馏分作为发汗原料；发汗原料加热熔化并优选加入气泡稳定剂，形成稳定的微小气泡后装入发汗皿；发汗皿上部连接可拆卸的密封装置并与加压缓冲罐和压缩机连接，和/或在发汗皿下部连接减压缓冲罐和真空泵；以水浴控制蜡层升、降温速度；蜡层升温达到第一个预设温度并恒温一段时间，继续升温到第二个预设温度并恒温一段时间后停止发汗过程；在发汗过程中，启动压缩机以在蜡层以上形成正压，和/或启动真空泵以在蜡层以下形成负压，用以强制气流通过蜡层；目的组分经精制后即为具有储能作用的人造板用蜡产品。

以下通过实施例1-2具体说明本发明的发汗生产人造板用蜡的方法。如无特别注明，以下涉及%均为质量百分数，所述压力均为表压。

实施例1

本实施例包括：（一）加氢、（二）蒸馏、（三）发汗三个部分。

（一）加氢

以中国石油化工股份有限公司低温F-T合成实验装置的蜡油产物（正构烷烃含量为95.50wt%）为原料，在FHJ-2催化剂（一种Ni/Al₂O₃商业催化剂，抚顺石油化工研究院研制生产，以氧化物计活性金属含量为40%，催化剂在使用前进行常规还原处理）作用下，在反应压力5.0MPa、反应温度200℃、体积空速1.0h^-1和氢液体积比500：1的条件下进行加氢以转化其中的烯烃和含氧化合物。

加氢产物正构烷烃重量含量97.36%；色谱—质谱分析，未检出烯、醇、酸等物质，可以看出原料中的烯烃和含氧化合物已脱除。

（二）蒸馏

将上述经加氢转化所得产物在具有17块理论塔板的减压蒸馏装置中，在1330Pa ~2660Pa之间压力条件下，制备280℃～370℃馏分。

280℃～370℃馏分熔点29.5℃，正构烷烃重量含量97.48%，收率20.5%（相对于加氢产物）。

（三）发汗：本部分包括（1）准备工作、（2）结晶、（3）升温—恒温—升温—恒温发汗、（4）精制四个步骤。

（1）准备工作

将发汗皿的密封系统与加压缓冲罐和压缩机连接好；在发汗皿下部安装减压缓冲罐并连接真空泵；将发汗皿夹套和可移动盘管与循环系统连接，将盘管固定在发汗皿上；以水为加热介质；启动循环系统的加热功能，使循环水升温至40℃。发汗皿皿板下方垫水。

过程（二）制备的发汗原料加热至40℃熔化后加入0.3%的失水山梨醇单油酸酯、0.1%的丁基萘磺酸钠和0.1%的三乙酰胺油酸酯，混合均匀后通入空气，同时用胶体磨在3000r/min的速率下搅拌至发汗原料体积增加7%，停止通入空气后再以7000r/min的速率搅拌10min以形成均匀、细小的气泡后加入发汗皿。安装发汗皿的密封系统。

（2）结晶

启动循环系统的制冷功能，控制蜡层温度以2.0℃/h的降温速率下降至19.0℃以使蜡层结晶形成固体；关闭循环系统的制冷功能。

（3）发汗

排出发汗皿垫水；发汗皿出口连接中间储罐（Ⅰ）以接收蜡下；启动压缩机并保持加压缓冲罐内压力稳定在1.4～1.6个大气压，发汗皿皿板下方保持常压。启动循环系统的加热功能，以2.0℃/h的升温速率使蜡层温度升高到21.0℃并恒温3.5小时以使蜡层中的固态组分与液态组分充分分离。停压缩机。

发汗皿出口改为连接粗产品储罐（Ⅰ）以接收二蜡下，既粗产品（Ⅰ）；启动真空泵并保持减压缓冲罐内压力稳定在-0.3～-0.5个大气压，蜡层上方气压保持常压；继续以1.5℃/h的升温速率使蜡层温度升高到25.0℃并恒温4.0小时以使蜡层中的固态组分与液态组分充分分离；停真空泵，终止发汗过程。

发汗皿出口改为连接中间储罐（Ⅱ）以接收蜡上。继续升高循环水温度到60℃，以熔化取出蜡上并清理发汗装置。

（4）精制

粗产品（Ⅰ）经白土精制后即为人造板用蜡产品（Ⅰ）。

人造板用蜡产品（Ⅰ）性质：熔点23.4℃，正构烷烃含量98.28%，相变潜热为165.37J/g。收率为18.8％（相对于发汗原料）。

实施例2

本实施例包括：（一）加氢、（二）蒸馏、（三）发汗三个部分。

（一）加氢

同实施例1。

（二）蒸馏

同实施例1。

（三）发汗：本部分包括（1）准备工作、（2）结晶、（3）升温—恒温—升温—恒温发汗、（4）精制四个步骤。

（1）准备工作

将发汗皿的密封系统与加压缓冲罐和压缩机连接好；在发汗皿下部安装减压缓冲罐并连接真空泵；将发汗皿夹套和可移动盘管与循环系统连接，将盘管固定在发汗皿上；以水为加热介质；启动循环系统的加热功能，使循环水升温至40℃。发汗皿皿板下方垫水。

过程（二）制备的发汗原料加热至40℃熔化后加入0.9%的失水山梨醇单油酸酯、0.25%的烷基苯磺酸钠和0.25%的三乙酰胺油酸酯，混合均匀后通入二氧化碳，同时用胶体磨在2000r/min的速率下搅拌至发汗原料体积增加7%，停止通入二氧化碳后再以7500r/min的速率搅拌10min以形成均匀、细小的气泡后加入发汗皿。安装发汗皿的密封系统。

（2）结晶

启动循环系统的制冷功能，控制蜡层温度以2.5℃/h的降温速率下降至19.0℃以使蜡层结晶形成固体；关闭循环系统的制冷功能。

（3）发汗

排出发汗皿垫水；发汗皿出口连接中间储罐（Ⅲ）以接收蜡下；启动压缩机并保持加压缓冲罐内压力稳定在1.4～1.6个大气压，发汗皿皿板下方保持常压。启动循环系统的加热功能，以2.5℃/h的升温速率使蜡层温度升高到34.0℃并恒温2.5小时以使蜡层中的固态组分与液态组分充分分离。停压缩机。

发汗皿出口改为连接粗产品储罐（Ⅱ）以接收二蜡下，既粗产品（Ⅱ）；启动真空泵并保持减压缓冲罐内压力稳定在-0.3～-0.5个大气压，蜡层上方气压保持常压；继续以2.0℃/h的升温速率使蜡层温度升高到37.0℃并恒温3.5小时以使蜡层中的固态组分与液态组分充分分离；停真空泵，终止发汗过程。

发汗皿出口改为连接中间储罐（Ⅳ）以接收蜡上。继续升高循环水温度到60℃，以熔化取出蜡上并清理发汗装置。

（4）精制

粗产品（Ⅱ）经白土精制后即为人造板用蜡产品（Ⅱ）。

人造板用蜡产品（Ⅱ）性质：熔点35.2℃，正构烷烃含量98.67%，相变潜热为195.23J/g。收率为17.5％（相对于发汗原料）。

通过实施例1-2可以看出，本发明的发汗生产人造板用蜡的方法，通过选择适当的催化剂和反应条件，将原料中的烯烃及含氧化合物转化为人造板用蜡的适宜组分；通过蒸馏富集发汗原料；通过增加加压和/或真空设施等对发汗装置的改进；通过在发汗原料中形成微小气泡、在发汗过程中强制气流通过蜡层、增加发汗过程的恒温阶段等对发汗工艺的改进；增强了固态组分与液态组分的分离效果并加快了分离速度，从而使发汗分离工艺能够更高效地生产熔点在20℃～40℃的具有储能作用的人造板用蜡。

使用本发明生产的人造板用蜡制备的人造板产品，具有优良的防水、防潮性能；以实施例1生产的产品制备的人造板制成的家具、地板等物品，除具有各种实用功能外，还能利用太阳能提高居住舒适度的作用，起到节能的效果；以实施例2生产的产品制备的人造板制成的地板等物品，除具有各种实用功能外，与电采暖结合使用时还能起到对电力“移峰填谷”的作用，在满足居住舒适度的同时达到节能减排的效果。

Claims (22)

1.一种发汗生产人造板用蜡的方法，包括以下内容：

（一）加氢：F-T合成产物在催化剂作用下进行加氢，将其中的烯烃和含氧化合物转化为正构烷烃；

（二）蒸馏：将上述经加氢产物在蒸馏装置中制取初馏点为260～290℃、终馏点为360～390℃的馏分，作为发汗原料；

（三）发汗：包括以下步骤：

（1）准备工作：过程（二）制取的发汗原料加热熔化后加入气泡稳定剂，在搅拌下通入气体并形成稳定的微小气泡后装入发汗装置；

（2）结晶：以1.0℃/h～4.0℃/h的速率降温至发汗原料熔点以下8℃～15℃的预定温度；

（3）发汗：以0.5℃/h～3.0℃/h的速率升温；蜡层达到第一个预定温度并恒温一段时间，继续以0.5℃/h～2.5℃/h的速率升温至第二个预定温度并恒温一段时间后停止发汗；在发汗过程中强制气流通过蜡层；所述第一个预定温度为目的组分熔点-5℃～目的组分熔点，所述的第二个预定温度为目的组分熔点～目的组分熔点+5℃；

（4）精制：目的组分经精制后即为人造板用蜡；所述目的组分是指步骤（3）发汗过程中第一次恒温结束到第二次恒温结束过程中收集的蜡下产物。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的气泡稳定剂选自非离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂、两性型表面活性剂构成的一组物质；气泡稳定剂的凝固点或熔点低于步骤（3）发汗的第一个预定温度。

3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的非离子型表面活性剂选自失水山梨醇单油酸酯、失水山梨醇单硬脂酸酯、二乙二醇脂肪酸酯、失水山梨醇单棕榈酸酯、四乙二醇单硬脂酸酯、聚氧丙烯硬脂酸酯、失水山梨醇单月桂酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯构成的一组物质；所述的阴离子型表面活性剂选自脂肪醇硫酸酯单乙醇胺盐、烷基聚氧乙烯醚硫酸钠、油酰胺基羧酸钠、烷基苯磺酸钠、N-甲基油酰基牛磺酸钠、丁基萘磺酸钠、琥珀酸酯磺酸钠、顺丁二酸单酯磺酸钠构成的一组物质；所述的阳离子型表面活性剂选自苄基季铵盐、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵、三乙酰胺油酸酯构成的一组物质；所述的两性型表面活性剂选自十二烷基甜菜碱、十二烷基二甲基氧化铵、脂肪烃基咪唑啉衍生物、脂肪酸衍生物、两性型改性环氧乙烷加成物构成的一组物质。

4.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的气泡稳定剂为非离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂和阳离子型表面活性剂混合构成的一组物质。

5.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的气泡稳定剂的HLB值为4～10。

6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述气泡稳定剂的加入量为发汗原料质量的0.01%～10.0%。

7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的气体为空气、二氧化碳、氮气中的至少一种。

8.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的搅拌采用胶体磨，转速为500～10000 r/min。

9.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，通入的气体占发汗原料体积的2%～20%。

10.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中所述的强制气流通过蜡层采用在蜡层上方增加气压和/或在蜡层下方降低气压，使蜡层上下方形成压力差实现，所述的压力差为0.1～5.0个大气压。

11.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中所述恒温的时间为0.1～10.0小时。

12.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的强制气流通过蜡层在发汗初期实施。

13.按照权利要求10所述的方法，其特征在于，所述的强制气流通过蜡层采用在蜡层上方增加气压实现，在蜡层上方施加0.2～2.0个大气压的表压压力，而蜡层下方保持为常压。

14.按照权利要求10所述的方法，其特征在于，所述的强制气流通过蜡层采用在蜡层下方降低气压实现，在蜡层上方气压保持常压，而在蜡层下方维持-0.2～-0.8个大气压的表压压力。

15.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的发汗装置为发汗皿。

16.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，过程（一）所述的F-T合成产物中的正构烷烃的重量含量为85%以上。

17.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，过程（一）中加氢转化的操作条件为：反应压力3～10MPa、反应温度150～300℃、液时体积空速0.2～2.0 h^-1和氢油体积比100～1000:1。

18.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，过程（一）所述的加氢转化催化剂为Ni/Al₂O₃、W-Ni/Al₂O₃、Mo-Ni/Al₂O₃或W-Mo-Ni/Al₂O₃催化剂，催化剂中活性金属组分以氧化物计的重量含量为20%～70%。

19.按照权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的气泡稳定剂的HLB值为6～8。

20.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，所述气泡稳定剂的加入量为发汗原料质量的0.1%～2.0%。

21.按照权利要求9所述的方法，其特征在于，通入的气体占发汗原料体积的5%～10%。

22.按照权利要求10所述的方法，其特征在于，所述的压力差为0.2～2.0个大气压。