CN114015416B - 一种高潜热储能材料的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及热储能材料生产的领域，具体公开了一种高潜热储能材料的生产方法。其包括以下步骤：S1，分子蒸馏处理精炼费托蜡制得预处理产品，所述精炼费托蜡的滴熔点范围为85~120℃；S2，熔融结晶处理预处理产品，将预处理产品依次经过多级结晶处理和多级发汗处理后制备得到相变温度为TX的目标产品，TX的范围为90~130℃。本申请的生产方法克服了高熔点的相变蜡产品生产过程中易发生裂解的技术难点。
Description
技术领域
本申请涉及热储能材料生产的领域，更具体地说，它涉及一种高潜热储能材料的生产方法。
背景技术
潜热储能材料是一种通过吸收或释放热实现储能或释能的材料，其广泛运用于军工航天、电子元器件、工业余热、峰谷电调配、隐身防护和温感温控等不同领域。
正构烷烃类相变蜡是一种优良的热储能材料，但制备热熔胶、油墨、纺织助剂时一般需要用到熔点大于70℃的正构烷烃相变蜡产品，目前国内的正构烷烃类相变蜡的熔点一般小于70℃，且70℃以上的相变蜡产品在生产过程中容易发生裂解，加工难度大，故高熔点的相变蜡产品目前依赖国外进口，且也仅南非sasol能够生产高熔点的相变蜡产品。
针对上述中的相关技术，发明人认为打破国外高熔点相变蜡的技术垄断，填补国内熔点大于70℃以上的相变蜡产品空缺为亟需解决的问题。
发明内容
为了克服高熔点相变蜡产品生产过程中易发生裂解的技术难点，本申请提供一种高潜热储能材料的生产方法。
本申请提供的一种高潜热储能材料的生产方法采用如下的技术方案：
一种高潜热储能材料的生产方法，包括以下步骤：
S1，分子蒸馏处理精炼费托蜡制得碳分布为C40-C90的预处理产品，所述精炼费托蜡的碳分布为C35-C100，所述精炼费托蜡的滴熔点为T0℃，且所述T0的范围为85～120℃；
S2，熔融结晶处理预处理产品，将步骤S1中制得的预处理产品依次经过多级结晶处理和多级发汗处理后制备得到相变温度为TX且相变焓值为Q的目标产品，所述目标产品的熔程范围≤10℃、Q的范围为220～260kJ/kg，TX的范围为90～130℃。
通过采用上述技术方案，熔融结晶是一种低能耗、绿色环保的生产方式，本申请中采用了多级结晶处理，从而减少了结晶过程中包藏杂质的可能性，采用了多级发汗处理的工艺，从而有利于去除多级结晶处理过程中制得的粗晶体中杂质，此外，本申请中限定原料精炼费托蜡的滴熔点为85～120℃，普通的精馏和减压蒸馏等的温度过高，易造成精炼费托蜡的高温分解，分子蒸馏的操作温度低，故采用分子蒸馏可以预先对原料中的轻组分(由小于等于C34的烃类成分组成)和重组分(碳分布为C35-C90的组分)进行分离，从而初步促使预处理产品的碳分布向右移动，此外，一般熔融结晶的周期较长，故本申请精炼费托蜡在进行熔融结晶前进行了分子蒸馏处理，从而在减少生产周期的同时制备得到相变温度为90～130℃的目标产品，进而克服了高熔点相变蜡产品生产过程中易发生裂解的技术难点。
优选的，S1步骤的具体实现方式为：将精炼费托蜡加热至大于T0且小于220℃，于加热面温度为220～350℃、冷却面温度为80～160℃且绝对压力为1～50Pa的条件下进行分子蒸馏，制得碳分布为C40-C90的预处理产品，其中分子蒸馏中冷凝面与加热面的间距为d0，精炼费托蜡的平均自由程大于d0。
通过采用上述技术方案，精炼费托蜡在进行分子蒸馏过程中由于分子的平均自由程不同而会于冷凝面和加热面处形成的轻组分(由小于等于C34的烃类成分组成)和重组分(碳分布为C35-C90的组分)，轻组分的平均自由程大于重组分，其中重组分即预处理产品，由于精炼费托蜡整体的平均自由程受温度和压强的影响，随着加热面温度或真空度的升高，可以提高分子的平均自由程，使得精炼费托蜡内更多的轻组分向冷凝面方向溢流，促使预处理产品的碳分布向右的移动和碳数峰值的增大，从而有利于提高本申请所制备产品的熔点，此外，温度的升高还可以加快分子运动，从而提高了轻组分从加热面溢出达到冷凝面的速度，但当加热面温度过大时，则会导致精炼费托蜡碳化，降低了轻组分和重组分的分离效率和产品质量，当加热面温度或真空度的过低时，不仅会影响精炼费托蜡的轻组分到达冷凝面的量以及分离效率，故本申请通过了分子蒸馏温度范围从而综合改善生产的效率和质量。此外本申请通过限定了物料进行分子蒸馏前的温度，通过控制进料时温度和加热面温度的温差，可以提高本申请中分子蒸馏的效率和产品质量。
优选的，S2中多级发汗具体实现方式为：重复将多级结晶处理后的混合物以0.5～4℃/h的速率升温1.5～2.5h后恒温处理0.5～1.5h，直至温度达到TX℃后，停止反应，制得相变温度为TX℃的目标产品。
通过采用上述技术方案，本申请通过阶梯式升温处理，由晶层表面的升温速率会滞后于冷却介质的升温速率，当冷却介质升温塑料快时，晶层与冷却介质间的温差会增大，一方面，大量晶体融化降低产品收率，另一方面，不利于将多级结晶处理后的混合物内杂质的排出；但升温过慢，则产品的生产周期过长，故本申请中限定了升温速率在0.5～4℃/h，使得多级结晶处理后的混合物可充分进行发汗，可以综合降低多级结晶处理后的混合物保藏的杂质，从而促使目标产品的碳分布向右的移动、碳数峰值的增大、提高目标产品内正构烷烃内的含量，最终制备得到目标产品。
优选的，S2步骤中多级发汗具体包括以下步骤：
S221，第一步升温，将多级结晶处理后的混合物以2.0～4.0℃/h的速率升温1.5～2.5h，保温处理0.5～1.5h；
S222，重复步骤S221，直至温度达到T2℃，得到粗制产品A，其中T2的温度为T0-8～T0-12℃；
S223，第二步升温，将步骤S222中制得的粗制产品A以0.5～1.5℃/h的速率升温1.5～2.5h后，恒温处理0.5～1.5h；
S224，重复步骤S223，当差示扫描量热检测的相变焓值达到所需Q时，停止反应，制得目标产品。
通过采用上述技术方案，刚结束多级结晶处理的混合物内的杂质量相对较多，故本申请先以2.0～4.0℃/h速率快速对混合物进行发汗除杂处理，由于单位时间内的发汗量随着温度的升高而增加，且随着发汗时间的推移，多级结晶处理后的混合物内包藏杂质量越来越少，以2.0～4.0℃/h速率阶梯式升温达到T2时，为了减少升温速率过快，降低产品产率的可能性，本申请限定第一步升温的速率大于第二步升温的速率，从而在兼顾产率和效率的同时制备得到目标产品。
优选的，在进行S221步骤、S222步骤、S223步骤和S224步骤任意一个或多个步骤时，于多级结晶处理后的混合物或粗制产品A的上表面和/或水平周向通入氮气，且通过填充氮气施加0.1～0.2公斤的压力。
通过采用上述技术方案，通过填充氮气于S221步骤、S222步骤、S223步骤和/或S224步骤中施加0.1～0.2公斤的微正压，从而提高单位时间内的发汗效率，进而加快本申请熔融结晶的效率。
优选的，S2中多级结晶处理具体包括以下步骤：
S211，将S1中制得的预处理产品以3～5℃/h的速率降温0.8～1.2h后，保温处理0.5～1.5h；
S212，重复步骤S211，直至温度达到T1℃后，制得结晶混合物A，其中T1的温度为T0-32～T0-25℃。
通过采用上述技术方案，降温的速率会影响产品的产率，当降温速率过快时，由于结晶过冲的过冷度增加，晶层生长速率加快，使得晶体内部易形成含有许多杂质的小孔，从而降低了产品的纯度；当降温速率过慢时，会影响产品的生产效率，因此本申请中限定了降温速率为3～5℃/h，从而兼顾了生产效率及产品纯度。此外，固液平和的建立需要一定的时间，本申请中进行了阶梯式结晶的方式，在降温处理0.8～1.2h后保温处理0.5～1.5h，使得结晶过程中晶体可以充分生长。此外，结晶终温的高低也会影响产品的结晶率和产率，当T1过高时，虽然结晶纯度越高但结晶率会降低，当T1过低时，虽然结晶出的晶体虽多，但其中包夹的杂质越多，不利于后续的多级发汗，故本申请中为了兼具生产效率和产品纯度，限定了多层结晶的终温为T1℃。
优选的，在S212步骤中，待温度达到T1℃后，还需于T1℃保温处理6～12h。
通过采用上述技术方案，本申请达到终温后继续保温处理6～12h，一方面有利于形成表面稳固均匀、包藏杂质少的晶层，减少后续晶体发汗过程找那个因晶层结构不稳定发生晶层冲刷后快速融化的可能性，进而综合改善本申请中熔融结晶后产品的纯度和产率。
优选的，经S1分子蒸馏处理后的产品于内熔融结晶装置内进行多级结晶处理和多级发汗处理，所述熔融结晶装置包括内部呈中空的反应主体、若干块内部呈中空的导热板和两根用于输送导热油的导油总管，所述反应主体开设有用于进料的送样口，所述送样口上转动连接有阻挡板，若干块所述导热板均设置于所述反应主体内部，且每一所述导油总管侧壁均固定连通有若干根导油分管，每一所述导油分管远离相应所述导油总管一端固定贯穿所述反应主体外壁，每一所述导热板均与两根所述导油分管内部固定连通，且设置于同一所述导热板上的两根所述导油分管远离所述导热板一端分别连接于不同导油总管，所述反应主体和每一所述导油总管外均固定套设有保温棉，且每一所述导油分管设置于所述反应主体外的外壁均固定套设有保温棉。
通过采用上述技术方案，由于熔融结晶过程中温度对于产品纯度和产率的影响巨大，故本申请通过设置多个导热板和导油分管，使得导热油通过导热板和相应导油分管，从而综合改善了对熔融结晶过程温度的控制的精确性，此外，本申请中导油总管、导热支管和反应主体与外界空气接触的一侧均固定套设有保温棉，从而减少了导熔融结晶过程中热量的损失，从而对熔融结晶过程进行更加精准的控制，进而提高了产品的产率和纯度。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用了熔融结晶和分子蒸馏结合的生产方式，从而在减少生产周期的同时制备得到相变温度为90～130℃且相变焓值为220～260kJ/kg的目标产品，进而克服了高熔点相变蜡产品生产过程中易发生裂解的技术难点。
2、本申请中优选采用阶梯式多级降温，从而减少了结晶过程中包藏杂质的可能性，采用了阶梯式多级升温，从而有利于去除多级结晶处理过程中制得的粗晶体中杂质，从而正好改善目标产品的纯度。
附图说明
图1是实施例28中熔融结晶装置的整体结构示意图；
图2是实施例28中用于体现导热板于导油分管连接的结构示意图；
图3是实施例28中用于体现导流板组位置的结构示意图；
图4是图3中A的局部放大图。
附图标记：1、反应主体；2、导热板；3、导油总管；4、送样口；5、阻挡板；6、导油分管；7、滴油管；8、环形导油管；9、支撑块体；10、导流板组；11、导流翅片；12、流动通道；13、凸起。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明
原料
1.精炼费托蜡A(冻凝点：89.5℃；滴熔点：92.3℃；-32℃的含油量为0.32；赛波特色号：+25；25℃的针入度1.0mm；120℃的运动粘度：9.3mm2/s，且原料不含芳烃、铅、砷等毒害物质，碳原值峰值为C58)，其选购于浙江皇星化工股份有限公司所售卖的牌号为FR90的精制备脱蜡；
2.精炼费托蜡B(冻凝点：89℃；滴熔点：90℃；-32℃的含油量为0.5；赛波特色号：+20；25℃的针入度1.2mm；120℃的运动粘度：12mm2/s)；
3.精炼费托蜡C(冻凝点：81℃；滴熔点：85.1℃；-32℃的含油量为0.7；赛波特色号：+28；25℃的针入度1.4mm；120℃的运动粘度：8mm2/s)，其选购于浙江皇星化工股份有限公司所售卖的牌号为FR80的精制备脱蜡。
4.精炼费托蜡D(冻凝点：79℃；滴熔点：81℃；-32℃的含油量为1.0；赛波特色号：+20；25℃的针入度1.2mm；120℃的运动粘度：12mm2/s)。
实施例
实施例1
一种高潜热储能材料的生产方法，包括以下步骤：
S1，分子蒸馏处理精炼费托蜡，将滴熔点为T0的精炼费托蜡A加热至125℃通入至分子蒸馏装置内，并于加热面温度为300℃、冷却面温度为110℃且绝对压力为12Pa的条件下进行分子蒸馏，得到预处理产品，其中分子蒸馏装置内冷凝面与加热面的间距为d0，精炼费托蜡的平均自由程大于d0，其中预处理产品通过DSC差示扫描量热分析和气相色谱测得其碳分布为C39～C62、相变的碳峰值为C49、正构烷烃含量为93％且相变焓值为219kJ/kg；
S2，于熔融结晶装置内，熔融结晶处理预处理产品，具体包括以下步骤：
S21，多级结晶处理，其具体包括以下步骤：
S211，将S1中制得的预处理产品以4℃/h的速率降温1h后，保温处理1h；
S212，重复步骤S211，直至温度达到T1℃后，保温处理8h制得结晶混合物A，其中T1的温度为T0-29℃；
S22，多级发汗处理，其具体包括以下步骤：
S221，第一步升温，将步骤S212中制得的结晶混合物A以3℃/h的速率升温2h后，恒温处理1h；
S222，重复步骤S221，直至温度达到T2℃，其中T2的温度为T0-10℃，即第一滴发汗液出现时，得到粗制产品A；
S223，第二步升温，将步骤S222中制得的粗制产品A以1℃/h的速率升温2h后，恒温处理1h；
S224，重复步骤S223，直至DSC差示扫描量热分析检测的相变焓值达到预设相变焓值240kJ/kg后，停止反应，制备得到相变温度为TX℃的目标产品，本实施例中TX为111.3℃，目标产品的产品收率≥50％，且目标产品最终通过DSC差示扫描量热分析和气相色谱测得其相变焓值为248kJ/kg、熔程为9.2℃、碳分布为C44～C62、碳峰值为C50、正构烷烃含量为97.5％，步骤S2中所用的熔融结晶装置可为公开号为CN202237354U的熔融结晶器。
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例中用等质量的精炼费托蜡B代替了精炼费托蜡A。
实施例3
本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例中用等质量的精炼费托蜡C代替了精炼费托蜡A。
实施例4
本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例在步骤S1中将精炼费托蜡A加热至100℃通入至分子蒸馏装置内。
实施例5
本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例在步骤S1中加热面温度为220℃，且本申请实施例与实施例4在步骤S1中所用时间相等，则本申请实施例在S1中制得的预处理产品的碳分布为C36～C62。
实施例6
本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例在步骤S1中用加热面温度为350℃，且本申请实施例与实施例4在步骤S1中所用时间相等。
实施例7
本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例在步骤S1中冷却面温度为80℃，且本申请实施例与实施例4在步骤S1中所用时间相等。
实施例8
本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例在步骤S1中冷却面温度为160℃，且本申请实施例与实施例4在步骤S1中所用时间相等。
实施例9
本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例在步骤S1中绝对压力为24Pa，且本申请实施例与实施例4在步骤S1中所用时间相等。
实施例10
本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例在步骤S1中绝对压力为24Pa且加热面温度为250℃，且本申请实施例与实施例4在步骤S1中所用时间相等。
实施例11
本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例在步骤S221和步骤S223中均以3℃/h升温。
实施例12
本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例在步骤S221和步骤S223中均以0.5℃/h升温。
实施例13
本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例在步骤S221和步骤S223中均以4℃/h升温。
实施例14
本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例在步骤S223中以1.5℃/h升温。
实施例15
本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例在步骤S222中T2的温度为T0-8℃。
实施例16
本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例在步骤S222中T2的温度为T0-12℃。
实施例17
本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例在步骤S221步骤中向结晶混合物A的上表面施加压力0.15±0.05公斤的压力。
实施例18
本实施例与实施例17的不同之处在于，本实施例在步骤S221步骤中向结晶混合物A的水平周向施加压力0.15±0.05公斤的压力。
实施例19
本实施例与实施例18的不同之处在于，本实施例在步骤S222步骤中向第一步升温处理后的混合物的水平周向和上表面的施加压力0.15±0.05公斤的压力。
实施例20
本实施例与实施例19的不同之处在于，本实施例在步骤S223步骤中向粗制产品A的水平周向和上表面的施加压力0.15±0.05公斤的压力。
实施例21
本实施例与实施例20的不同之处在于，本实施例在步骤S224步骤中向第二步升温处理后的混合物的水平周向和上表面的施加压力0.15±0.05公斤的压力。
实施例22
本实施例与实施例21的不同之处在于，本实施例在S211步骤中的降温速率为3℃/h。
实施例23
本实施例与实施例21的不同之处在于，本实施例在S211步骤中的降温速率为5℃/h。
实施例24
本实施例与实施例21的不同之处在于，本实施例在S212步骤中的T1的温度为T0-32℃。
实施例25
本实施例与实施例21的不同之处在于，本实施例在S212步骤中的T1的温度为T0-25℃。
实施例26
本实施例与实施例21的不同之处在于，本实施例在S212步骤中温度达到T1℃后保温处理6h。
实施例27
本实施例与实施例21的不同之处在于，本实施例在S212步骤中温度达到T1℃后保温处理12h。
实施例28
参照图1，本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例在进行S2步骤中采用的熔融结晶装置包括内部呈中空的反应主体1、设置于反应主体1外的两根导油总管3和两根滴油管7，两根导油总管3设置于反应主体1的上方且用于传输导热油，两根滴油管7设置于反应主体1下方且与反应主体1内部对接连通，反应主体1上表面开设有与反应主体1内部连通的用于进料的送样口4，送样口4上转动连接有阻挡板5，每一导油总管3靠近另一导油总管3一侧均固定连通有八根导油分管6，设置于同一导油总管3上的八根导油分管6沿相应导油总管3长度方向等距设置，阻挡板5、导油总管3、导油分管6、反应主体1和滴油管7与外界空气接触的外壁均固定包覆有保温棉，且每一导热总管的一端均连接与控温箱连接，从而使得使用者可实时对装置内部温度进行控制。
参照图2，每一导油分管6远离相应导油总管3一端均固定贯穿反应主体1上表面，反应主体1内部设置有若干块八块导热板2，八块导热板2沿反应主体1宽度方向依次设置，每一导热板2的长度方向均与反应主体1的长度方向平行设置，连接于不同导油总管3且间距最小的两根导油分管6均固定贯穿同一块导热板2上表面，每一导热板2内部均设置有一根呈蛇形线的环形导油管8，且环形导油管8长度方向的两端分别与相应两根导油分管6对接连通，为了提高每一导热板2整体结构的稳定性，每一导热板2下表面均焊接有两块支撑块体9，且支撑块体9远离相应导热板2一侧焊接于反应主体1内壁。
参照图3和图4，相邻两块导热板2间设置有导流板组10，导流板组10均包括若干块导流翅片11，每一导流翅片11的长度方向均与导热板2的长度方向平行设置，每一导流翅片11的宽度均小于相邻两块导热板2间的间距，若干块导流翅片11沿反应主体1高度方向交错设置，使得设置于相邻两块导热板2间的导流翅片11形成呈蛇形线的流动通道12供液态物质流动。为了提高液态物质流动效率，每一导流翅片11上表面均倾斜设置，即导流翅片11靠近与其相连的导热板2一侧与水平面间的距离大于其远离相应导热板2一侧与水平面间的距离，此外为了提高多级发汗过程中的除杂效果，本实施例于导热翅片的上表面均点阵式焊接有若干个半球型凸起13。
实施例28的实施原理为：使用者转动打开阻挡板5，将S1中制得的预处理产品通过送样口4输送至反应主体1内，预处理产品于流动通道12内沿相应导流翅片11流动，在温控箱的控制下，导热油依次从其中一根导油总管3内流动至相应导油分管6，接着流动至相应导热板2内的环形导油管8后从另一相应导油分管6流出，汇聚于另一导油总管3内，最后再传送至温控箱内形成一个整个回路，使用者重复以4℃/h的速率降温1h后保温处理1h后，直至温度达到T1℃后，保温处理8h制得结晶混合物A，其中T1的温度为T0-29℃，将制得的结晶混合物A重复以3℃/h的速率升温2h后保温处理1h后，直至温度达到T2(第一滴液体从滴油管7内流出后)，其中T2为T0-10℃，得到粗制产品A，重复将粗制产品A以1℃/h的速率升温2h后保温处理1h，直至DSC差示扫描量热分析检测的相变焓值达到预设相变焓值240kJ/kg后，停止反应，制备得到相变温度为TX℃的目标产品，采用该熔融结晶装置制备得到相变温度为TX℃的目标产品，本实施例中TX为112.0℃，目标产品的产品收率≥50％，且目标产品最终通过DSC差示扫描量热分析和气相色谱测得其相变焓值为253kJ/kg和熔程为9.0℃。
实施例29
本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例的S224步骤具体为：重复步骤S223，直至DSC差示扫描量热分析检测的相变焓值达到预设相变焓值245kJ/kg后，停止反应，制备得到相变温度为TX℃的目标产品，本实施例中TX为122.1℃，目标产品的产品收率≥50％，且目标产品最终通过DSC差示扫描量热分析和气相色谱测得其相变焓值为251kJ/kg和熔程为8.1℃。
实施例30
本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例的S224步骤具体为：重复步骤S223，直至DSC差示扫描量热分析检测的相变焓值达到预设相变焓值255kJ/kg后，停止反应，制备得到相变温度为TX℃的目标产品，本实施例中TX为126.0℃，目标产品的产品收率≥50％，且目标产品最终通过DSC差示扫描量热分析和气相色谱测得其相变焓值为260kJ/kg和熔程为9.2℃。
对比例
对比例1
本对比例与实施例1的不同之处在于，本对比例中用等质量的精炼费托蜡D代替了精炼费托蜡A。
对比例2
本对比例与实施例1的不同之处在于，本对比例在步骤S1中用加热面温度为370℃，且本申请实施例与实施例4在步骤S1中所用时间相等。
对比例3
本对比例与实施例1的不同之处在于，本对比例在步骤S1中用加热面温度为200℃，且本申请实施例与实施例4在步骤S1中所用时间相等，本对比例在S1中制得的预处理产品的碳分布为C34～C62。
对比例4
本对比例与实施例7的不同之处在于，本对比例在步骤S1中绝对压力为50Pa。
对比例5
本对比例与实施例7的不同之处在于，本对比例在步骤S1中绝对压力为60Pa。
对比例6
本对比例与实施例7的不同之处在于，本对比例的步骤S223具体为：第二步升温，将步骤S222中制得的粗制产品A以1℃/h的速率升温2h后，不进行保温处理。
对比例7
本对比例与对比例6的不同之处在于，本对比例的步骤S223具体为：第一步升温，将步骤S212中制得的结晶混合物A以3℃/h的速率升温2h后，不进行保温处理。
对比例8
本对比例与实施例1的不同之处在于，本对比例的步骤S223具体为：第二步升温，将步骤S222中制得的粗制产品A以1℃/h的速率升温2h后，不进行保温处理。
对比例9
本对比例与实施例7的不同之处在于，本对比例在步骤S222中T2的温度为T0-3℃。
对比例10
本对比例与实施例7的不同之处在于，本对比例在步骤S222中T2的温度为T0-17℃。
对比例11
本对比例与实施例21的不同之处在于，本对比例在S211步骤中的降温速率为8℃/h。
对比例12
本对比例与实施例21的不同之处在于，本对比例在S212步骤中的T1的温度为T0-20℃。
对比例13
本对比例与实施例21的不同之处在于，本对比例在S212步骤中的T1的温度为T0-36℃。
对比例14
本对比例与实施例7的不同之处在于，本对比例在S211步骤具体为：将S1中制得的预处理产品以4℃/h的速率降温1h后，未进行保温处理。
对比例15
本对比例与实施例21的不同之处在于，本对比例在S212步骤中温度达到T1℃后未进行保温处理。
检测方法/试验方法
1.相变温度：按ASTM D4419的标准，对实施例1～30和对比例1～15制得的目标产品进行差示扫描量热检测，测定相应产品的相变温度；
2.相变焓值：按ASTM E-793的标准，对实施例1～30和对比例1～15制得的目标产品进行差示扫描量热检测，测定相应产品的相变温度。
表1实施例1～30和对比例1～15的检测结果汇总表
结合实施例1～3和对比例1并结合表1可以看出，采用不同滴熔点原料制备得到的产品的相变焓值和相变温度均不同，当采用精炼费托蜡A制备得到的产品的相变温度和相变温度最大。
结合实施例1和实施例4并结合表1可以看出进料时温度和加热面温度的温差越小，则产品的相变温度和相变焓值越高。
结合实施例1、实施例5-6和对比例2-3并结合表1可以看出，加热面温度会影响目标产品的相变温度和相变焓值，当温度低于350℃时，精炼费托蜡的轻组分到达冷凝面的量减少，故是实施例5和对比例3在S1中制得的预处理产品的碳分布均大于实施例4步骤S1中制得的预处理产品，且实施例5和对比例3制得的目标产品的相变温度和相变焓值均低于实施例1；当温度高于350℃时，精炼费托蜡内部分成分发生碳化，进而会降低目标产品的相变温度和相变焓值。
结合实施例1和实施例7-8并结合表1可以看出，在分子蒸馏过程中加热面与冷却面之间的温度差会影响体系中蒸汽分子达到动态平衡，有利于提高分子蒸馏的效果，进而改善目标产品的相变温度和相变焓值，当温度过高或过低时，均会影响分子的动态平衡，故实施例7和实施例8中制备得到的产品的相变温度和相变焓值均低于实施例1。
结合实施例1、实施例9-10和对比例4-5并结合表1可以看出，绝对压力的大小会影响分子蒸馏的效果，进而会影响产品的相变温度和相变焓值，故实施例1制备得到的产品的相变温度和相变焓值均由于实施例9以及对比例4-5制备得到的产品；此外，绝对压力的设置会影响加热面温度的设置，故实施例10和实施例1制备过程中虽然加热面温度和绝对压力不同，但两个实施例制备得到的产品性能几乎一致。
结合实施例1、实施例11～16和对比例4～8并结合表1可以看出，实施例1中采用变速阶梯式制备得到的产品的相变温度和相变焓值最优，且保温有利于晶体进行发汗，故对比例6～10制备得到的产品低于实施例1制备得到产品的综合性能；此外T2的温度也会影响产品的纯度和产率，当T2过大，产品前期以3℃/h升温时间过长，易造成粗制产品A中的碳数较大的组分的流失，但会使得产品的熔点降低；当T2过低，多级结晶处理后的混合物在短时间内其内部杂质无法充分融化，使得产品纯度不高，达不到出售的要求，故本申请中限定T2的温度为T0-8～T0-12℃从而制备得到相变温度和相变焓值良好的产品。
结合实施例1、实施例17～21并结合表1可以看出，加0.1～0.2公斤的微正压，可以提高单位时间内的发汗效率，且同时于多级结晶处理后的混合物或粗制产品A的上表面和水平周向同步进行施压，可以进一步提高目标产品的相变温度和相变焓值。
结合实施例1、实施例17～21并结合表1可以看出，本申请中限定了降温速率为3～5℃/h，从而兼顾了生产效率及产品纯度，但降温度过快时，层生长速率加快，使得晶体内部易形成含有许多杂质的小孔，故对比例11制备得到的产品的相变温度和相变焓值均小于实施例21～23制备得到的产品。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (3)
1.一种高潜热储能材料的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，分子蒸馏处理精炼费托蜡制得碳分布为C40-C90的预处理产品，所述精炼费托蜡的碳分布为C35-C100，所述精炼费托蜡的滴熔点为T0℃，且所述T0的范围为85~120℃；
S1步骤的具体实现方式为：将精炼费托蜡加热至大于T0且小于220℃，于加热面温度为220~350℃、冷却面温度为80~160℃且绝对压力为1~50Pa的条件下进行分子蒸馏，制得碳分布为C40-C90的预处理产品，其中分子蒸馏中冷凝面与加热面的间距为d0，精炼费托蜡的平均自由程大于d0；
S2，熔融结晶处理预处理产品，将步骤S1中制得的预处理产品依次经过多级结晶处理和多级发汗处理后制备得到相变温度为TX且相变焓值为Q的目标产品，所述目标产品的熔程范围≤10℃、Q的范围为220~260kJ/kg，TX的范围为90~130℃；
S2中多级结晶处理具体包括以下步骤：
S211，将S1中制得的预处理产品以3~5℃/h的速率降温0.8~1.2h后，保温处理0.5~1.5h；
S212，重复步骤S211，直至温度达到T1℃后，制得结晶混合物A，其中T1的温度为T0-32~T0-25℃；在S212步骤中，待温度达到T1℃后，还需于T1℃保温处理6~12h；
S2步骤中多级发汗具体包括以下步骤：
S221，第一步升温，将多级结晶处理后的混合物以2.0~4.0℃/h的速率升温1.5~2.5h，保温处理0.5~1.5h；
S222，重复步骤S221，直至温度达到T2℃，得到粗制产品A，其中T2的温度为T0-8~T0-12℃；
S223，第二步升温，将步骤S222中制得的粗制产品A以0.5~1.5℃/h的速率升温1.5~2.5h后，恒温处理0.5~1.5h；
S224，重复步骤S223，当差示扫描量热检测的相变焓值达到所需Q时，停止反应，制得目标产品。
2.根据权利要求1所述的一种高潜热储能材料的生产方法，其特征在于：在进行S221步骤、S222步骤、S223步骤和S224步骤任意一个或多个步骤时，于多级结晶处理后的混合物或粗制产品A的上表面和/或水平周向通入氮气，且通过填充氮气施加0.1~0.2公斤的压力。
3.根据权利要求1所述的一种高潜热储能材料的生产方法，其特征在于：经S1分子蒸馏处理后的产品于内熔融结晶装置内进行多级结晶处理和多级发汗处理，所述熔融结晶装置包括内部呈中空的反应主体1、若干块内部呈中空的导热板2和两根用于输送导热油的导油总管3，所述反应主体1开设有用于进料的送样口4，所述送样口4上转动连接有阻挡板5，若干块所述导热板2均设置于所述反应主体1内部，且每一所述导油总管3侧壁均固定连通有若干根导油分管6，每一所述导油分管6远离相应所述导油总管3一端固定贯穿所述反应主体1外壁，每一所述导热板2均与两根所述导油分管6内部固定连通，且设置于同一所述导热板2上的两根所述导油分管6远离所述导热板2一端分别连接于不同导油总管3，所述反应主体1和每一所述导油总管3外均固定套设有保温棉，且每一所述导油分管6设置于所述反应主体1外的外壁均固定套设有保温棉。
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Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202237354U (zh) * | 2011-09-29 | 2012-05-30 | 中国石油化工股份有限公司 | 熔融结晶器 |
| CN109517626A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-03-26 | 大连隆星新材料有限公司 | 一种高品质费托蜡的制备方法 |
| CN109988548A (zh) * | 2017-12-29 | 2019-07-09 | 内蒙古伊泰煤基新材料研究院有限公司 | 高温相变蜡及其制备方法 |
| CN209636178U (zh) * | 2018-12-28 | 2019-11-15 | 内蒙古伊泰煤基新材料研究院有限公司 | 一种用于系列蜡产品生产的基础蜡处理装置 |
| WO2019242522A1 (zh) * | 2018-06-22 | 2019-12-26 | 内蒙古伊泰煤基新材料研究院有限公司 | 一种生产系列相变蜡产品的方法 |
| CN111100601A (zh) * | 2018-10-29 | 2020-05-05 | 内蒙古伊泰煤基新材料研究院有限公司 | 一种生产相变储能蜡的方法 |
| CN112322350A (zh) * | 2020-11-05 | 2021-02-05 | 中国科学院山西煤炭化学研究所 | 由费托合成产物制备高焓值相变蜡的方法 |
| CN112625748A (zh) * | 2019-09-24 | 2021-04-09 | 内蒙古伊泰煤基新材料研究院有限公司 | 一种相变储能蜡及其制备方法 |
| CN112625746A (zh) * | 2019-09-24 | 2021-04-09 | 内蒙古伊泰煤基新材料研究院有限公司 | 一种制备高品质蜡的装置及方法 |
-
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Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202237354U (zh) * | 2011-09-29 | 2012-05-30 | 中国石油化工股份有限公司 | 熔融结晶器 |
| CN109988548A (zh) * | 2017-12-29 | 2019-07-09 | 内蒙古伊泰煤基新材料研究院有限公司 | 高温相变蜡及其制备方法 |
| WO2019242522A1 (zh) * | 2018-06-22 | 2019-12-26 | 内蒙古伊泰煤基新材料研究院有限公司 | 一种生产系列相变蜡产品的方法 |
| CN110628391A (zh) * | 2018-06-22 | 2019-12-31 | 内蒙古伊泰煤基新材料研究院有限公司 | 一种生产系列相变蜡产品的方法 |
| CN111100601A (zh) * | 2018-10-29 | 2020-05-05 | 内蒙古伊泰煤基新材料研究院有限公司 | 一种生产相变储能蜡的方法 |
| CN209636178U (zh) * | 2018-12-28 | 2019-11-15 | 内蒙古伊泰煤基新材料研究院有限公司 | 一种用于系列蜡产品生产的基础蜡处理装置 |
| CN109517626A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-03-26 | 大连隆星新材料有限公司 | 一种高品质费托蜡的制备方法 |
| CN112625748A (zh) * | 2019-09-24 | 2021-04-09 | 内蒙古伊泰煤基新材料研究院有限公司 | 一种相变储能蜡及其制备方法 |
| CN112625746A (zh) * | 2019-09-24 | 2021-04-09 | 内蒙古伊泰煤基新材料研究院有限公司 | 一种制备高品质蜡的装置及方法 |
| CN112322350A (zh) * | 2020-11-05 | 2021-02-05 | 中国科学院山西煤炭化学研究所 | 由费托合成产物制备高焓值相变蜡的方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Fractionation of Paraffin Wax Mixtures;James C. Crause, Izak Nieuwoudt;《Industrial & Engineering Chemistry Research》;20001115;第39卷(第12期);第4871-4876页 * |
| Wax-Inhibitor Interactions Studied by Isothermal Titration Calorimetry and Effect of Wax Inhibitor on Wax Crystallization;Jost Ruwoldt Orcid, Sebastien Simon, Jens Norrman et al;《Energy Fuels》;20170526;第31卷(第7期);第6838–6847页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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