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影响氯化石蜡产品质量的原因原来是这样的?

关注:212发表时间:2018-07-07 15:39:26

氯化石蜡 是以平均组成为 C15H32 的液体石蜡、氯气为原料采用热、光或催化氯 化再经精制脱酸制得的产品 C15H26 Cl6 ,平均 分子量为 420 ,含氯量 52 %左右,为无色或浅 黄色粘稠液体, 无臭、无毒、不燃、不爆炸、挥 发性小、电绝缘性好 ,不溶于水 ,能溶于许多 有机溶剂如苯、醚等。

氯化石蜡 是 PVC 辅助增塑剂, 不 仅广泛用于电缆料、地板料、人造革、薄膜、软 管、塑料鞋等的加工 ,还用作阻燃剂、防水剂、 防腐剂等等。氯化石蜡 -52 以其低廉的价 格,优良的内在性能 ,赢得了广泛的市场, 是 一种较有发展前途的精细化工产品。

(3)反应机理     
链引发 Cl2 hv  2Cl•
   
链增长 RH +Cl•      R•+HCl
      
R•+Cl2     RCl +Cl•
     
链终止 R•+Cl•    RCl
    
Cl•+Cl•     Cl2
     
R•+R•  R-R
  

此反应是连续的自由基取代反应。因为氯 分子的 Cl-Cl 链离解能(314 .01kJ/mol)比烷烃 分子中的C -H 键的离解能(434 .7kJ/mol)低,
所以氯被活化, 而氯分子吸收 500nm 波长的 蓝光的一个光子 , 就能获得多于 314 .01kJ/ mol 的能量, 而使氯分子离解成氯原子 , 日光 灯能产生 200 ~ 500nm 间的光谱, 这些光足 以使氯分子激活成氯离子 ,使 C -H 键得以 离

解 ,因日光灯产生的光谱波长较长,相对的 能量较低 ,穿透性比较弱 ,而石英玻璃不仅透 光率高 ,而且耐高温、耐腐蚀 ,所以我厂采用 石英灯管作为光氯化的能源。

3  生产工艺过程中影响产品质量的因素及 相应的防范措施
色泽和酸值是氯化石蜡 -52 的两个重 要质量指标 , 它主要取决于原料液体石蜡的 质量和生产控制过程。

(1)氯气中杂质的影响 我厂曾用气氯法生产氯化石蜡 -52 , 由
于氯气中水分、二氧化碳、酸雾等杂质对氯化 石蜡色泽和酸值都有不同程度的影响。而液 氯气化的氯气纯度 >99 .5%, 水分<0 .03 %

图 2  芳烃与氯化石蜡色泽的关系

 

  从图 2 可看出芳烃对氯化石蜡色泽的影 响,芳烃含量越小 ,产品色泽越浅 ,当芳烃含 量小于 0 .5%,氯化石蜡色泽则小于 70 #  

 

液体石蜡中碱性氮的含量与氯化石蜡的色泽关系

图 3  碱性氮与氯化石蜡色泽的关系

 

  从图 3 可看出碱性氮对氯化石蜡色泽的 影响, 碱性氮含量越小 ,产品色泽越浅, 当碱 性氮含量小于 3 ×10 -6  才能生产出小于 100 # 的氯化石蜡产品。

 

液体石蜡中杂质铁的影响 石蜡的液相氯化对铁很敏感 ,铁一旦进

 

入反应系统 , 就与氯化氢和氯气反应生成三氯化铁 ,而三氯化铁是氯代烷烃脱氯化氢的 催化剂 ,又是烯烃聚合、环化的催化剂, 它们 促使氯化石蜡发生消除反应和聚合反应, 

成大分子和有色物质导致反应产物变黑。所以要求原料石蜡中不含铁或极微量的铁, 生 产中尽量少用碳钢管道及容器 , 一般容器使 用钢衬玻璃、钢衬胶或搪瓷罐 ,管道可采用玻 璃、钢衬玻璃、聚氯乙烯等。

 

我们厂处理原料蜡采用的措施是先经活性炭吸附石蜡油中芳烃、异构烷烃、高碳芳烃 和少量的碱性氮,而后再用硅胶、分子筛除去 其中的微量水分 ,同时也可除去前面可能带 进的活性炭末。

 

(3)氯化操作不慎影响产品质量的因素 通氯量的影响 在石蜡氯化前期,通氯量过大过猛 ,则物

 

料湍动剧烈、循环速度加快, 物料与物料、物 料与器壁间的摩擦加大, 碰撞也加剧,使带电 体发生电子偏移,得失电子则产生静电 ,当静 电积累到一定程度 ,放电产生静电火花 ,石蜡 蒸气遇上火花就燃烧碳化成黑料。

 

所以我们采取的措施是控制好通氯量。反应初期 ,通氯量要小,避免剧烈反应产生静 电,反应中期加大通氯量 ,随着反应的进行物 料粘度增大,反应物的传质效率下降,氯气利 用率降低 ,所以反应后期应适当减少通氯量。

 

氯化温度的影响 氯化温度低, 反应速度慢 , 氯气利用率

低。反之, 温度高 ,反应速度快 ,氯气利用率 高。但过高的反应温度会导致氯化石蜡显著热解 ,甚至断链、交链, 并产生胶体碳。所以最佳反应温度应控制在 80  105 ℃之间。

 

(4)半成品的吹扫过程中影响因素 我们在生产中有时会出现这种现象, 

 

终点比重时物料颜色很好, 但经过吹风后颜 色变深,甚至变成深黑色 ,经查找原因得知 , 空气中含水,带入系统使产品变黑。另外,在 吹扫时 ,温度过高, 氧参加反应 ,在氯化石蜡 分子中产生着色基团,使氯化石蜡颜色加深。

 

所以我们采取的措施是氯化石蜡半成品 的吹扫 , 应在降温条件下进行, 如果温度太 低,物料粘度大 , 溶解的游离氯化氢不易放

 

,影响酸值。温度太高, 又容易黑料, 所以 控制适宜的温度在 60  90 ℃之间。空气管 道在进入系统之前一定要加过滤器,以便滤 去空气中的水分及杂质。

 

(5)稳定剂选择的影响 由于氯化石蜡所用原料的化学非均一性,

 

其产物可生成多种可能的氯代异构体,这些杂 乱分布的各种叔、仲氯原子在长期贮存及加工、 使用过程中,在热和光的作用下,容易脱出氯化 氢而生成不饱和键,进而生成带色的共轭双键 结构,产品性能也随之劣化。为了提高氯化石 蜡的热稳定性,采取添加稳定剂的方法,而选择 合适的稳定剂对生产控制过程也是至关重要 的。有的稳定剂对氯化石蜡的色泽影响较大且 易造成透明度下降。HFW -1 高效复合型热稳 定剂是以缩水甘油醚、磷酸酯、亚磷酸酯及肉桂酸酯等复配而成,其特点是色泽浅,用量少(加 入量 0 .2%),经过近一年的使用,效果很好。

 

(6)尾气处理过程中的影响 尾气中主要含有氯化氢及少量氯气, 

果处理不当既影响生产又污染环境, 我厂的


合成尾气经缓冲、分离以后送往盐酸工段合 成炉生产出合格盐酸。精制尾气用氢氧化钠溶液喷淋吸收 ,制成副产品次氯酸钠,二者都 可获得较好的经济效益。

(7)成品包装的影响 实践证明用碳钢桶包装 ,半个月内色泽

 

平均升高一百多号, 所以一定要用镀锌铁桶 包装。

 结束语

 

通过以上分析 , 要生产优级品氯化石蜡 避免黑料发生 ,可归纳如下:

 

(1)精制好原料石蜡 ,控制碱性氮 <2 × 10 -6  ,芳烃含量<0 .5%

 

(2)控制适当的通氯量。 (3)强制外循环工艺可将静电引出

 

中接地。 (4)控制最佳反应温度。

 

(5)控制在适当温度下用干燥空气吹扫  (6)选择优质稳定剂 ,并控制好用量  (7)禁止使用铜 、铁材质 ,并谨防带入系

 


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