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影響氯化石蠟產品質量的原因

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影響氯化石蠟產品質量的原因

發布日期:2018-07-26 作者: 點擊:

1、 氯化石蠟 -52 是以平均組成為 C15H32 的液體石蠟、氯氣為原料采用熱、光或催化氯 化再經精製脫酸製得的產品 C15H26 Cl6 ,平均 分子量為 420 ,含氯量 52 %左右,為無色或淺 黃色粘稠液體, 無臭、無毒、不燃、不爆炸、揮 發性小、電絕緣性好 ,不溶於水 ,能溶於許多 有機溶劑如苯、醚等。


氯化石蠟 -52 是 PVC 輔助增塑劑, 不 僅廣泛用於電纜料、地板料、人造革、薄膜、軟 管、塑料鞋等的加工 ,還用作阻燃劑、防水劑、 防腐劑等等。氯化石蠟 -52 以其低廉的價 格,優良的內在性能 ,贏得了廣泛的市場, 是 一種較有發展前途的精細化工產品。


(3)反應機理     

鏈引發 Cl2 hv  2Cl•

   

鏈增長 RH +Cl•      R•+HCl

      

R•+Cl2     RCl +Cl•

     

鏈終止 R•+Cl•    RCl

    

Cl•+Cl•     Cl2

     

R•+R•  R-R

  

此反應是連續的自由基取代反應。因為氯 分子的 Cl-Cl 鏈離解能(314 .01kJ/mol)比烷烴 分子中的C -H 鍵的離解能(434 .7kJ/mol)低,所以氯被活化, 而氯分子吸收 500nm 波長的 藍光的一個光子 , 就能獲得多於 314 .01kJ/ mol 的能量, 而使氯分子離解成氯原子 , 日光 燈能產生 200 ~ 500nm 間的光譜, 這些光足 以使氯分子激活成氯離子 ,使 C -H 鍵得以 離解 ,因日光燈產生的光譜波長較長,相對的 能量較低 ,穿透性比較弱 ,而石英玻璃不僅透 光率高 ,而且耐高溫、耐腐蝕 ,所以我廠采用 石英燈管作為光氯化的能源。

3  生產工藝過程中影響產品質量的因素及 相應的防範措施色澤和酸值是氯化石蠟 -52 的兩個重 要質量指標 , 它主要取決於原料液體石蠟的 質量和生產控製過程。

(1)氯氣中雜質的影響 我廠曾用氣氯法生產氯化石蠟 -52 , 由於氯氣中水分、二氧化碳、酸霧等雜質對氯化 石蠟色澤和酸值都有不同程度的影響。而液 氯氣化的氯氣純度 >99 .5%, 水分 <0 .03 %芳烴與氯化石蠟色澤的關係可看出芳烴對氯化石蠟色澤的影 響,芳烴含量越小 ,產品色澤越淺 ,當芳烴含 量小於 0 .5%,氯化石蠟色澤則小於 70# 。

 

②液體石蠟中堿性氮的含量與氯化石蠟的色澤關係堿性氮與氯化石蠟色澤的關係

 

 3 可看出堿性氮對氯化石蠟色澤的 影響, 堿性氮含量越小 ,產品色澤越淺, 當堿 性氮含量小於 3 ×10-6 才能生產出小於 100#的氯化石蠟產品。

 

③液體石蠟中雜質鐵的影響 石蠟的液相氯化對鐵很敏感 ,鐵一旦進入反應係統 , 就與氯化氫和氯氣反應生成三氯化鐵 ,而三氯化鐵是氯代烷烴脫氯化氫的 催化劑 ,又是烯烴聚合、環化的催化劑, 它們 促使氯化石蠟發生消除反應和聚合反應, 生成大分子和有色物質導致反應產物變黑。所以要求原料石蠟中不含鐵或極微量的鐵, 生 產中盡量少用碳鋼管道及容器 , 一般容器使 用鋼襯玻璃、鋼襯膠或搪瓷罐 ,管道可采用玻 璃、鋼襯玻璃、聚氯乙烯等。

 

我們廠處理原料蠟采用的措施是先經活性炭吸附石蠟油中芳烴、異構烷烴、高碳芳烴 和少量的堿性氮,而後再用矽膠、分子篩除去 其中的微量水分 ,同時也可除去前麵可能帶 進的活性炭末。

 

(3)氯化操作不慎影響產品質量的因素 ①通氯量的影響 在石蠟氯化前期,通氯量過大過猛 ,則物料湍動劇烈、循環速度加快, 物料與物料、物 料與器壁間的摩擦加大, 碰撞也加劇,使帶電 體發生電子偏移,得失電子則產生靜電 ,當靜 電積累到一定程度 ,放電產生靜電火花 ,石蠟 蒸氣遇上火花就燃燒碳化成黑料。

 

所以我們采取的措施是控製好通氯量。反應初期 ,通氯量要小,避免劇烈反應產生靜 電,反應中期加大通氯量 ,隨著反應的進行物 料粘度增大,反應物的傳質效率下降,氯氣利 用率降低 ,所以反應後期應適當減少通氯量。

 

②氯化溫度的影響 氯化溫度低, 反應速度慢 , 氯氣利用率低。反之, 溫度高 ,反應速度快 ,氯氣利用率 高。但過高的反應溫度會導致氯化石蠟顯著熱解 ,甚至斷鏈、交鏈, 並產生膠體碳。所以反應溫度應控製在 80 ~ 105 ℃之間。

 

(4)半成品的吹掃過程中影響因素 我們在生產中有時會出現這種現象, 測終點比重時物料顏色很好, 但經過吹風後顏 色變深,甚至變成深黑色 ,經查找原因得知 , 空氣中含水,帶入係統使產品變黑。另外,在 吹掃時 ,溫度過高 , 氧參加反應 ,在氯化石蠟 分子中產生著色基團,使氯化石蠟顏色加深。所以我們采取的措施是氯化石蠟半成品 的吹掃 , 應在降溫條件下進行, 如果溫度太 低,物料粘度大 , 溶解的遊離氯化氫不易放出,影響酸值。溫度太高, 又容易黑料, 所以 控製適宜的溫度在 60 ~ 90 ℃之間。空氣管 道在進入係統之前一定要加過濾器, 以便濾 去空氣中的水分及雜質。

 

(5)穩定劑選擇的影響 由於氯化石蠟所用原料的化學非均一性,其產物可生成多種可能的氯代異構體,這些雜 亂分布的各種叔、仲氯原子在長期貯存及加工、 使用過程中,在熱和光的作用下,容易脫出氯化 氫而生成不飽和鍵,進而生成帶色的共軛雙鍵 結構,產品性能也隨之劣化。為了提高氯化石 蠟的熱穩定性,采取添加穩定劑的方法,而選擇 合適的穩定劑對生產控製過程也是至關重要 的。有的穩定劑對氯化石蠟的色澤影響較大且 易造成透明度下降。HFW -1 高效複合型熱穩 定劑是以縮水甘油醚、磷酸酯、亞磷酸酯及肉桂酸酯等複配而成,其特點是色澤淺,用量少(加 入量 0 .2%),經過近一年的使用,效果很好。

 

(6)尾氣處理過程中的影響 尾氣中主要含有氯化氫及少量氯氣, 如

果處理不當既影響生產又汙染環境, 我廠的合成尾氣經緩衝、分離以後送往鹽酸工段合 成爐生產出合格鹽酸。精製尾氣用氫氧化鈉溶液噴淋吸收 ,製成副產品次氯酸鈉,二者都 可獲得較好的經濟效益。

(7)成品包裝的影響 實踐證明用碳鋼桶包裝 ,半個月內色澤平均升高一百多號, 所以一定要用鍍鋅鐵桶 包裝。

4  結束語

 

通過以上分析 , 要生產優級品氯化石蠟 避免黑料發生 ,可歸納如下:

 

(1)精製好原料石蠟 ,控製堿性氮 <2 × 10-6 ,芳烴含量<0 .5%。

(2)控製適當的通氯量。 

(3)強製外循環工藝, 可將靜電引出, 集中接地。

(4)控製反應溫度。

(5)控製在適當溫度下用幹燥空氣吹掃 。 

(6)選擇優質穩定劑 ,並控製好用量 。 

(7)禁止使用銅 、鐵材質 ,並謹防帶入係統


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