影響氯化石蠟產(chǎn)品質(zhì)量的原因

文章出處：未知責(zé)任編輯：合思匯化工人氣：發(fā)表時間：2018-05-30 09:05

關(guān)鍵詞氯化石蠟產(chǎn)品質(zhì)量影響因素措施
1 前言

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(jīng)精制脫酸制得的產(chǎn)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(fā)性小、電絕緣性好 ,不溶于水 ,能溶于許多有機溶劑如苯、醚等。

氯化石蠟 -52 是 PVC 輔助增塑劑, 不僅廣泛用于電纜料、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(yōu)良的內(nèi)在性能 ,贏得了廣泛的市場, 是一種較有發(fā)展前途的精細化工產(chǎn)品。

(3)反應(yīng)機理
鏈引發(fā) 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(yīng)是連續(xù)的自由基取代反應(yīng)。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 , 就能獲得多于 314 .01kJ/ mol 的能量, 而使氯分子離解成氯原子 , 日光燈能產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)工藝過程中影響產(chǎn)品質(zhì)量的因素及相應(yīng)的防范措施
色澤和酸值是氯化石蠟 -52 的兩個重要質(zhì)量指標 , 它主要取決于原料液體石蠟的質(zhì)量和生產(chǎn)控制過程。

(1)氯氣中雜質(zhì)的影響我廠曾用氣氯法生產(chǎn)氯化石蠟 -52 , 由
于氯氣中水分、二氧化碳、酸霧等雜質(zhì)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 %

圖 2 芳烴與氯化石蠟色澤的關(guān)系

　　從圖 2 可看出芳烴對氯化石蠟色澤的影響,芳烴含量越小 ,產(chǎn)品色澤越淺 ,當芳烴含量小于 0 .5%,氯化石蠟色澤則小于 70^# 。

②液體石蠟中堿性氮的含量與氯化石蠟的色澤關(guān)系

圖 3 堿性氮與氯化石蠟色澤的關(guān)系

　　從圖 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(chǎn)品色澤越淺, 當堿性氮含量小于 3 ×10^-6 才能生產(chǎn)出小于 100^#的氯化石蠟產(chǎn)品。

③液體石蠟中雜質(zhì)鐵的影響石蠟的液相氯化對鐵很敏感 ,鐵一旦進

入反應(yīng)系統(tǒng) , 就與氯化氫和氯氣反應(yīng)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(huán)化的催化劑, 它們促使氯化石蠟發(fā)生消除反應(yīng)和聚合反應(yīng), 生

成大分子和有色物質(zhì)導(dǎo)致反應(yīng)產(chǎn)物變黑。所以要求原料石蠟中不含鐵或極微量的鐵, 生產(chǎn)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(jīng)活性炭吸附石蠟油中芳烴、異構(gòu)烷烴、高碳芳烴和少量的堿性氮,而后再用硅膠、分子篩除去其中的微量水分 ,同時也可除去前面可能帶進的活性炭末。

(3)氯化操作不慎影響產(chǎn)品質(zhì)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(huán)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(fā)生電子偏移,得失電子則產(chǎn)生靜電 ,當靜電積累到一定程度 ,放電產(chǎn)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制好通氯量。反應(yīng)初期 ,通氯量要小,避免劇烈反應(yīng)產(chǎn)生靜電,反應(yīng)中期加大通氯量 ,隨著反應(yīng)的進行物料粘度增大,反應(yīng)物的傳質(zhì)效率下降,氯氣利用率降低 ,所以反應(yīng)后期應(yīng)適當減少通氯量。

②氯化溫度的影響氯化溫度低, 反應(yīng)速度慢 , 氯氣利用率

低。反之, 溫度高 ,反應(yīng)速度快 ,氯氣利用率高。但過高的反應(yīng)溫度會導(dǎo)致氯化石蠟顯著熱解 ,甚至斷鏈、交鏈, 并產(chǎn)生膠體碳。所以最佳反應(yīng)溫度應(yīng)控制在 80 ～ 105 ℃之間。

(4)半成品的吹掃過程中影響因素我們在生產(chǎn)中有時會出現(xiàn)這種現(xiàn)象, 測

終點比重時物料顏色很好, 但經(jīng)過吹風(fēng)后顏色變深,甚至變成深黑色 ,經(jīng)查找原因得知 , 空氣中含水,帶入系統(tǒng)使產(chǎn)品變黑。另外,在吹掃時 ,溫度過高 , 氧參加反應(yīng) ,在氯化石蠟分子中產(chǎn)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(yīng)在降溫條件下進行, 如果溫度太低,物料粘度大 , 溶解的游離氯化氫不易放

出,影響酸值。溫度太高, 又容易黑料, 所以控制適宜的溫度在 60 ～ 90 ℃之間?？諝夤?道在進入系統(tǒng)之前一定要加過濾器,以便濾去空氣中的水分及雜質(zhì)。

(5)穩(wěn)定劑選擇的影響由于氯化石蠟所用原料的化學(xué)非均一性,

其產(chǎn)物可生成多種可能的氯代異構(gòu)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(jié)構(gòu),產(chǎn)品性能也隨之劣化。為了提高氯化石蠟的熱穩(wěn)定性,采取添加穩(wěn)定劑的方法,而選擇合適的穩(wěn)定劑對生產(chǎn)控制過程也是至關(guān)重要的。有的穩(wěn)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 高效復(fù)合型熱穩(wěn) 定劑是以縮水甘油醚、磷酸酯、亞磷酸酯及肉桂酸酯等復(fù)配而成,其特點是色澤淺,用量少(加入量 0 .2%),經(jīng)過近一年的使用,效果很好。