專利名稱：一種環(huán)境友好的氯化石蠟-70生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有機(jī)氯化物的生產(chǎn)工藝。特別涉及一種環(huán)境友好的氯化石 蠟-70生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
氯化石蠟-70是指氯質(zhì)量含量為68 72%的石蠟氯化產(chǎn)物，分子式可用 (:25&。"22或(:24&9(:121表示。其外觀為白色、淺白粉末或淡黃色粉末。溶于甲苯、 丙酮、乙酸乙酯、二氯乙垸、四氯化碳等有機(jī)溶劑，不溶于水和甲醇、乙醇、 異丙醇、正丁醇等低級醇。常溫下，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，其不與水、氧化劑、稀酸 和稀堿溶液反應(yīng)。在有機(jī)鹵化物阻燃劑中，氯化石蠟-70是價格低廉的添加型 阻燃劑，具有較好的阻燃持久性，并兼有防潮、抗靜電、抗輻射、抗軟化、抗 壓縮、低揮發(fā)性和絕緣性能好等特點(diǎn)，還有防蟲和防腐蝕功能。
根據(jù)介質(zhì)不同，氯化石蠟-70的現(xiàn)有生產(chǎn)工藝有三種
① 石蠟本體氯化工藝。該方法選用48 60'工業(yè)精蠟在熔融狀態(tài)下，于50 7CTC、 90 110。C和130 15(TC三段控溫直接通入氯氣。采用石蠟本體氯化工 藝生產(chǎn)氯化石蠟-70的特點(diǎn)是生產(chǎn)工藝流程短，生產(chǎn)設(shè)備臺數(shù)少，生產(chǎn)成本比 較低。但是由于石蠟氯化反應(yīng)介質(zhì)黏度高，造成石蠟氯化反應(yīng)不均勻和反應(yīng)熱 不易排除，致使氯化石蠟-70分子鏈上的氯原子分布不均勻，氯化石蠟-70產(chǎn)品 軟化點(diǎn)低，熱穩(wěn)定性差，顏色深。同時氯化工藝過程中尾氣氯氣含量高?，F(xiàn)有 工藝使用該方法少。
② 水相懸浮法。該方法是指在密閉的氯化釜中，投入水、分散劑、氯化催 化劑、工業(yè)精蠟或氯化石蠟-42，在70 13(TC范圍內(nèi)，高速混合形成乳化液， 0.2 0.4MPa壓力下，通入氯氣完成氯化反應(yīng)。采用水相懸浮法生產(chǎn)氯化石蠟 -70的設(shè)備材質(zhì)選型重要，要滿足耐壓、耐高溫、耐氯腐蝕、熱傳導(dǎo)效果好的 技術(shù)要求，特別是攪拌器和通氯管道的設(shè)計與材質(zhì)選用。該方法生產(chǎn)氯化石蠟 -70氯化工序時間比較短，氯氣轉(zhuǎn)化率高。但是氯化石蠟-70產(chǎn)品質(zhì)量甚受操
控條件的影響。由于氯化過程中反應(yīng)釜內(nèi)壓力高，生產(chǎn)過程常常出現(xiàn)氯化氫和 氯氣泄漏事故。
(D四氯化碳溶劑法。該方法是將原料蠟溶解在四氯化碳溶劑中，控溫55 90°C，偶氮二異丁腈作為催化劑，通入氯氣，進(jìn)行光氯化反應(yīng)操作。完成光氯 化工序后，進(jìn)入水洗和堿中和工序。對氯化石蠟-70四氯化碳溶液進(jìn)行2次清 水洗滌和一次堿中和洗滌。然后采用氣提、蒸餾、減壓蒸餾或閃蒸方法等對氯 化石蠟-70溶液脫除四氯化碳溶劑，獲得氯化石蠟-70產(chǎn)品。采用四氯化碳溶劑法生產(chǎn)的氯化石蠟-70為白色，產(chǎn)品熱穩(wěn)定性高，軟化點(diǎn)在100 11(TC之間， 產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。生產(chǎn)工藝過程平穩(wěn)，安全系數(shù)高。然而四氯化碳屬于《蒙特利 爾議定書》限定使用物質(zhì)，又由于現(xiàn)四氯化碳溶劑法生產(chǎn)過程流程長，工序間 倒料過程復(fù)雜，使得四氯化碳溶劑的回收率不高，四氯化碳單耗高達(dá)30 220 公斤/噸產(chǎn)品。為了解決該方法存在的技術(shù)問題，US5495058提出鹵代苯作為高 沸點(diǎn)溶劑用于氯化石蠟-70的生產(chǎn)。然而鹵代苯不僅價格高，而且對人和其它 動物的血液毒性高。
本發(fā)明所述的原料蠟指的是48 608工業(yè)精蠟、氯化石蠟-40或氯化石蠟-42 中的一種。
針對氯化石蠟-70的現(xiàn)有生產(chǎn)工藝中存在的技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供一種環(huán) 境友好的氯化石蠟-70生產(chǎn)工藝。本發(fā)明的技術(shù)方案特征在于簡化氯化石蠟-70 生產(chǎn)工序過程，工序操控可靠，氯化石蠟-70產(chǎn)品質(zhì)量高以及生產(chǎn)工序安全系 數(shù)高，四氯化碳溶劑回收率高，四氯化碳對生態(tài)和大氣環(huán)境的影響小。

發(fā)明內(nèi)容
本領(lǐng)域的專業(yè)人員熟知原料蠟溶解在四氯化碳溶劑中氯化生產(chǎn)氯化石蠟 -70的產(chǎn)品質(zhì)量高，生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)要求低，設(shè)備投資小，維護(hù)費(fèi)用低，工序過 程可操控性強(qiáng)，生產(chǎn)安全系數(shù)高，氯氣轉(zhuǎn)化率高，唯有不足的缺陷是四氯化碳 溶劑損失比較大，既污染生產(chǎn)工區(qū)環(huán)境，又破壞大氣臭氧層，所以使用該方法 的企業(yè)均轉(zhuǎn)用水相懸浮法生產(chǎn)氯化石蠟-70。
本發(fā)明人認(rèn)為提高四氯化碳回收率，降低四氯化碳單耗高是四氯化碳溶劑 法生產(chǎn)氯化石蠟-70產(chǎn)品起死回生的根本所在。四氯化碳的損失分解在四個工
段中
① 氯化工段本領(lǐng)域的專業(yè)人員熟知氯化工段的溫度控制為55 90°C， 與四氯化碳的沸點(diǎn)相同，常壓下不凝氣體氯化氫和氯氣夾帶大量四氯化碳逸出 氯化反應(yīng)器和換熱器，進(jìn)入鹽酸合成工區(qū)，造成四氯化碳回收困難。為減少氯 化工段的尾氣中四氯化碳逸出量，生產(chǎn)中采用多級冷凝回流和雙氯化反應(yīng)器方 法，但是實際生產(chǎn)中阻止四氯化碳逸出氯化工段效果不佳。本發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn) 多級冷卻回流可避免40 60%四氯化碳逸出氯化釜。現(xiàn)今生產(chǎn)中采用的雙氯化 反應(yīng)器改換為氯化石蠟-42噴淋冷卻吸收塔可一次減少48 65%四氯化碳逸出 氯化工段，此部分四氯化碳進(jìn)入氯化石蠟-42中，為下一批次氯化備料。具體 地說，采用一級冷凝回流和噴淋冷凝吸收塔中氯化石蠟-42對尾氣的吸收凈 化，可以近100%的回收率回收四氯化碳于氯化反應(yīng)器中。
② 洗滌與中和工段從氯化工段制得的氯化石蠟-70四氯化碳溶液進(jìn)入洗 滌與中和工段。因兩次水洗滌和一次堿中和洗滌靜置時間短，油水分離不徹底， 四氯化碳混入洗滌廢水排放，此部分約占四氯化碳損失總量20 40%。③ 脫溶劑工段脫溶劑工段是四氯化碳損失的重點(diǎn)。在初期階段，氯化石 蠟-70的四氯化碳溶液黏度小，汽提脫除四氯化碳溶劑容易。進(jìn)入中后期，物 料呈膠凍狀，繼續(xù)汽提脫除四氯化碳溶劑十分困難。此時氯化石蠟-70粗產(chǎn)品 中包含四氯化碳質(zhì)量百分?jǐn)?shù)高達(dá)4%以上，此部分約占四氯化碳損失總量的 40 60%。
④ 其它輔助工段貯運(yùn)、設(shè)備泄露、停車檢修，以及非正常操作等其它輔 助工段中四氯化碳損失約占四氯化碳損失總量1 5%。
據(jù)此，本發(fā)明提供一種環(huán)境友好的氯化石蠟-70生產(chǎn)工藝。具體來說，在 氯化反應(yīng)工段，將質(zhì)量比為1:1.0 1:4.0的原料蠟與四氯化碳投入氯化反應(yīng) 釜中，控溫50 9(TC，向氯化反應(yīng)釜中通入氯氣進(jìn)行光氯化反應(yīng)。氯化反應(yīng) 產(chǎn)生的尾氣從氯化反應(yīng)釜逸出，進(jìn)入換熱器，而后進(jìn)入噴淋冷卻吸收塔。從噴 淋冷卻吸收塔頂部噴淋氯化石蠟-42，對從噴淋冷卻吸收塔底部進(jìn)入噴淋冷卻 吸收塔的尾氣進(jìn)行逆向吸收凈化，經(jīng)過氯化石蠟-42噴淋吸收凈化后的尾氣進(jìn) 入鹽酸合成器。
本發(fā)明提供的環(huán)境友好的氯化石蠟-70生產(chǎn)工藝，將洗滌與堿中和工段、 脫溶劑工段合并成一個工段， 一次完成噴霧、洗滌、堿中和、回收溶劑、造粒 過程。更為具體地說，將完成氯化反應(yīng)工段制得的氯化石蠟-70四氯化碳溶液 直接泵入噴霧脫溶劑塔中，在氯化石蠟-70四氯化碳溶液霧滴從噴霧脫溶劑塔 頂部下落過程中，從噴霧脫除溶劑塔中部引入100 12(TC蒸汽，使氯化石蠟 -70四氯化碳溶液霧滴在噴霧脫溶劑塔中直接受蒸汽加熱，四氯化碳逸出，進(jìn) 入換熱器冷凝回收。脫除四氯化碳溶劑的氯化石蠟-70粗產(chǎn)品落入水洗釜中凝 固成粒子或粉末?？刂扑锤獌?nèi)水溫70 8(TC，氯化石蠟-70粒子或粉末在水 洗釜中經(jīng)堿中和后，繼續(xù)攪拌停留2 6小時，脫盡四氯化碳溶劑。
將前一工序所得的氯化石蠟-70粗產(chǎn)品粒子或粉末的水懸浮液，送入離心 機(jī)，離心甩干。濾餅送入真空烘干機(jī)，控溫70 8(TC真空烘干，制得氯化石 蠟-70產(chǎn)品。
本發(fā)明所述的原料蠟選自48 60#工業(yè)精蠟、氯化石蠟-40或氯化石蠟-42 中的一種或兩種以上混合物。
本發(fā)明所述的堿選自氫氧化鎂、氫氧化鈣、氧化鈣、沉淀碳酸鈣、硫代硫 酸鈉或亞硫酸鈉中的一種或兩種以上混合物。
本發(fā)明所述的堿用量是原料蠟質(zhì)量的0. 5 30%。
綜上所述，本發(fā)明提供環(huán)境友好的氯化石蠟-70生產(chǎn)工藝具有工序簡化、 工序間物料轉(zhuǎn)運(yùn)過程少、生產(chǎn)工序中四氯化碳溶劑回收高效、氯化石蠟-70粒 徑均一、氯化石蠟-70產(chǎn)品質(zhì)量符合HG/T3643-1999等特點(diǎn)。實施例
氯化工序操作在1M:'氯化反應(yīng)異型釜中打入四氯化碳530公斤和300公 斤氯化石蠟-42。開啟氯化反應(yīng)異型釜的蒸汽閥和物料循環(huán)泵、光照開關(guān)、換 熱器的冷卻水閥、噴淋冷凝吸收塔的冷卻水閥和氯化石蠟-42循環(huán)泵，待釜內(nèi) 物料溫度升至55 75'C后，開啟氯氣閥，計量通入氯氣。到達(dá)終點(diǎn)，結(jié)束氯 化工序操作。物料循環(huán)泵轉(zhuǎn)向，將氯化反應(yīng)異型釜內(nèi)的氯化反應(yīng)產(chǎn)物溶液送至 貯槽備用。
噴霧、洗滌、中和、脫溶劑及成品工序操作在1M3水洗釜中注入清水500 公斤和氫氧化鎂30公斤，打開水洗釜的攪拌機(jī)和蒸汽闊，保持水洗液溫度70 80°C。開啟噴霧脫除溶劑塔中部的水蒸汽進(jìn)汽閥，開啟換熱器的冷卻水閥。打 開貯槽放料閥和料泵，向噴霧脫溶除塔劑中噴射氯化反應(yīng)產(chǎn)物溶液，調(diào)整料泵 出口壓力，使得噴霧效果達(dá)到所需要求。脫除四氯化碳溶劑后的氯化石蠟-70 粗產(chǎn)品受重力作用落入水洗釜中，維持水洗釜內(nèi)物料溫度70 8(TC持續(xù)4小 時。結(jié)束噴霧、脫除溶劑、水洗、中和、造粒等工序。
打開水洗釜的放料閥，放出水洗釜內(nèi)物料入離心機(jī)，離心甩干。濾餅于 70 75。C雙錐式真空干燥機(jī)干燥6小時，制得氯化石蠟-70，產(chǎn)品外觀為白色， 軟化點(diǎn)101.3。C，四氯化碳含量檢不出。其它技術(shù)指標(biāo)符合HG/T3643-1999。
依照本發(fā)明所述的實施例配方和操作程序，生產(chǎn)10批次氯化石蠟-70，共 獲產(chǎn)品5537公斤，消耗四氯化碳37公斤，消耗氫氧化鎂304公斤，消耗自來 水3. 4M3。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)境友好的氯化石蠟-70生產(chǎn)工藝，其特征在于包括如下步驟A、質(zhì)量比為1∶1.0～1∶4.0的原料蠟與四氯化碳投入氯化反應(yīng)釜中，控溫50～90℃，向氯化反應(yīng)釜中通入氯氣進(jìn)行光氯化反應(yīng)。氯化反應(yīng)產(chǎn)生的尾氣從氯化反應(yīng)釜逸出，進(jìn)入換熱器，然后從噴淋冷卻吸收塔底部再進(jìn)入噴淋冷卻吸收塔，噴淋冷卻吸收塔頂噴淋氯化石蠟-42對尾氣進(jìn)行吸收凈化，經(jīng)過氯化石蠟-42噴淋吸收凈化后的尾氣進(jìn)入鹽酸合成器。B、將完成氯化反應(yīng)工段制得的氯化石蠟-70四氯化碳溶液直接泵入噴霧脫溶劑塔中，在氯化石蠟-70四氯化碳溶液霧滴從噴霧脫溶劑塔頂部下落過程中，從噴霧脫除溶劑塔中部引入100～120℃蒸汽，使氯化石蠟-70四氯化碳溶液霧滴在噴霧脫溶劑塔中直接受蒸汽加熱，四氯化碳逸出，進(jìn)入換熱器冷凝回收。脫除四氯化碳溶劑的氯化石蠟-70粗產(chǎn)品落入水洗釜中凝固成粒子或粉末?？刂扑锤獌?nèi)水溫70～80℃，氯化石蠟-70粒子或粉末在水洗釜中經(jīng)堿中和后，繼續(xù)攪拌停留2～6小時，脫盡四氯化碳溶劑。其中所述的堿用量是原料蠟質(zhì)量的0.5～30％。C、前一工序所得的氯化石蠟-70粗產(chǎn)品粒子或粉末的水懸浮液，送入離心機(jī)，離心甩干。濾餅送入真空烘干機(jī)，控溫70～80℃真空烘干，制得氯化石蠟-70產(chǎn)品。
2. 依照權(quán)利要求1所述的一種環(huán)境友好的氯化石蠟-70生產(chǎn)工藝，其特征 在于所述的原料蠟選自48 60#工業(yè)精蠟、氯化石蠟-40或氯化石蠟-42中的一 種或兩種以上混合物。
3. 依照權(quán)利要求1所述的一種環(huán)境友好的氯化石蠟-70生產(chǎn)工藝，其特征 在于所述的堿選自氫氧化鎂、氫氧化鈣、氧化鈣、沉淀碳酸鈣、硫代硫酸鈉或 亞硫酸鈉中的一種或兩種以上混合物。
全文摘要
本發(fā)明提供一種環(huán)境友好的氯化石蠟-70生產(chǎn)工藝，其特征在于光氯化反應(yīng)工序中增加氯化石蠟-42噴淋冷卻吸收塔，對光氯化反應(yīng)尾氣進(jìn)行吸收凈化處理。在噴霧脫除溶劑塔中一次完成噴霧、脫出溶劑、洗滌、中和與造粒過程。本發(fā)明提供的氯化石蠟-70的環(huán)境友好生產(chǎn)工藝具有工序簡化、物料轉(zhuǎn)運(yùn)過程少、四氯化碳溶劑回收高效、氯化石蠟-70產(chǎn)品粒徑均一等特點(diǎn)。
文檔編號C10G73/38GK101525266SQ20091012906
公開日2009年9月9日 申請日期2009年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月20日
發(fā)明者張曉紅, 張?zhí)锪? 斌 鄭 申請人:淮海工學(xué)院