[发明专利]一种氯化石蜡的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氯化石蜡的制备方法。在管式反应器中，通过添加自由基引发剂，高效率地制备了低短链氯化石蜡含量的氯化石蜡产品。该方法工艺简单，效率高，符合环保要求。

技术背景

氯化石蜡是一组人工合成的氯代烷烃衍生物，主要用作纺织品、橡胶和塑料的阻燃剂、皮革处理剂、油漆和其他涂料的塑化剂以及金属加工用油添加剂。我国是世界上氯化石蜡生产量最大的国家，也有较大的需求量。工业生产氯化石蜡也是作为平衡氯碱工业产生氯气的主要手段之一。氯化石蜡按照其氯含量的不同分为多种类型产品，其中氯化石蜡-52是目前国内外市场中需求量和生产量最大的品种。国内氯化石蜡-52的生产工艺较为落后，主要为热氯化法（CN1053081，CN101054535，US5495058）。热氯化法反应时间较长，氯气利用率低、能耗高，不利于节能减排。某些企业使用热氯化与光催化结合的方法（CN100371425C），但光催化对反应设备要求较高，经常出现故障，实际生产中依然是以热氯化法为主。由于原料来源和生产技术工艺的原因，氯化石蜡产品中通常含有一定量的碳链长度为C_10-13的短链氯化石蜡（Chemosphere 2000,40，679）。近来的研究发现，短链氯化石蜡对水生物毒性大，具有环境持久性和生物蓄积性（Environment.Sci.Technol.2008,42，1045;Clean-Soil Air Water 2010,38，57），斯德哥尔摩公约拟限制短链氯化石蜡的使用。控制氯化石蜡产品中短链氯化石蜡的含量将是氯化石蜡生产行业面临的重要课题。

发明内容

本发明是为了解决现有技术中存在的不足，通过使用合适的自由基引发剂作为反应的催化剂，提高氯化反应速度及氯气利用率。以长碳链石蜡为原料，能有效抑制氯化过程中烷烃碳链的断裂，由此伴生的短链氯化石蜡含量可以控制在1％以下。本方法工艺简单，易于操作，适合产业化推广以应对由短链氯化石蜡引起的环境污染风险。

具体描述本发明制备氯化石蜡-52的方法为：

采用石蜡和液氯为原料，在管式反应器中进行氯化反应。以偶氮化合物为催化剂，将石蜡预热至一定温度，以固定流量通入氯气，开始氯化反应。反应一定时间后，产物达到要求的比重，将产物进行脱酸处理既得合格的氯化石蜡产品。所得氯化石蜡产品中短链氯化石蜡含量小于1％。

如图示1所示，设计氯化反应过程如下：首先液氯钢瓶中的液氯在室温下汽化，经汽化缓冲瓶进入主氯化反应瓶，为了提高氯气利用率在主氯化反应瓶后串联2个副氯化反应瓶。氯气在经过3次氯化反应后，尾气经尾气吸收缓冲瓶导入碱液吸收瓶（由3个碱液吸收瓶串联组成），基本达到无尾气释放到空气中。

本发明中所述的石蜡原料为碳链长度为C₁₈至C₃₀的固体石蜡。以此种石蜡为原料，可以最大程度地避免氯化过程中长链烷烃碳链断裂的现象。

所述氯气是由工业液氯经缓冲瓶汽化得来，无需处理可直接使用。氯化反应开始后，氯气流量控制在160-200毫升/分钟（此流量对应反应器中石蜡原料为250克）。

所用催化剂为偶氮二异丁腈，催化剂用量为石蜡的0.001％-0.05％（质量百分比），其中优选的催化剂用量为0.01％。

所述反应温度为50-120°C，其中优选的反应温度为75°C。

反应32小时左右，产物比重达到1.25时，通入氮气进行脱酸处理得到合格的氯化石蜡产品。所得产品经气相色谱-质谱（GC-MS）联用检测方法分析，与氯化石蜡标准品进行对比可知，其中短链氯化石蜡含量小于1％，

所述的管式反应器内置气体分配器插到反应器底部，氯气气体由内置气体分配器直接通入石蜡液体底部进行反应，反应管上部连有导管将尾气导入碱液吸收装置以除去反应尾气。

附图说明

图1为本发明设计氯化反应过程示意图；

图2为氯化石蜡-52产品气相色谱图（产品编号HW-012）；

图3为氯化石蜡-52产品气相色谱图（产品编号HW-013）。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限与此。实施例1-3作为对照结果

实施例1：热氯化法制备氯化石蜡-52