[发明专利]一种氧化微晶蜡的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氧化微晶蜡的制备方法，属蜡氧化工艺技术领域。 

背景技术

近年来，随着各行各业对特种蜡的需求，用氧化方法对微晶蜡进行化学改性以获得具有更高附加值的改性蜡受到了普遍重视。因为微晶蜡氧化后具有良好的乳化性、颜料分散性、润滑性、油溶性、上光性等许多优良的性能，同时也改善了原料蜡的柔韧性，因此氧化微晶蜡在合成生物降解材料、纺织、金属加工、热塑性树脂、陶瓷、润滑油、油墨、金属表面处理、矿石浮选、汽车上光、涂层、炸药、制模、皮革等方面都得到了广泛的应用。 

20 世纪 80 年代以前，微晶蜡氧化所使用的催化剂主要是利用高价的过渡金属皂混合物配合空气来生产脂肪酸，但催化剂再生效果不理想，而且，这些催化剂会形成一些副产物及金属残渣，并且不容易从产品中除去。目前，工业上生产氧化微晶蜡的工艺过程是将 KMnO₄水溶液直接加入到加热熔化的蜡液中，通入空气，在一定的温度条件下进行氧化，制备过程属间歇操作。过渡金属的配合物对一些特定的反应具有很好的催化氧化作用。为了将其固载化，人们曾试图将其负载于沸石分子筛上，然而受后者孔道直径的限制，这些固载化的配合物并没有很好地发挥其应有的催化活性。因而从这个角度来看，选择一个合适的载体便显得至关重要。 

CN102921447 A提出了一种以SPA-15为载体，硝酸钴为活性组分的石蜡催化剂的制备方法，SPA-15虽然具有很高的孔半径，但由于其化学反应活性不高，而大大限制了其实际应用范围；另外，微晶蜡组成中异构烃含量高达90%以上，分子量比石蜡大的多，而且，异构烃远比直链烃难氧化，因此，上述专利催化剂还不适于微晶蜡的氧化。 

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种氧化微晶蜡的制备方法，本发明方法反应效率高，所得产品质量好。 

本发明提供一种氧化微晶蜡的制备方法，包括如下内容：以旋转床反应器作为反应设备，所述旋转床由耐腐蚀框架和床层构成，床层由催化剂填料构成，以微晶蜡为原料，在空气存在的条件下进行氧化反应，所述催化剂为负载在改性活性炭上的高锰酸钾，所述空气中含有50～150mL/L的HCl水溶液。 

本发明方法中，氧化反应流出物分离后，分别得到氧化微晶蜡、尾气，所述尾气中含有低分子醇、醛、羧酸等物质，其中尾气通过冷凝器进行分离，分离出的空气可以循环回氧化反应区重复使用。 

本发明方法中，氧化反应使用的空气中含有60～100mL/L的的HCl水溶液。 

本发明方法中，所述微晶蜡含油量不大于5wt%，优选不大于3.5wt%；微晶蜡原料可以为75#、80#、85#、90#微晶蜡的一种或几种。 

本发明方法中，氧化反应条件为：反应压力为1～10MPa，优选5～10MPa；反应温度为140～190℃，优选150～190℃；体积空速0.3～1.0h^-1，优选0.4～0.7h^-1；空气与液相在标准状态下的体积比为100：1～1200：1，优选600：1～1000：1。 

本发明方法中，旋转床的转速为0～5000转/分，优选为150～2000转/分。 

本发明方法中，反应物料在反应器内停留时间为60～6000秒，优选为120～600秒。 

本发明方法中，催化剂以改性活性炭为载体，以催化剂质量计含活性组分高锰酸钾10%～25%，优选15%～25%。所述改性活性炭是将活性炭进行超声波处理后得到的。 

本发明所用催化剂的制备方法如下：首先将高锰酸钾溶解在水中，制成不同浓度的水溶液，然后将改性活性炭加入到高锰酸钾水溶液中，室温下浸2～8h，蒸馏除去水，所得的固体在120℃下干燥4h，制得所述催化剂。 

与现有技术相比，本发明氧化微晶蜡的制备方法采用固定床氧化工艺，可以实现连续生产，可以在更低的反应温度下实现氧化反应，不会造成微晶蜡碳链的裂解，对微晶蜡氧化有非常高的催化活性和目的产物选择性，工艺过程能耗低，操作简单灵活，由于空气中含有少量的盐酸，可提高催化剂选择性，提高了目的产物羧酸的转化率，同时最大限度的抑制副反应醇、醛的生成。本发明方法中，采用旋转床反应器作为微晶蜡氧化反应的设备，并且将催化剂以填料的形式装填成旋转床的床层，大幅提高了微晶蜡与催化剂的接触效率，大大缩短了反应时间，并且提高了目的产品收率。 

具体实施方式