[發(fā)明專利]蠟的高剪切氧化

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980150903.5
• 申請日: 2009-12-14
• 公開（公告）號: CN102256696A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 阿巴斯·哈桑;哈沙德·巴特;阿齊茲·哈桑;格雷戈里·G·伯辛格
• 申請（專利權(quán)）人: HRD有限公司
• 主分類號: B01J19/18
• 分類號: B01J19/18;B01F3/04;C07C27/10;C07B33/00;C08F8/06
• 代理公司: 中原信達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 劉慧;楊青

關(guān)于聯(lián)邦政府資助的研究或開發(fā)的聲明

不適用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體涉及聚合物和蠟的氧化工藝。更具體地，本發(fā)明涉及在使聚合物和蠟氧化時采用高剪切。

背景技術(shù)

氧化是最常見的反應(yīng)類型之一，其被廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域——工業(yè)、軍事、醫(yī)學(xué)、工程、消費(fèi)品等。例如，將烯烴氧化，產(chǎn)生環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷。一些其它例子包括對苯二甲酸、苯酚、丙烯腈、馬來酸酐、鄰苯二甲酸酐、硝酸和己內(nèi)酰胺的產(chǎn)生。

除了小分子的氧化外，聚合物也可以氧化，產(chǎn)生可銷售的商品(例如，氧化聚乙烯蠟)或帶有各種功能化基團(tuán)、用于進(jìn)一步加工的重要中間體。例如，氧化聚乙烯可用作用于聚合物加工的潤滑劑的成分和用作紡織品、地板護(hù)理產(chǎn)品、皮革加工、水分散涂料、果實(shí)涂料和墨水的水基乳液。此外，聚合物和蠟的氧化能夠改變聚合物和蠟的特性，如分子量分布、粘度、密度、滴點(diǎn)。可能的機(jī)理是通過使長聚合分子斷裂，產(chǎn)生較短的聚合鏈。

因此，對開發(fā)有效并且經(jīng)濟(jì)的新氧化工藝的興趣持續(xù)存在。

發(fā)明概述

在本公開內(nèi)容中，描述了一種系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含具有至少一個入口和至少一個出口的剪切裝置；具有至少一個與底物源流體連接的入口、和至少一個出口的底物管道；具有至少一個與氧化劑源流體連接的入口、和至少一個出口的氧化劑管道；以及具有至少一個與蒸汽源流體連接的入口、和至少一個出口的蒸汽管道；其中底物管道的至少一個出口、氧化劑管道的至少一個出口以及蒸汽管道的至少一個出口與剪切裝置的入口流體連接。在實(shí)施方案中，系統(tǒng)進(jìn)一步包含至少一個泵，以控制流體通過剪切裝置的流速和停留時間。

在實(shí)施方案中，系統(tǒng)進(jìn)一步包含與剪切裝置的出口流體連接的閃蒸系統(tǒng)。在另一實(shí)施方案中，系統(tǒng)進(jìn)一步包含至少一個熱交換器，以控制底物的溫度。在又一個實(shí)施方案中，系統(tǒng)進(jìn)一步包含氣體注射系統(tǒng)，以控制氧化劑管道中的氧化劑的流速。在另一實(shí)施方案中，系統(tǒng)進(jìn)一步包含蒸汽注入系統(tǒng)，以控制蒸汽管道中的蒸汽的流速。

在實(shí)施方案中，系統(tǒng)進(jìn)一步包含至少一個與剪切裝置的出口流體連接的貯存容器。在一些情況下，這樣的系統(tǒng)包含溫度與壓力控制系統(tǒng)，以調(diào)節(jié)貯存容器的溫度和壓力。在其它實(shí)施方案中，剪切裝置的出口與底物源流體連接，從而形成再循環(huán)回路。

公開的另一種系統(tǒng)包含具有至少一個入口和至少一個出口的剪切裝置；具有至少一個與底物源流體連接的入口和至少一個出口的底物管道；具有至少一個與蒸汽源流體連接的入口和至少一個出口的蒸汽管道；其中底物管道的至少一個出口和蒸汽管道的至少一個出口與剪切裝置的入口流體連接。再一種系統(tǒng)包含具有至少一個與底物源流體連接的入口和至少一個出口的底物管道；具有至少一個與底物管道出口流體連接的入口和至少一個出口的熔化器；和具有至少一個與熔化器出口流體連接的入口和至少一個出口的剪切裝置。

在本公開內(nèi)容中，介紹了一種方法。該方法包括提供底物，其中底物包含聚合物或蠟；提供氧化劑；提供蒸汽；將底物、氧化劑和蒸汽混合，形成混合物；以及向混合物施加剪切，形成產(chǎn)物。在一個實(shí)施方案中，在這樣的方法中，將底物、氧化劑和蒸汽混合以及施加剪切同時在剪切裝置內(nèi)發(fā)生。在另一個實(shí)施方案中，該方法進(jìn)一步包括使至少部分產(chǎn)物再循環(huán)，以接受更多的剪切。

在一些情況下，底物包含高粘度原油、聚乙烯或聚乙烯蠟。在一些情況下，氧化劑選自空氣、氧氣、臭氧、過氧化物、有機(jī)過氧化物、鹵素、含氧氣體和含鹵素氣體。在一個實(shí)施方案中，接受剪切的混合物的流速或停留時間受到控制。在一個實(shí)施方案中，氧化劑的流速受到控制。在一個實(shí)施方案中，蒸汽的流速受到控制。在又一個實(shí)施方案中，底物與氧化劑的比率、或底物與蒸汽的比率、或這兩種比率都受到控制。在另一個實(shí)施方案中，施加于混合物的剪切速率受到控制。

在一個實(shí)施方案中，施加于混合物的剪切達(dá)到以下至少一種效果：降低底物的粘度；改變底物的密度；改變底物的滴點(diǎn)；和減小底物的平均分子量。在另一個實(shí)施方案中，施加于混合物的剪切與溫度和壓力控制協(xié)同進(jìn)行。在一些實(shí)施方案中，施加于混合物的剪切連續(xù)、半連續(xù)、或分批進(jìn)行。在又一個實(shí)施方案中，該方法包括將產(chǎn)物在提高的溫度和壓力下貯存。

公開的另一方法包括提供底物，其中底物包含聚合物或蠟；加熱底物；以及將已加熱底物施加剪切，形成產(chǎn)物。在實(shí)施方案中，加熱底物包括將蒸汽引入底物。在另一個實(shí)施方案中，加熱底物包括使底物熔化。