[發明專利]一種烴類相變蓄熱材料及以天然酸為原料的制備方法

有效

• 申請號: 201110353453.9
• 申請日: 2011-11-10
• 公開（公告）號: CN103102868A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 孫劍鋒;張志銀;張造根;王立言;全輝;姚春雷;趙威;林振發;高蒿
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院
• 主分類號: C09K5/04
• 分類號: C09K5/04;C07C1/22;C07C1/207;C07C9/15;C07C9/22
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技術領域

本發明屬于特種蠟技術領域，特別是涉及天然酸經過適宜處理制備高性能的烴類相變蓄熱材料。

背景技術

世界上能源供應以石油、天然氣、煤等礦物燃料為主，隨著這些不可再生資源儲量的減少、價格升高，對各種替代能源的研究不斷加強；而且使用這些礦物燃料引起的環境問題日趨嚴重，對節能和太陽能等的利用受到廣泛重視。同時，隨著社會的發展，人們對居住舒適度的要求越來越高，這又要求消耗更多的能源。

國內外在利用相變材料（簡稱PCM，Phase?Change?Material）儲存太陽能和低價電能方面的研究是目前非常活躍的領域。這些研究是利用相變材料在熔化或凝固過程中溫度變化不大，但吸收或釋放的潛熱卻很大的特性，將其與建筑材料結合使用，可以起到減小室溫波動、利用太陽能取暖以減少空調和采暖系統能耗或利用夜間低價電能維持居室溫度等作用，從而作到充分利用能源、降低污染并滿足居住舒適的目的。同時，將相變材料用于纖維織物、電器保護等諸多領域的研究也在進行中。

按化學組成的不同，可以將相變材料分為無機相變材料和有機相變材料，在人類日常生活中所能接觸到的5℃～30℃范圍內，有機相變材料更有優勢。與其它醇、酸、酯等相變材料相比，烴類相變蓄熱材料具有相變潛熱高、價格相對較低等優勢。

目前正構烷烴的制備方法主要有：（1）采取分子篩或尿素脫蠟制備正構烷烴的混合物；（2）采取伍爾茲反應制備對稱正構烷烴；（3）采用碘代烷烴還原方法；（4）使用石油醚及正己烷、正庚烷作溶劑鏈接鹵代烷法。以上方法雖然能夠得到相應的正構烷烴單體，但是每一種方法都存在一定的問題：如第一種方法工藝條件比較復雜，對某些設備、材質要求很高；第二種方法僅適用于對稱性偶數烷烴，生成物品需乙醚溶劑反復提取；第三、四種方法操作危險性大，石油醚在金屬鈉與鹵代烷劇烈反應中極易噴發，安全系數低，成本較高。

以高級脂肪酸酯加氫可以制備烷烴，但在加氫反應過程中，會發生大量的脫羧反應和脫羰反應，使得反應產物組成復雜，會產生較多的碳數減少的烷烴，一方面不利于提高目的產物的產率，另一方面脫羧反應和脫羰反應會產生一氧化碳或二氧化碳，對加氫反應會產生不利的影響。另外，對于需要單一碳數正構烷烴純度較高的產品時，上述方法得到的是混合正構烷烴，并且沸點相近，不易分離。如CN200910100260.5公開了一種高級脂肪酸酯制備烷烴的方法，以含有8～22個碳原子的脂肪酸甲酯或含有8～22個碳原子的脂肪酸乙酯為原料，進行加氫反應生產烷烴，但可以看出，得到的烷烴產品中，脂肪酸中的碳仍有大部分被脫除，如以硬脂酸甲脂（硬脂酸為十八碳羧酸）為原料，得到的十七碳烷烴和十八碳烷烴的總收率只有75%，因此，未脫碳直接加氫的產物（十八碳烷烴）的收率會更低。同時，十七碳烷烴和十八碳烷烴的沸點相差很小，進一步通過分離技術獲得十八碳烷烴非常困難。

以石油為原料制備蠟類物質需要經過復雜的提純和精制過程，不僅生產成本高，而且對于烴類相變蓄熱來說仍存在一定數量的非適宜組分，如油類等，這些非適宜組分的存在影響了相變蓄熱材料的使用性能。同時，與偶碳數正構烷烴相比，奇碳數正構烷烴的相變潛熱偏小。如果采用精密蒸餾方式提取各種單體正構烷烴，再將偶碳數正構烷烴混合制備相變溫度連續變化的相變材料，因成本太高，不可能實際應用。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種以天然酸制備烴類相變蓄熱材料的方法及該方法得到的烴類相變蓄熱材料，本發明方法工藝簡單，產物相變潛熱大。

本發明烴類相變蓄熱材料，包括正構十四烷烴和正構十六烷烴，正構十四烷烴和正構十六烷烴的質量比為1：99～99：1。

相變材料的相變溫度為5～18℃。相變材料的相變潛熱為180～220J/g。

正構十四烷烴為肉豆蔻酸在Pd/MWCNTs催化劑（鈀/多壁碳納米管催化劑）加氫獲得的正十四烷烴。正構十六烷烴為棕櫚酸在Pd/MWCNTs催化劑（鈀/多壁碳納米管催化劑）加氫獲得的正十六烷烴。加氫產物中可以含有少量的其它碳數的正構烷烴，不用分離，因此最終產品中可能含有少量其它碳數的正構烷烴。

本發明烴類相變蓄熱材料中可以含有其它適宜組分，如抗氧化劑，防腐劑等。