[發明專利]一種氯化石蠟的制備方法

有效

• 申請號: 201310711401.3
• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN103627437A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 劉波;關少男;由君;李香
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: C10G73/38
• 分類號: C10G73/38;C25B3/06;C25B9/06
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 侯靜

技術領域

本發明涉及一種氯化石蠟的制備方法，屬于電化學技術領域。

背景技術

氯化石蠟是重要的化工原料，由于其具有良好的電絕緣性、耐火及阻燃等特性以及價格便宜的特點，廣泛應用于電線電纜、塑料制品、人造革、橡膠制品的增塑劑、阻燃劑及抗磨劑等，還可用于涂料、潤滑油添加劑等，具有很大的市場用量。

國內目前氯化石蠟制備主要以液體石蠟和氯氣為原料，制備技術主要有3種：熱氯化法、催化法、光催化法。

熱氯化法是在加熱條件下使氯產生氯自由基。該種方法工藝成熟，產品質量穩定，適合與氯堿廠配套使用，國內大部分氯化石蠟廠采用該種方法。但該種方法的裝置投資大。氯氣轉化率低，產品成本高，副產鹽酸質量差，后處理困難，環保難以達標。

催化法是在催化劑引發下氯產生氯自由基。該種方法氯氣轉化率較高，投資少，成本適中，但工藝不成熟，產品質量不穩定，環保難達標。

光催化法是在特殊光照射下氯產生氯自由基。該種方法中氯氣轉化率高，成本低，產品質量穩定，投資比催化法略高，環保易達標。光催化法是新技術，國內廠家使用很少。

目前國內氯化石蠟制備的最大問題是使用氯氣帶來的環境污染。首先氯氣是劇毒氣體，它的運輸和使用都要在嚴格控制的條件下進行，但即使如此，也難免氯氣的泄露，因而產生氯氣污染。其次，目前工業上使用的三種工藝都不能保證氯氣轉化率達到100%，殘余的氯氣在后處理中也可能引起污染。第三，氯氣氯化反應中產生大量鹽酸，副產的鹽酸有時也會引起嚴重的環境問題。

除此之外，由于氯氣運輸困難，要求氯化石蠟工廠必須建在距離氯氣制備廠較近的地方，限制了沒有氯氣制備的地區建設氯化石蠟制備企業。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有氯化石蠟制備方法中因使用氯氣而產生的環境污染和潛在的安全隱患的問題，而本發明提供了一種氯化石蠟的制備方法。

本發明的一種氯化石蠟的制備方法，它的制備方法具體操作如下：

一、在單室電解池中，采用鈦網作為陰電極，釕鈦涂層電極為陽極，以金屬氯化物水溶液為支持電解質，稀鹽酸溶液為電解質，以10～20g液體石蠟為原料，10mL四氯化碳為溶劑，紫外光為引發劑，在電解液溫度為20℃～70℃、電壓為1.4～2.5V的條件下進行電解，電解1～3h，加入10mL苯后，繼續電解2～4h，再補加10～20mL苯，繼續電解3～5h反應結束，得到氯含量為40%～52%的氯化石蠟；其中，支持電解質金屬氯化物水溶液的質量百分含量為20%～25%，其加入量為150～180mL，稀鹽酸溶液的質量百分含量為5%～10%，其加入量為30～50mL；

二、步驟一電解反應結束后，分離并收集有機層，用水洗滌至pH值為中性后，蒸除溶劑，得到氯化石蠟。

本發明的技術原理是：鹽酸在電解槽中電解產生氯氣和氫氣，在紫外光照射下，氯氣產生氯自由基，與電解槽中的石蠟發生自由基氯化反應，生成氯化石蠟和鹽酸。新生成的鹽酸在電解槽中原位被電流分解，繼續進行氯化反應，因此，本工藝無副產物鹽酸生成。

本發明使用金屬氯化物為支持電解質的原因如下：⑴電解槽所使用的鈦陰極及釕鈦復合陽極不能耐受濃鹽酸的腐蝕，為保證電解液中氯離子濃度，需要使用含氯離子的金屬鹽作為支持電解質；⑵使用接近等當量的鹽酸為電解質，可以減少鹽酸的消耗，減少處理成本。在這種條件下，鹽酸實際上是作為反應物被消耗，特別是到反應后期，支持電解質是維持槽電壓的主要因素。在反應過程中，支持電解質并不消耗，因此可以反復使用。

本發明使用無隔膜的單室電解槽，消除了隔膜產生的電阻，大大降低了槽電壓，也消除了隔膜污染問題，降低了對電解液純度的要求。事實上粘度較大的石蠟及氯化石蠟對各種隔膜均有嚴重的吸附作用，提高了膜電阻，減少膜的通透量，單室電解槽徹底解決了這些問題，使本技術具有大規模工業化應用前景。

為解決液體石蠟及氯化石蠟在反應體系中的傳質問題，本發明使用四氯化碳與苯的混合溶液為反應溶劑。要保證電解槽中有機相與電解液有效混合，要求有機相的比重與電解液比重相近，在反應初期，接入四氯化碳增加有機相比重，隨氯化反應的進行，有機相比重增加，此時需加入苯來調節有機相比重。反應結束時，有機相比重應略小于電解液比重，使二者容易分離。

溫度升高有利于電解槽電壓降低以及提高反應速度，但同時增加溶劑的揮發損失，本發明條件下，氯化反應從20～70℃均可順利進行，考慮到溶劑揮發損失，采用40～50℃的反應溫度為宜。

本發明的有益效果如下：