一种以f-t合成产物制备节温器用介质的方法_2

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)、CN02109670.8(淋浴自动调温阀用蜡质感温介质)等,这些专利的目的产品熔点也在50°C以下,且控温范围宽,不适合用作节温器用蜡介质。
[0023]为解决蜡质温控阀使用过程中因导热剂沉降导致导热性变差的问题,专利CN02125845.7(—种低熔点热敏蜡)采用加入0.5?30(wt)%的增粘剂的方法进行改进,所选的增粘剂为石蜡、聚异丁烯、松香、氢化松香、聚乙烯、聚丙烯中的一种或一种以上。该专利选用的增粘剂都是与基础材料相溶性非常好的有机物,为起到防止金属粉末的沉降需要加入大量的增粘剂,这会导致体系粘度很大,影响后续的加工过程。
[0024]发汗工艺具有投资少、生产过程简单、操作费用低、处理量适中、产品质量指标易于调整等优点,更重要的是,发汗脱油工艺是目前已知用于工业规模生产石蜡产品的唯一无溶剂脱油方法,在提倡绿色低碳、环保节能的今天,采用发汗脱油工艺生产节温器用蜡介质的需求更加迫切。

【发明内容】

[0025]针对现有技术的不足,本发明提供一种以F-T合成产物制备节温器用介质的方法,包括加氢转化、蒸馏、发汗制备系列节温器用蜡介质中间产品、行程均匀线性蜡介质的制备和节温器用介质的制备五部分,具体地说是以适宜的F-T合成产物为原料,在催化剂存在下进行加氢转化,将其中的烯烃和含氧化合物转化为节温器用蜡介质的适宜组分;加氢产物经蒸馏制取适当馏程的组分;再采用发汗装置,在普通发汗方法的基础上,在冷却降温过程中的适当温度增加高温恒温阶段,并增加在冷却过程结束后的低温恒温阶段和升温发汗过程的恒温阶段;在冷却过程结束后在蜡层表面均匀铺满混合的金属颗粒,并在升温发汗过程中强制气流通过蜡层,携带出处于液态组分(油和较低熔点的蜡),从而加快了固态组分(较高熔点的蜡)与液态组分的分离速度,并增强了分离效果,使发汗脱油这种无溶剂脱油方法可以生产出熔点在70°C以上的系列的节温器用蜡介质的中间产品;行程均匀线性蜡介质的制备是将这些中间产品进行调配制得;节温器用介质的制备是将行程均匀线性蜡介质与导热剂和不影响后续加工的稳定剂调配制得。
[0026]本发明的一种以F-T合成产物制备节温器用介质的方法,具体包括以下内容:
(一)加氢转化:F-T合成产物在加氢催化剂作用下进行加氢转化,将其中的烯烃和含氧化合物转化为正构烷烃;
(二)蒸馏:将上述经加氢转化所得产物在蒸馏装置中制取初馏点为450?500°C、终馏点为510?540°C的馏分;
(三)发汗:包括以下过程:
(1)在发汗装置中垫水;
(2)以蒸馏制取的馏分为原料,加热熔化后装入发汗装置;
(3)以1.0°C/h?3.0°C/h的速率将蜡层降温至适当温度,高温恒温一段时间;再以0.5°C/h?2.5°C/h的速率降温至原料熔点以下5°C?20°C的预定温度,并低温恒温一段时间;
(4)排出发汗装置中的垫水;然后以0.5°C/h?2.5°C/h的速率升温,蜡层达到预定温度后恒温一段时间,然后停止发汗;其中在升温发汗过程中强制气流通过蜡层;
(5)粗产品经精制、成型后即得到系列蜡介质中间产品;这些中间产品满足节温器的一般要求,即:常温?标称温度+2°C的行程小于I _,控温范围内行程大于8_;
(四)系列的中间产品进行调配即得到行程均匀线性蜡介质;
(五)行程均匀线性蜡介质再与导热剂和稳定剂混合均匀,成型、包装后即可得到节温器用介质产品。
[0027]本发明的以F-T合成产物制备节温器用介质的方法中,所述的F-T合成产物中正构烷烃的重量含量要求在85%以上,优选为95%以上。
[0028]本发明的方法中,所述的加氢转化过程操作条件为:压力3?lOMPa、温度150?300°C、液时体积空速0.2?2.0 h—1和氢油(液)体积比1 O?1 O O:1。加氢转化催化剂为N i /Al203、W-Ni/Al203、Mo-Ni/Al203、W-Mo-Ni/Al203催化剂等,催化剂中活性金属组分以氧化物计的重量含量为20%?70%。加氢转化催化剂可以按本领域常规方法制备,催化剂使用时可以根据需要按照本领域常规方法将活性金属氧化物还原或硫化,以提高催化剂活性。
[0029]本发明的方法中,过程(二)所述的蒸馏装置可以使用本领域的常规蒸馏装置。所述蒸馏装置一般为具有接近2块理论塔板的减压蒸馏装置。
[0030]本发明的方法中,优选在原料降温结晶以后、而在升温发汗过程前(此时蜡层处于固体状态),在蜡层的表面均匀铺满10?100目,优选20?50目的固体颗粒。固体颗粒的密度一般大于4 g/cm3,可以是非金属、金属及合金等材质,优选密度为6?12 g/cm3的金属及合金颗粒,如锌、铁、铜、铅及其合金等化学性质较稳定的低价格金属材质。可以选择两种或两种以上的不同密度的固体颗粒,密度相邻的两种固体颗粒材质的密度差为I?5 g/cm3ο两种以上的固体颗粒可按重量份数相近的比例混合。此处所述的密度是指构成固体颗粒的材质的密度,如金属颗粒的密度是指金属的密度,而非颗粒的堆密度。发汗过程结束后可以回收固体颗粒并清洗以重复使用。
[0031]本发明的方法中,所述的发汗装置一般为发汗皿,并在蜡层以上增加可拆卸的密封系统及加压装置和/或在蜡层以下增加真空装置。所述的强制气流通过蜡层通过在蜡层上方增大压力(气压)和/或在蜡层下放降低压力(气压),使蜡层上下形成压力差实现。所述的压力差一般为0.1?5.0个大气压,优选为0.2?2.0个大气压,以强制气流通过蜡层。
[0032]本发明的方法中,步骤(3)所述的降温过程在高温恒温段之前的降温速率优选1.5°C/h?2.5°C/h。
[0033]本发明的方法中,步骤(3)所述降温过程的高温恒温段的适当温度为原料熔点-
1.0°c?熔点+2.0°C,优选为原料熔点?熔点+1.0°C。冷却降温过程的高温恒温段的时间为0.01?4.0小时,优选为I.0?4.0小时。
[0034]本发明的方法中,步骤(3)所述的降温过程在高温恒温段之后的降温速率优选1.0°C/h?2.0°C/h。
[0035]本发明的方法中,步骤(3)所述降温的预定温度优选为原料熔点以下8°C?15°C。
[0036]本发明的方法中,步骤(3)降温至预定温度后,增加恒温阶段以使固体结晶更充分。降温过程的低温恒温阶段的时间为0.01?3.0小时,优选为1.0?3.0小时。
[0037]本发明的方法中,步骤(4)所述的升温发汗过程的升温速率优选1.0°C/h?2.0°C/h。所述升温的预定温度为目的产品标称温度?标称温度+10°C。
[0038]本发明的方法中,步骤(4)升温发汗至制取产品的预定温度后,增加恒温阶段以使固态组分与液态组分分离更充分,丨旦温阶段的时间为O?5.0小时,优选为0.01?5.0小时,最优选为1.0?5.0小时。
[0039]本发明的方法中,所述蜡层的升温速率和降温速率,可以通过空气浴、水浴、油浴或者其他可行的方式进行控制,优选采用水浴或油浴进行控制。采用水浴或油浴等方式控制升温速率和降温速率时,可在发汗皿外增加夹套,夹套与可移动盘管及循环系统相连,循环系统具有程序降温/加热功能,循环系统加入水或油等物质作为循环介质;装料后将盘管浸没在蜡层中,可使蜡层升/降温过程更快、蜡层温度更均匀。
[0040]本发明的方法中,所述的强制气流通过蜡层可以在升温发汗过程任意阶段实施,优选在升温发汗初期实施。
[0041]本发明的方法中,所述的强制气流通过蜡层是采用在蜡层上方增加气压实现的,可在蜡层上方施加0.2?1.5个大气压(表压)的压力,而蜡层下方保持为常压。
[0042]本发明的方法中,所述的强制气流通过蜡层是采用在蜡层下方降低气压实现的,可在蜡层上方保持常压,而在蜡层下方维持-0.2?-0.8个大气压(表压)的压力。
[0043]本发明的方法中,过程(四)所述的中间产品的调配是利用2?5种中间产品进行的,这些中间产品的标称温度应在目的产品的标称温度± 6°C的范围内选择;优选3种中间产品进行调配,优选的3种中间产品的标称温度分别为目的产品标称温度-2°C、目的产品标称温度、目的产品标称温度+2°C;优选的3种中间产品的调配比例为5%?25%:45%?85%: 10%?30%(重量)。
[0044]本发明的方法中,所述的稳定剂为无机类的微粉、超微粉、表面改性的微粉以及其混合物。所述的微粉选自碳酸钙、炭黑、石墨、膨胀石墨、碳纤维、矿粉、三氧化二锑、硫酸钙、硫酸钡、二氧化钛、碳化硅、二氧化硅、氧化锌和氧化铝微粉构成的一组物质;所述的超微粉选自超微细碳酸钙、气相二氧化硅、纳米氧化锌、单壁碳纳米管、多壁碳纳米管;所述的表面改性的微粉为有机化蒙脱土和/或表面处理的超微细碳酸钙等。所述稳定剂的平均粒径为200目以上,优选的平均粒径为1000目?3000目。
[0045]本发明的方法中,所述的导热剂为金属粉末及其混合物。导热剂优选超细的金属粉,如超细的铝粉、铜粉、锌粉、铁粉等等。所述的导热剂的平均粒径为200目?2000目,优选的平均粒径为500目?1000目。
[0046]本发明的方法中,所得到的节温器用介质的组成以重量计包括:蜡介质5%?60%、导热剂10%?90%、稳定剂5%?30%;优选的组成包括:蜡介质15%?30
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