本发明属于氧化复合烃蜡制备的技术领域，涉及氧化复合烃蜡连续化生产工艺。
背景技术：
氧化复合烃蜡是一种润滑效率高、分散效果好的产品，在塑料加工、涂料、纺织等领域有着广泛的应用。特别适用于pvc材料的加工和色母粒的分散。氧化复合烃蜡既有极优的外部润滑性，又有较强的内部润滑作用，还具有偶联作用，可提高塑料加工的生产效率，降低生产成本，与聚烯烃树脂等有良好的相容性，在常温下的抗湿性能好，耐化学药品能力强，电性能优良，可改善成品外观。
目前氧化复合烃蜡的氧化生产方法，是采用罐式间歇法，这种生产方法对原料的要求高，不能含有过多的水份与杂质，不仅导致氧化生产工艺单位时间产量低，手动操作繁琐，劳动强度大，污染严重，设备利用率低，还会造成高密度氧化聚乙烯蜡的品质降低。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有生产工艺存在的上述缺陷，提出了氧化复合烃蜡连续化生产工艺。
本发明是采用以下的技术方案实现的：
本发明提供了一种氧化复合烃蜡连续化生产工艺，包括以下步骤：
(1)混合脱水：将不同分子量的烃蜡按照配方加入到脱水釜中，搅拌升温反应；
(2)脱色脱水：向脱水后的复合烃蜡中加入脱色剂，加热搅拌后经过滤得到白色的复合烃蜡；
(3)分割：纯净的复合烃蜡在分割塔中进行分割，得到不同分子量的复合烃蜡；
(4)氧化：分割后的复合烃蜡在空气气氛下进行反应，得到氧化复合聚烯烃蜡。
其中，步骤(1)和步骤(2)中升温方法为采用内盘管加热，温度为100℃～150℃，能够先将中间的复合烃蜡融化，在搅拌器的作用下加快融化速度。
步骤(2)中所述脱色剂为白土或硅藻土。
步骤(3)中所述的分割是在抽真空及回流的条件下，压力为20～60kpa。
步骤(4)中氧化反应温度为120℃～160℃，反应时间为1.5～6小时。
具体的，步骤(1)混合脱水：
将不同分子量的烃蜡加入到第一脱水釜和第二脱水釜中，使用内盘管加热，待烃蜡融化后搅拌混合均匀，停止搅拌静置30min，底部的蜡水混合物泵入第一层析器，进行蜡水分离；第一层析器分离出的烃蜡流回第一脱水釜和第二脱水釜，水进入回收水罐；初步脱水的复合烃蜡被泵入杂质过滤器，进行过滤；
步骤(2)脱色脱水：
经过脱水和除杂的复合烃蜡流入脱色釜中，与脱色釜中脱色剂混合均匀，复合烃蜡由泵被泵入脱色过滤器进一步脱色；脱色釜底部蜡水混合物被泵入到第一层析器，再次进行蜡水分离；
步骤(3)分割：
脱色后的复合烃蜡流入分割塔中部，流到分割塔的塔盘，物料中部分物质经闪蒸气化上升到分割塔顶部，剩余部分落入分割塔底部，由底部设置的再沸器进行第二次闪蒸，将部分物质进一步气化升入分割塔顶部，气相物质经冷却器后进入第二层析器进行低分子聚合物、水分离，分离出的部分聚合物返回分割塔，维持分割塔的物料平衡，另一部分经过冷凝器被泵入低分子聚合物回收罐；
步骤(4)氧化：
经过分割的复合烃蜡在进入第一氧化反应釜之前，部分进入催化剂混合罐，与催化剂混合后，进入催化剂储罐；经过分割的部分复合烃蜡与催化剂储罐的烃蜡混合一并进入第一氧化反应釜；通入空气并加热物料；初步氧化的复合烃蜡被泵入第二氧化反应釜进行氧化，氧化后的产品经过泵送入到产品储罐。
其中，上述第一脱水釜、第二脱水釜中初步脱水的复合烃蜡由脱水釜侧部下方出料再泵入杂质过滤器；脱色釜中复合烃蜡由脱色釜侧部下方出料并泵入脱色过滤器。
上述不同分子量的烃蜡为低聚物聚乙烯蜡时，分割塔中的温度为底部的操作温度140℃～160℃；分割塔顶部和底部塔盘上分别设置两个温度控制点，由下至上的操作温度分别为135℃～155℃、115℃～135℃。
上述催化剂为硬脂酸及其盐类中的一种或多种，具体为硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸镁，催化剂用量占与其混合的烃蜡质量的5％～15％。
步骤(4)中空气流量为5～15m3/小时。
本发明的连续化生产装置及工艺适合于石蜡、费托蜡、高密度聚乙烯蜡、低密度聚乙烯蜡、聚丙烯蜡等的单体或混合物的氧化。
本发明中，操作温度的控制可通过本发明设备及其相关连接管配置的导热油或电加热自动控制系统实现。
本发明的有益效果是：
本发明的氧化复合烃蜡连续化生产工艺，改变了传统烃蜡的间歇式工艺对原料要求高的特点，能够适应各种烃蜡的复合氧化，原料适应性广。脱水步骤采用底部放水，侧面采出物料的方式，能有效减少水流往下游去，具有能耗低、生产效率高的特点；分割步骤控制分割塔的真空度和温度的方法，能够有效控制低分子聚合物的脱除，保证低聚物回收彻底；氧化步骤催化剂采用与物料进行预混合的方法，方便连续与复合烃蜡在管道内进行混合，保证催化剂在氧化釜内的均匀性，有利于连续化生产。
氧化复合烃蜡制备生产过程全封闭，同时工艺路线精炼、操作简单、占地面积小，便于与氧化复合烃蜡后续加工应用设备配套，减少了氧化复合蜡生产中的批次生产对产品品质的影响，同时节能降耗，有效降低劳动强度，节约成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明提供的氧化复合蜡连续化生产装置的示意图；
图中标号：1第一脱水釜、2第二脱水釜、3脱色釜、4催化剂混合罐、5分割塔、6第一氧化反应釜、7第二氧化反应釜、8催化剂储罐、9低分子聚合物储罐、10第一层析器、11第二层析器、12杂质过滤器、13脱色过滤器、14冷却器、15冷凝器、16再沸器、17温度控制点、a第一物料进料口、b第二物料进料口、c第三物料进料口、d第四物料进料口、e空气进口。
具体实施方式
为了使本发明目的、技术方案更加清楚明白，下面结合附图，对本发明作进一步详细说明。下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
主要设备：
脱水釜、脱色釜为市购的具有加热、搅拌功能的复式螺旋分离器，主要作用是将蜡水混合物进行初步沉降分离。
下列实施例采用的石蜡包括60度石蜡，费托蜡包括70度费托蜡、80度费托蜡，聚乙烯蜡包括进口中东低聚物f13、进口韩国低聚物dn400、青岛邦尼化工有限公司bn100a。均为市售产品，均含有水分和杂质，部分烃蜡含有小分子聚合物。
催化剂为硬脂酸或硬脂酸盐，具体为硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸镁中的一种或多种。
为避免重复，现将本具体实施方式所涉及的原料和制备条件参数统一描述如下，具体实施例中不再赘述：
如图1所示，将不同分子量的烃蜡按照质量比例分别加入第一脱水釜1和第二脱水釜2中，关闭第一物料进口a和第二物料进口b。
步骤(1)混合脱水：使用内盘管加热，待蜡融化后在搅拌器的的搅拌下混合均匀，停止搅拌静置30min。蜡和水进行分离，底部的蜡水混合物经过泵打入到第一层析器10，进行蜡水分离。第一层析器10分离出的蜡流回第一脱水釜1和第二脱水釜2，水进入回收水罐；
初步脱水的复合烃蜡从脱水釜侧部下方出料，由泵送入杂质过滤器12，进行杂质过滤。
步骤(2)脱色脱水：经过脱水和除杂的复合烃蜡流入脱色釜3中，通过脱色釜3的第三进料口c不断地向脱色釜3加入脱色剂，在搅拌器的作用下混合均匀。脱色完成后，复合烃蜡由泵从脱色釜3的侧部下方出料，送入到脱色过滤器13进行过滤脱色。脱色釜3中的底部蜡水混合物经过泵送入到第一层析器10，进行蜡水分离。
步骤(3)分割：脱色后的复合烃蜡送入分割塔5中部，流过分割塔5的塔盘。此时，物料中的大部分低分子聚合物、水等低沸点的物质经闪蒸气化进入气相，未闪蒸出的部分落入分割塔5的底部，由分割塔5底部的再沸器16进行第二次闪蒸，将低分子量聚合物、水等物质进一步脱出进入气相，气相进入冷却器14后进入第二层析器11进行低分子量聚合物、水相分离，分离出的低分子量聚合物一部分返回分割塔5，维持分割塔5的物料平衡，另一部分通过冷凝器15进入低分子聚合物储罐9。
步骤(4)氧化：通过第四物料进料口d向催化剂混合罐4中加入催化剂；经过分割的复合烃蜡在进入第一氧化反应釜6之前，部分进入催化剂混合罐4，与催化剂混合后，进入催化剂储罐8；经过分割的不含催化剂的复合烃蜡与来自催化剂储罐8的烃蜡混合一并进入第一氧化反应釜6；利用空气进口e通入空气并加热物料，空气流量为5～15m3/小时；初步氧化的复合烃蜡被泵入第二氧化反应釜7进行氧化，氧化后的产品经过泵送入到产品储罐。
催化剂在催化剂混合罐4内与烃蜡乳液进行复配，催化剂用量占与其混合的烃蜡质量的5％～15％。
实施例1
本实施例中，采用烃蜡按照质量比例70度费托蜡：进口中东低聚物蜡f13＝1:0.5，加入脱水釜。
第一脱水釜1、第二脱水釜2的操作温度为140℃和脱色釜5中的操作温度为145℃；分割塔5底部的操作温度155℃～160℃；塔盘上的两个温度控制点17，由底部塔盘操作温度为140℃～145℃、顶部塔盘操作温度为125℃～130℃。
分割塔5中的操作压力控制在60kpa。
复合烃蜡氧化反应效率93.2，酸值6和色泽微黄。复合烃蜡的分子量范围为800～4000。
实施例2
本实施例中，复合烃蜡质量比为60度石蜡：80度费托蜡＝1:1。
第一脱水釜1、第二脱水釜2的操作温度为95℃和脱色釜5中的操作温度为105℃；分割塔5底部的操作温度150℃～155℃；塔盘上的两个温度控制点17，由底部塔盘操作温度为135℃～140℃、顶部塔盘操作温度为123℃～128℃。
分割塔5中的操作压力控制在55kpa。其余均于实施例1相同。
复合烃蜡氧化反应效率94，酸值7和色泽淡黄。复合烃蜡的分子量范围为400～800。
实施例3
本实施例中，复合烃蜡质量比为60度石蜡：80度费托蜡：进口韩国低聚物dn400＝0.5:1:0.3。
第一脱水釜1、第二脱水釜2的操作温度为130℃和脱色釜5中的操作温度为135℃；分割塔5底部的操作温度150℃～155℃；塔盘上的两个温度控制点17，由底部塔盘操作温度为136℃～140℃、顶部塔盘操作温度为123℃～128℃。
分割塔5中的操作压力控制在40kpa。其余均于实施例1相同。
复合烃蜡氧化反应效率92.6，酸值9和色泽淡黄。复合烃蜡的分子量范围为750～4500。
实施例4
本实施例中，复合烃蜡质量比为60度石蜡：70度费托蜡：进口韩国低聚物dn400：青岛邦尼化工有限公司bn100a＝0.2:1:0.3:0.5。
第一脱水釜1、第二脱水釜2的操作温度为135℃和脱色釜5中的操作温度为140℃；分割塔5底部的操作温度155℃～160℃；塔盘上的两个温度控制点17，由底部塔盘操作温度为135℃～140℃、顶部塔盘操作温度为120℃～125℃。
分割塔5中的操作压力控制在45kpa。其余均于实施例1相同。
复合烃蜡氧化反应效率93.6，酸值5和色泽淡黄。复合烃蜡的分子量范围为430～4500。
实施例5
本实施例中，60度石蜡：80度费托蜡：进口中东低聚物蜡f13：进口韩国低聚物dn400：青岛邦尼化工有限公司bn100a＝0.3:1:0.5:0.2:0.2.
第一脱水釜1、第二脱水釜2的操作温度为150℃和脱色釜5中的操作温度为155℃；分割塔5底部的操作温度155℃～160℃；塔盘上的两个温度控制点17，由底部塔盘操作温度为140℃～145℃、顶部塔盘操作温度为122℃～127℃。
分割塔5中的操作压力控制在30kpa。其余均于实施例1相同。
复合烃蜡氧化反应效率91.8，酸值6和色泽淡黄。复合烃蜡的分子量范围为450～4500。
当然，上述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定对本发明的实施例范围。本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围内。