本發(fā)明屬于專(zhuān)用蠟生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種發(fā)汗及生產(chǎn)節(jié)溫器用蠟類(lèi)溫敏介質(zhì)的方法。

背景技術(shù)：

蠟質(zhì)溫控閥以蠟類(lèi)物質(zhì)作為感應(yīng)溫度變化的介質(zhì)，當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí)，蠟類(lèi)物質(zhì)的體積產(chǎn)生變化，進(jìn)而控制閥門(mén)開(kāi)度，從而調(diào)節(jié)物流流量，達(dá)到調(diào)整、控制溫度的目的。蠟質(zhì)溫控閥所用蠟類(lèi)物質(zhì)稱(chēng)作溫敏介質(zhì)。

蠟質(zhì)溫控閥是集感應(yīng)、放大、執(zhí)行、反饋、定值等功能于一體的自力式溫度和流量的自動(dòng)控制裝置，具有溫度特性不隨系統(tǒng)壓強(qiáng)而明顯變化、容易批量生產(chǎn)以及易于安裝、成本低、溫控穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。

節(jié)溫器又稱(chēng)調(diào)溫器，其作用是根據(jù)冷卻水溫度的高低自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)入散熱器的水量，改變水的循環(huán)范圍，以調(diào)節(jié)冷卻系統(tǒng)的散熱能力，保證發(fā)動(dòng)機(jī)在合適的溫度范圍內(nèi)工作。

常用的節(jié)溫器是蠟式節(jié)溫器，屬蠟質(zhì)溫控閥。蠟式節(jié)溫器一般采用套管式結(jié)構(gòu)，控溫范圍10～12℃，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳工作溫度區(qū)域，又按標(biāo)稱(chēng)溫度分成70、72、76、80、82等規(guī)格，對(duì)節(jié)溫器行程要求為：常溫～標(biāo)稱(chēng)溫度+2℃的范圍內(nèi)行程小于1 mm，控溫范圍內(nèi)（標(biāo)稱(chēng)溫度～標(biāo)稱(chēng)溫度+10℃或標(biāo)稱(chēng)溫度+12℃）行程大于8mm。如標(biāo)稱(chēng)溫度為72℃的節(jié)溫器的控溫區(qū)間為72℃～82℃，要求74℃時(shí)行程小于1 mm，72℃～82℃行程大于8mm。

蠟式節(jié)溫器是依靠其所用的蠟類(lèi)溫敏介質(zhì)隨溫度變化產(chǎn)生體積變化作為輸出動(dòng)作的原動(dòng)力。當(dāng)冷卻水溫度低于規(guī)定值時(shí)，節(jié)溫器感溫體內(nèi)的蠟類(lèi)溫敏介質(zhì)呈固態(tài)，節(jié)溫器閥在彈簧的作用下關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)與散熱器之間的通道，冷卻水經(jīng)水泵返回發(fā)動(dòng)機(jī)，進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)小循環(huán)；當(dāng)冷卻水溫度達(dá)到規(guī)定值后，蠟類(lèi)溫敏介質(zhì)產(chǎn)生固→液相變而體積膨脹，對(duì)推桿作用以向上的推力，推桿對(duì)閥門(mén)有向下的反推力使閥門(mén)開(kāi)啟。這時(shí)冷卻水經(jīng)由散熱器和節(jié)溫器閥，再經(jīng)水泵流回發(fā)動(dòng)機(jī)，進(jìn)行大循環(huán)。這樣蠟式節(jié)溫器就能根據(jù)冷卻水溫度的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)入散熱器的水量，從而保證發(fā)動(dòng)機(jī)在合適的溫度范圍內(nèi)工作。

從蠟式節(jié)溫器的工作原理可以看出，蠟類(lèi)溫敏介質(zhì)是其接收環(huán)境溫度變化進(jìn)而輸出相應(yīng)動(dòng)作的主體，因而蠟類(lèi)溫敏介質(zhì)的性質(zhì)是蠟式節(jié)溫器性能的決定因素。

一般蠟類(lèi)溫敏介質(zhì)處于液態(tài)和固態(tài)時(shí)的膨脹系數(shù)很小，而在固←→液相變范圍內(nèi)膨脹系數(shù)卻很大。對(duì)節(jié)溫器用蠟類(lèi)溫敏介質(zhì)的要求就是相變過(guò)程的體積膨脹應(yīng)與節(jié)溫器的控溫范圍一致，反映在推桿行程上就是要在節(jié)溫器的控溫范圍內(nèi)大于8mm，而在控溫范圍以外行程要很小。

石油蠟是原油經(jīng)過(guò)煉制加工后從含蠟餾分油中制得的各類(lèi)蠟產(chǎn)品的總稱(chēng)，包括液體石蠟、皂用蠟、石蠟和微晶蠟。商品石油蠟是多種碳數(shù)的正構(gòu)烷烴、異構(gòu)烷烴、環(huán)烷烴等的烴類(lèi)混合物，其碳數(shù)分布較寬，正構(gòu)烷烴含量較低，直接用作節(jié)溫器的溫敏介質(zhì)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致大循環(huán)開(kāi)啟過(guò)早（常溫～標(biāo)稱(chēng)溫度+2℃范圍內(nèi)推桿的行程大于1 mm），使發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱時(shí)間延長(zhǎng)；同時(shí)由于控溫范圍內(nèi)推桿行程較?。?biāo)稱(chēng)溫度～標(biāo)稱(chēng)溫度+10℃或標(biāo)稱(chēng)溫度+12℃的行程小于8mm），會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)大循環(huán)的水量不足，引起發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱。所以商品石油蠟必須經(jīng)分離提純才能用作節(jié)溫器的蠟類(lèi)溫敏介質(zhì)。

在石油蠟生產(chǎn)工藝方面，常用的石油蠟分離加工手段主要有蒸餾、溶劑分離、發(fā)汗分離等。

蒸餾是利用不同烴類(lèi)的沸點(diǎn)不同達(dá)到分離提純的目的，減小蒸餾的沸程可以有效降低產(chǎn)物碳分布的寬度，但對(duì)提高正構(gòu)烷烴含量影響不大，同時(shí)由于蒸餾過(guò)程需要將石油蠟加熱到沸點(diǎn)以上，消耗大量的能量。

溶劑分離方法是利用正構(gòu)烷烴與異構(gòu)烷烴在溶劑中的溶解度不同達(dá)到分離提純的目的，可以有效提高產(chǎn)物中的正構(gòu)烷烴含量，但對(duì)碳分布的寬窄影響不大，同時(shí)溶劑分離生產(chǎn)設(shè)備投資大；生產(chǎn)過(guò)程中需要大量使用溶劑，回收溶劑需要消耗大量的能量；溶劑中含有苯系物，會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響；溶劑易燃，容易造成生產(chǎn)事故。

發(fā)汗分離方法是利用蠟中各種組分熔點(diǎn)不同的性質(zhì)進(jìn)行分離提純的。石油蠟中各種組分的分子量和結(jié)構(gòu)的不同都會(huì)使其熔點(diǎn)不同。同為正構(gòu)烷烴時(shí)，分子量較大的正構(gòu)烷烴的熔點(diǎn)較高，而分子量較小的正構(gòu)烷烴的熔點(diǎn)較低；分子量相同時(shí)，異構(gòu)烷烴和環(huán)烷烴的熔點(diǎn)要低于正構(gòu)烷烴，且異構(gòu)程度越高熔點(diǎn)就越低。所以發(fā)汗分離即能降低產(chǎn)物碳分布的寬度又能提高正構(gòu)烷烴含量。

與蒸餾分離方法相比，由于各種烴類(lèi)的熔點(diǎn)溫度遠(yuǎn)低于沸點(diǎn)溫度，所以發(fā)汗分離過(guò)程的能耗遠(yuǎn)低于蒸餾分離；與溶劑分離方法相比，發(fā)汗分離過(guò)程不使用溶劑，所以發(fā)汗分離過(guò)程對(duì)環(huán)境無(wú)影響。而且發(fā)汗法即能降低產(chǎn)物碳分布的寬度又能提高正構(gòu)烷烴含量，所以對(duì)生產(chǎn)節(jié)溫器用蠟類(lèi)溫敏介質(zhì)而言，發(fā)汗分離過(guò)程在生產(chǎn)過(guò)程和產(chǎn)品性能兩方面都有優(yōu)勢(shì)。

普通的發(fā)汗分離工藝主要包括以下步驟：（1）準(zhǔn)備工作：墊水，用水充滿發(fā)汗裝置皿板下部空間；裝料，原料加熱至熔點(diǎn)以上呈液態(tài)時(shí)裝入發(fā)汗裝置；（2）結(jié)晶：將原料以不大于4℃/h的降溫速率緩慢冷卻到其熔點(diǎn)以下10～20℃。在冷卻過(guò)程中，各種組分按熔點(diǎn)由高到低的順序依次結(jié)晶形成固體；（3）發(fā)汗：當(dāng)蠟層溫度達(dá)到預(yù)設(shè)的降溫終止溫度之后，放掉墊水；再將原料緩慢地加熱到預(yù)設(shè)的發(fā)汗終止溫度。在發(fā)汗過(guò)程中，各種組分按熔點(diǎn)由低到高的順序先后熔化成液態(tài)并流出（蠟下），最后得到的蠟層剩余物（蠟上）就是高熔點(diǎn)、低含油的蠟；發(fā)汗過(guò)程結(jié)束后繼續(xù)升高溫度，以熔化取出蠟上，即為粗產(chǎn)品；（4）精制：粗產(chǎn)品熔化后升溫至預(yù)定溫度，加入白土并恒溫?cái)嚢柚令A(yù)定時(shí)間后過(guò)濾，再經(jīng)成型、包裝即為目的產(chǎn)品。

普通發(fā)汗分離工藝可以生產(chǎn)熔點(diǎn)在40℃～60℃的固態(tài)下具有粗大片狀結(jié)晶結(jié)構(gòu)的皂用蠟和低熔點(diǎn)石蠟，不適宜生產(chǎn)熔點(diǎn)在70℃左右的節(jié)溫器用蠟類(lèi)溫敏介質(zhì)。試驗(yàn)表明，普通發(fā)汗工藝生產(chǎn)熔點(diǎn)在70℃左右的節(jié)溫器用蠟類(lèi)溫敏介質(zhì)產(chǎn)品時(shí)，發(fā)汗后期蠟上的碳分布寬度和正構(gòu)烷烴含量與收率無(wú)關(guān)，即蠟上的碳分布寬度不隨收率的下降而下降，正構(gòu)烷烴含量也不隨收率的下降而提高，所以至今未見(jiàn)以發(fā)汗分離工藝生產(chǎn)熔點(diǎn)在70℃左右的節(jié)溫器用蠟類(lèi)溫敏介質(zhì)的報(bào)導(dǎo)。

與溶劑分離工藝相比，發(fā)汗分離工藝是間歇操作，且產(chǎn)品收率較低、生產(chǎn)周期較長(zhǎng)，但是發(fā)汗分離工藝具有投資少、生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)單、操作費(fèi)用低、生產(chǎn)過(guò)程安全、節(jié)能且對(duì)環(huán)境無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，目前仍有部分廠家在使用該方法生產(chǎn)皂用蠟產(chǎn)品。

多年來(lái)，發(fā)汗分離方法在生產(chǎn)設(shè)備和工藝方面得到了一些發(fā)展，如CN89214332（立式方形多段隔板發(fā)汗罐）、CN94223980.6（皿式發(fā)汗裝置）、CN98233254.8（石蠟發(fā)汗罐）、CN200920033500.X（新型石蠟發(fā)汗罐）、CN201210508905.0（一種高效石蠟發(fā)汗裝置）、CN201320127680.4（管式石蠟脫油裝置）等，在發(fā)汗分離生產(chǎn)設(shè)備上作了改進(jìn)；CN91206202（一種高效石蠟發(fā)汗罐）在發(fā)汗分離工藝上作了改進(jìn)，但這些改進(jìn)仍不能生產(chǎn)熔點(diǎn)在70℃左右的節(jié)溫器用蠟類(lèi)溫敏介質(zhì)。

現(xiàn)有技術(shù)中生產(chǎn)蠟類(lèi)溫敏介質(zhì)的手段，有采用溶劑法的，如：DD 241,829、SU 1,084,289、RU 2,009,171、US 5,223,122 等專(zhuān)利，這些專(zhuān)利介紹的生產(chǎn)方式對(duì)環(huán)境有污染。

現(xiàn)有技術(shù)中生產(chǎn)蠟類(lèi)溫敏介質(zhì)的手段，也有采用（多段）發(fā)汗或（與蒸餾方法）組合發(fā)汗的，如：CN02109670.8（淋浴自動(dòng)調(diào)溫閥用蠟質(zhì)感溫介質(zhì)）、CN02109668.6（采暖控溫閥用蠟介質(zhì)及其制備方法）、CN200310104909.3（一種蠟質(zhì)控溫閥用溫敏介質(zhì)及其制備方法）等，這些專(zhuān)利的目的產(chǎn)品的熔點(diǎn)都在50℃以下；CN201110353409.8（一種控溫閥用蠟質(zhì)感溫介質(zhì)的制備方法）、CN201110353410.0（一種摩托車(chē)自動(dòng)加濃閥用熱感應(yīng)蠟介質(zhì)的制備方法）、CN02109670.8（淋浴自動(dòng)調(diào)溫閥用蠟質(zhì)感溫介質(zhì)）等，這些專(zhuān)利的目的產(chǎn)品熔點(diǎn)也在50℃以下，且控溫范圍寬，不適合用作節(jié)溫器用蠟類(lèi)溫敏介質(zhì)。

發(fā)汗工藝是目前已知用于工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)石油蠟產(chǎn)品的唯一無(wú)溶劑分離方法，在提倡綠色低碳、環(huán)保節(jié)能的今天，采用發(fā)汗工藝生產(chǎn)節(jié)溫器用蠟類(lèi)溫敏介質(zhì)的需求更加迫切。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種發(fā)汗及生產(chǎn)節(jié)溫器用蠟類(lèi)溫敏介質(zhì)的方法，具體地說(shuō)是采用發(fā)汗裝置，在普通發(fā)汗分離工藝的基礎(chǔ)上，在降溫過(guò)程中的適當(dāng)溫度增加高溫恒溫階段，并增加在降溫過(guò)程結(jié)束后的低溫恒溫階段和發(fā)汗過(guò)程的恒溫階段；在發(fā)汗過(guò)程中利用氣流通過(guò)蠟層攜帶出液態(tài)組分（油和較低熔點(diǎn)的蠟）以強(qiáng)制分離固態(tài)組分（較高熔點(diǎn)的蠟）與液態(tài)組分，增強(qiáng)了分離效果并加快了分離速度。在發(fā)汗過(guò)程中通過(guò)在蠟層上放置固體重物的方式對(duì)蠟層施加壓強(qiáng)以加快固態(tài)組分和液態(tài)組分的分離速度并確保氣流通過(guò)蠟層，使發(fā)汗這種無(wú)溶劑分離方法可以生產(chǎn)出節(jié)溫器用蠟類(lèi)溫敏介質(zhì)。本發(fā)明方法具有生產(chǎn)設(shè)備投資低、生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)單且操作費(fèi)用低、安全、節(jié)能且無(wú)溶劑污染等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的一種發(fā)汗及生產(chǎn)節(jié)溫器用蠟類(lèi)溫敏介質(zhì)的方法，包括以下內(nèi)容：

（1）裝料：以石蠟為原料，加熱熔化后裝入發(fā)汗裝置；

（2）降溫-高溫恒溫-降溫-低溫恒溫結(jié)晶：以1.0℃/h～3.0℃/h的速率將蠟層降溫至適當(dāng)溫度，高溫恒溫一段時(shí)間；再以0.5℃/h～2.5℃/h的速率降溫至原料熔點(diǎn)以下5℃～20℃的降溫終止溫度，并低溫恒溫一段時(shí)間；

（3）升溫-恒溫發(fā)汗：以0.5℃/h～2.5℃/h的速率升溫，蠟層達(dá)到預(yù)定溫度并恒溫一段時(shí)間后停止發(fā)汗；在發(fā)汗過(guò)程中強(qiáng)制氣流通過(guò)蠟層；

（4）精制：蠟上經(jīng)精制、成型、包裝后即為節(jié)溫器用蠟類(lèi)溫敏介質(zhì)。

本發(fā)明的方法中，所述發(fā)汗原料石蠟的熔點(diǎn)一般為節(jié)溫器用蠟類(lèi)溫敏介質(zhì)的標(biāo)稱(chēng)溫度±10℃，優(yōu)選標(biāo)稱(chēng)溫度±5℃。步驟（1）中原料石蠟通常加熱至熔點(diǎn)以上3℃～8℃，以使其全部熔化。

本發(fā)明的方法中，在步驟（3）發(fā)汗過(guò)程中，優(yōu)選通過(guò)在蠟層表面放置固體重物以對(duì)蠟層施加0.5kPa以上的壓強(qiáng)。固體重物表面平整、外型尺寸略小于發(fā)汗裝置內(nèi)壁尺寸（如，固體重物邊緣與發(fā)汗裝置內(nèi)壁的間隙一般為0.01～50mm，優(yōu)選0.1～20mm）、內(nèi)部有上下貫穿的空隙。固體重物的密度一般要求大于4g/cm³，可以是非金屬、金屬及合金等材質(zhì)，優(yōu)選密度為6～12g/cm³的金屬及合金，如鋅、鐵、銅、鉛及其合金等化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定的低價(jià)格金屬材質(zhì)。

本發(fā)明中，可以采用以下方式之一在蠟層表面放置固體重物以對(duì)蠟層施加壓強(qiáng)：（1）在發(fā)汗過(guò)程中一次性加入可產(chǎn)生0.5kPa以上壓強(qiáng)的固體重物，優(yōu)選在發(fā)汗開(kāi)始時(shí)一次性加入可產(chǎn)生1.4～20.0kPa壓強(qiáng)的固體重物。（2）在發(fā)汗過(guò)程中分多次（優(yōu)選2～3次）加入，即在每0.1～20.0 h內(nèi)加入可產(chǎn)生0.5kPa以上壓強(qiáng)的固體重物，優(yōu)選在每0.1～10.0 h內(nèi)加入可產(chǎn)生1.4～10.0kPa壓強(qiáng)的固體重物。

本發(fā)明的方法中，所述的發(fā)汗裝置是發(fā)汗皿，并在蠟層以上增加加壓裝置和/或在蠟層以下增加真空裝置。在步驟（3）發(fā)汗過(guò)程中，所述的強(qiáng)制氣流通過(guò)蠟層采用在蠟層上方增加氣壓和/或在蠟層下方降低氣壓，使蠟層上、下方形成壓強(qiáng)差實(shí)現(xiàn)。所述的壓強(qiáng)差一般為10～500 kPa，優(yōu)選為20～150kPa，以強(qiáng)制氣流通過(guò)蠟層。

本發(fā)明的方法中，所述步驟（2）結(jié)晶的降溫過(guò)程中，在高溫恒溫段之前的降溫速率優(yōu)選1.5℃/h～2.5℃/h。所述的降溫過(guò)程的高溫恒溫段的適當(dāng)溫度是原料石蠟熔點(diǎn)-1.0℃～熔點(diǎn)+2.0℃，優(yōu)選為原料石蠟熔點(diǎn)～熔點(diǎn)+1.0℃。冷卻降溫過(guò)程的高溫恒溫段的時(shí)間為0～4.0小時(shí)，優(yōu)選為0.1～4.0小時(shí)，更優(yōu)選為1.0～4.0小時(shí)。

本發(fā)明的方法中，所述步驟（2）結(jié)晶的降溫過(guò)程在高溫恒溫段之后的降溫速率優(yōu)選1.0℃/h～2.0℃/h。所述的降溫終止溫度優(yōu)選為原料石蠟熔點(diǎn)以下8℃～15℃。所述的冷卻降溫至終止溫度后，增加低溫恒溫階段以使固體結(jié)晶更充分，低溫恒溫階段的時(shí)間為0～3.0小時(shí)，優(yōu)選為0.1～3.0小時(shí)，更優(yōu)選為1.0～3.0小時(shí)。

本發(fā)明的方法中，所述步驟（3）的發(fā)汗過(guò)程的升溫速率優(yōu)選1.0℃/h～2.0℃/h。其中升溫過(guò)程的終止溫度即預(yù)定溫度為節(jié)溫器用蠟類(lèi)溫敏介質(zhì)的標(biāo)稱(chēng)溫度±10℃，優(yōu)選為標(biāo)稱(chēng)溫度±5℃。所述的升溫至預(yù)設(shè)溫度后，增加恒溫階段以使固態(tài)組分與液態(tài)組分分離更充分，恒溫階段的時(shí)間為0～5.0小時(shí)，優(yōu)選為0.1～5.0小時(shí)，優(yōu)選為1.0～5.0小時(shí)。

本發(fā)明的方法中，所述蠟層的升溫速度和降溫速度，可以通過(guò)空氣浴、水浴、油浴或者其他可行的方式進(jìn)行控制，優(yōu)選采用水浴或油浴。采用水浴或油浴方式控制蠟層升溫速率和降溫速率時(shí)，可在發(fā)汗皿外增加夾套，夾套與可移動(dòng)盤(pán)管及循環(huán)系統(tǒng)相連，循環(huán)系統(tǒng)具有程序降溫/加熱功能，循環(huán)系統(tǒng)加入水或?qū)嵊偷任镔|(zhì)作為循環(huán)介質(zhì)；裝料后將盤(pán)管浸沒(méi)并固定在蠟層中，可使蠟層升/降溫過(guò)程更快、蠟層溫度更均勻。

本發(fā)明的方法中，所述步驟（3）的強(qiáng)制氣流通過(guò)蠟層可以在發(fā)汗過(guò)程任意階段實(shí)施，優(yōu)選在發(fā)汗初期實(shí)施。

本發(fā)明的方法中，所述步驟（3）的強(qiáng)制氣流通過(guò)蠟層是采用在蠟層上方增加氣壓實(shí)現(xiàn)的，如可在蠟層上方施加20～150 kPa（表壓）的氣壓，而蠟層下方保持為常壓。

本發(fā)明的方法中，所述步驟（3）的強(qiáng)制氣流通過(guò)蠟層是采用在蠟層下方降低氣壓實(shí)現(xiàn)的，如可在蠟層上方的氣壓保持常壓，而在蠟層下方維持-20～-80 kPa（表壓）的氣壓。

商品石油蠟直接用作節(jié)溫器的溫敏介質(zhì)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致大循環(huán)開(kāi)啟過(guò)早而使發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱時(shí)間延長(zhǎng)，同時(shí)由于控溫范圍內(nèi)推桿行程較小導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)大循環(huán)的水量不足而引起發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱。這些現(xiàn)象都是由于商品石油蠟的化學(xué)組成引起的，即商品石油蠟的碳數(shù)分布較寬且含有較多的異構(gòu)烷烴和環(huán)烷烴。由于商品石油蠟碳數(shù)分布較寬，即含有較多的低分子量的組分，這些組分的熔點(diǎn)低于節(jié)溫器的控溫范圍，會(huì)提前熔化而產(chǎn)生體積膨脹，導(dǎo)致大循環(huán)開(kāi)啟過(guò)早；同時(shí)由于商品石油蠟含有較多的異構(gòu)烷烴和環(huán)烷烴（一般異構(gòu)烷烴和環(huán)烷烴的膨脹系數(shù)小于正構(gòu)烷烴），這就會(huì)使在節(jié)溫器控溫范圍內(nèi)推桿的行程較小，導(dǎo)致大循環(huán)的水量不足。所以商品石油蠟必須經(jīng)分離提純以減小碳數(shù)分布范圍并提高正構(gòu)烷烴含量，才能用作節(jié)溫器的蠟類(lèi)溫敏介質(zhì)。

發(fā)汗分離方法是利用各種組分熔點(diǎn)不同的性質(zhì)進(jìn)行分離以生產(chǎn)石油蠟的，針對(duì)石油蠟發(fā)汗過(guò)程的研究表明，發(fā)汗過(guò)程中液態(tài)組分是順著結(jié)晶部分逐漸排出的，類(lèi)似于液體在毛細(xì)管中流動(dòng)的情況。對(duì)于熔點(diǎn)在70℃左右的高熔點(diǎn)石蠟產(chǎn)品，由于異構(gòu)烷烴和環(huán)烷烴等物質(zhì)增多，化學(xué)組成復(fù)雜，導(dǎo)致結(jié)晶時(shí)晶體結(jié)構(gòu)更加細(xì)小致密，對(duì)液態(tài)組分的排出形成巨大的濾流阻力，這就造成僅靠重力自然分離的普通發(fā)汗過(guò)程中固態(tài)組分與液態(tài)組分難以完全分離,因此普通發(fā)汗分離工藝不能生產(chǎn)符合節(jié)溫器標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)稱(chēng)溫度在70℃左右的蠟類(lèi)溫敏介質(zhì)產(chǎn)品。

本發(fā)明為了使發(fā)汗這種無(wú)溶劑生產(chǎn)石油蠟的方法可以生產(chǎn)節(jié)溫器用蠟類(lèi)溫敏介質(zhì)，通過(guò)對(duì)節(jié)溫器用蠟類(lèi)溫敏介質(zhì)使用性能與其化學(xué)組成的關(guān)系的深入研究，針對(duì)石油蠟產(chǎn)品化學(xué)組成中碳數(shù)分布較寬且正構(gòu)烷烴含量較低是造成其不能滿足節(jié)溫器用蠟類(lèi)溫敏介質(zhì)技術(shù)要求的原因，通過(guò)采用發(fā)汗法降低碳數(shù)分布寬度同時(shí)提高正構(gòu)烷烴含量；通過(guò)對(duì)普通發(fā)汗過(guò)程的深入研究，針對(duì)固態(tài)組分與液態(tài)組分難以分離原因，通過(guò)在發(fā)汗過(guò)程中采用強(qiáng)制氣流通過(guò)蠟層，同時(shí)還優(yōu)選在結(jié)晶過(guò)程中增加高溫恒溫階段和低溫恒溫階段以及發(fā)汗過(guò)程的恒溫階段等過(guò)程；并在發(fā)汗過(guò)程中通過(guò)在蠟層表面放置固體重物的方式對(duì)蠟層施加壓強(qiáng)，這些措施有效地降低了產(chǎn)物碳分布的寬度并提高正構(gòu)烷烴含量，使產(chǎn)物的性能能夠滿足節(jié)溫器用蠟類(lèi)溫敏介質(zhì)的技術(shù)要求。

針對(duì)發(fā)汗過(guò)程中蠟和油難以分離的原因，通過(guò)在發(fā)汗過(guò)程中采用氣流通過(guò)蠟層攜帶出液態(tài)油的方法強(qiáng)制液態(tài)組分與固態(tài)組分的分離，增強(qiáng)了分離效果并加快了分離速度；在結(jié)晶過(guò)程中增加高溫恒溫階段可以使石油蠟的結(jié)晶更大，有利于發(fā)汗過(guò)程中液態(tài)組分的排出。針對(duì)石油蠟結(jié)晶過(guò)程的研究表明，石油蠟的化學(xué)組成是決定結(jié)晶形態(tài)的最主要因素，同時(shí)冷卻過(guò)程的條件也會(huì)影響結(jié)晶形態(tài)，尤其是在熔點(diǎn)附近的溫度下的冷卻條件對(duì)結(jié)晶形態(tài)的影響最明顯。石油蠟在冷卻到熔點(diǎn)附近時(shí)，較大分子量的正構(gòu)烷烴已形成結(jié)晶析出，這部分結(jié)晶體可以作為后續(xù)形成結(jié)晶的晶核，此時(shí)增加高溫恒溫階段，可以使晶核能夠充分增長(zhǎng)，形成更大尺寸的晶體，這種更大尺寸的晶體雖然不如低熔點(diǎn)石蠟的結(jié)晶那樣粗大，但對(duì)發(fā)汗階段排出液態(tài)組分也是十分有利的。

普通發(fā)汗過(guò)程中，隨著液態(tài)組分的逐漸排出，蠟層會(huì)產(chǎn)生垂直方向的收縮和水平方向的收縮，當(dāng)在蠟層上下形成壓強(qiáng)差以強(qiáng)制氣流通過(guò)蠟層時(shí)，有時(shí)會(huì)發(fā)生氣流經(jīng)蠟層與皿板間縫隙流過(guò)而不經(jīng)過(guò)蠟層的現(xiàn)象。本發(fā)明方法中，通過(guò)在蠟層表面放置固體重物的方式對(duì)蠟層施加壓強(qiáng)的手段，可擠出蠟結(jié)晶中包覆的液態(tài)組分從而加快了固態(tài)組分和液態(tài)組分的分離速度，更重要的是可以使蠟層只產(chǎn)生垂直方向的收縮而不產(chǎn)生水平方向的收縮，增大了蠟層與擋板和皿板間的阻力；同時(shí)由于固體重物內(nèi)部有上下貫穿的空隙，可以確保氣流通過(guò)蠟層以攜帶出液態(tài)組分。再輔以結(jié)晶過(guò)程的低溫恒溫階段使固體結(jié)晶更充分，以及發(fā)汗過(guò)程的恒溫階段使固態(tài)組分與液態(tài)組分分離更充分等方法，使得發(fā)汗分離工藝可以生產(chǎn)碳數(shù)分布范圍窄、且正構(gòu)烷烴含量高的節(jié)溫器用蠟類(lèi)溫敏介質(zhì)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn)是：采用高溫結(jié)晶增大晶體尺寸；采用氣流通過(guò)蠟層攜帶出液態(tài)組分的方法增強(qiáng)了固態(tài)組分與液態(tài)組分的分離效果并加快了分離速度；同時(shí)在發(fā)汗過(guò)程中通過(guò)在蠟層上放置固體重物以加快固態(tài)組分與液態(tài)組分的分離速度并確保氣流通過(guò)蠟層，從而使發(fā)汗工藝可以生產(chǎn)碳數(shù)分布范圍較窄且正構(gòu)烷烴含量較高的蠟產(chǎn)品，這些產(chǎn)品可以用作節(jié)溫器用蠟類(lèi)溫敏介質(zhì)。本發(fā)明的方法具有裝置投資低、生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)單且操作費(fèi)用低、安全、節(jié)能且無(wú)溶劑污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1和圖2分別是由本發(fā)明實(shí)施例1和2所得到的節(jié)溫器用蠟類(lèi)溫敏介質(zhì)（Ⅰ）、（Ⅱ）制備的節(jié)溫器推桿的行程性能曲線。

圖中橫坐標(biāo)為溫度，縱坐標(biāo)為行程。

具體實(shí)施方式

發(fā)汗皿上部連接可拆卸的密封裝置并與加壓緩沖罐和壓縮機(jī)連接，和/或在發(fā)汗皿下部連接減壓緩沖罐和真空泵；石蠟原料加熱熔化后裝入發(fā)汗皿；以水浴控制蠟層升、降溫速度；蠟層溫度降至原料熔點(diǎn)溫度附近并恒溫一段時(shí)間；繼續(xù)降溫至預(yù)設(shè)溫度并恒溫一段時(shí)間；在發(fā)汗過(guò)程中，啟動(dòng)壓縮機(jī)以在蠟層以上形成正壓，和/或啟動(dòng)真空泵以在蠟層以下形成負(fù)壓，用以強(qiáng)制氣流通過(guò)蠟層；在發(fā)汗過(guò)程中優(yōu)選在蠟層表面逐漸增大固體壓強(qiáng)；蠟層溫度達(dá)到預(yù)設(shè)溫度并恒溫一段時(shí)間后停止發(fā)汗過(guò)程；蠟上經(jīng)精制、成型、包裝后即為目的產(chǎn)品。

以下通過(guò)實(shí)施例1-2具體說(shuō)明本發(fā)明發(fā)汗及生產(chǎn)節(jié)溫器用蠟類(lèi)溫敏介質(zhì)的方法。

實(shí)施例1

本實(shí)施例包括：（1）準(zhǔn)備工作、（2）降溫—高溫恒溫—降溫—低溫恒溫結(jié)晶（3）升溫—恒溫發(fā)汗、（4）產(chǎn)品精制等過(guò)程。

（1）準(zhǔn)備工作

將發(fā)汗皿（內(nèi)壁為1m×1m的正方形）的密封系統(tǒng)與加壓緩沖罐和壓縮機(jī)連接好。在發(fā)汗皿下部安裝減壓緩沖罐并連接真空泵。將發(fā)汗皿夾套和可移動(dòng)盤(pán)管與循環(huán)系統(tǒng)連接，以水為介質(zhì)；啟動(dòng)循環(huán)系統(tǒng)的加熱功能，使循環(huán)水升溫至75℃。發(fā)汗皿皿板下方墊水。

以70^#半煉蠟（大連石化公司生產(chǎn)，其性質(zhì)為：熔點(diǎn)70.35℃；含油量0.81%；正構(gòu)烷烴含量70.37%）為原料，加熱至75℃熔化后加入發(fā)汗皿。將盤(pán)管浸沒(méi)在原料蠟層中并固定。

（2）降溫—高溫恒溫—降溫—低溫恒溫結(jié)晶

啟動(dòng)循環(huán)系統(tǒng)的制冷功能，以2.0℃/h的降溫速率使蠟層溫度下降至71.0℃并恒溫2.0小時(shí)進(jìn)行高溫恒溫，以使結(jié)晶充分增長(zhǎng)；再以1.5℃/h的降溫速率使蠟層溫度下降至60.0℃以使蠟層結(jié)晶形成固體，并恒溫2.0小時(shí)進(jìn)行低溫恒溫，以使結(jié)晶更充分。關(guān)閉循環(huán)系統(tǒng)的制冷功能。

（3）升溫—恒溫發(fā)汗

排出發(fā)汗皿墊水。發(fā)汗皿出口連接中間儲(chǔ)罐（Ⅰ）以接收蠟下；連接發(fā)汗皿上部密封裝置；啟動(dòng)壓縮機(jī)并保持加壓緩沖罐內(nèi)壓強(qiáng)穩(wěn)定在110～130kPa（表壓），發(fā)汗皿皿板下方保持常壓；啟動(dòng)循環(huán)系統(tǒng)加熱功能，以1.5℃/h的升溫速率使蠟層溫度升高到69.0℃。停壓縮機(jī)。拆除密封裝置。

開(kāi)啟真空泵并保持緩沖罐內(nèi)壓強(qiáng)穩(wěn)定在-40～-60 kPa（表壓），蠟層上方氣壓保持常壓；以1.0/h的升溫速率使蠟層溫度升高到74.0℃并恒溫4.0小時(shí)以使蠟層中的固態(tài)組分與液態(tài)組分充分分離。停真空泵，終止發(fā)汗過(guò)程。

發(fā)汗皿出口換接粗產(chǎn)品儲(chǔ)罐（Ⅰ）以接收蠟上；繼續(xù)升高循環(huán)水的溫度到90℃，以熔化取出蠟上，即為粗產(chǎn)品（Ⅰ）。

（4）產(chǎn)品精制

粗產(chǎn)品（Ⅰ）經(jīng)白土精制、成型、包裝后即為節(jié)溫器用蠟類(lèi)溫敏介質(zhì)產(chǎn)品（Ⅰ）。

節(jié)溫器用蠟類(lèi)溫敏介質(zhì)產(chǎn)品（Ⅰ）性質(zhì)：熔點(diǎn)75.27℃；含油量0.38%；正構(gòu)烷烴含量82.75%。節(jié)溫器用蠟類(lèi)溫敏介質(zhì)產(chǎn)品（Ⅰ）的收率為17.5％（相對(duì)于原料70^#半煉蠟）。

由節(jié)溫器用蠟類(lèi)溫敏介質(zhì)產(chǎn)品（Ⅰ）生產(chǎn)的節(jié)溫器產(chǎn)品推桿的行程—溫度關(guān)系如圖1所示。從圖1可以看出，節(jié)溫器推桿行程在74℃時(shí)行程小于1mm，72℃～82℃間行程大于8mm，符合標(biāo)稱(chēng)溫度為72℃節(jié)溫器的技術(shù)要求。

實(shí)施例2

本實(shí)施例包括：（1）準(zhǔn)備工作、（2）降溫—高溫恒溫—降溫—低溫恒溫結(jié)晶（3）升溫—恒溫發(fā)汗、（4）產(chǎn)品精制。

（1）準(zhǔn)備工作

制備不銹鋼板若干，每塊不銹鋼板外型尺寸為0.98 m×0.98m×0.02 m，并在不銹鋼板上鉆均勻分布的φ0.0015 m的貫穿孔（距邊緣0.01m處起鉆孔，孔中心間距0.04m）（每塊不銹鋼板產(chǎn)生的壓強(qiáng)約1.5kPa），備用。

將發(fā)汗皿（同實(shí)施例1）的密封系統(tǒng)與加壓緩沖罐和壓縮機(jī)連接好；在發(fā)汗皿下部安裝減壓緩沖罐并連接真空泵；將發(fā)汗皿夾套和可移動(dòng)盤(pán)管與循環(huán)系統(tǒng)連接，以水為介質(zhì)；啟動(dòng)循環(huán)系統(tǒng)的加熱功能，使循環(huán)水升溫至75℃。發(fā)汗皿皿板下方墊水。

以70^#半煉蠟（同實(shí)施例1）為原料，加熱至75℃熔化后加入發(fā)汗皿。將盤(pán)管浸沒(méi)在原料蠟層中并固定。

（2）降溫—高溫恒溫—降溫—低溫恒溫結(jié)晶

啟動(dòng)循環(huán)系統(tǒng)的制冷功能，以2.0℃/h的降溫速率使蠟層溫度下降至71.0℃并恒溫2.0小時(shí)進(jìn)行高溫恒溫，以使結(jié)晶充分增長(zhǎng)；再以1.5℃/h的降溫速率使蠟層溫度下降至60.0℃以使蠟層結(jié)晶形成固體，并恒溫2.0小時(shí)進(jìn)行低溫恒溫，以使結(jié)晶更充分。關(guān)閉循環(huán)系統(tǒng)的制冷功能。

（3）升溫—恒溫發(fā)汗

排出發(fā)汗皿墊水。發(fā)汗皿出口連接中間儲(chǔ)罐（Ⅱ）以接收蠟下；在蠟層表面水平放置第一塊前述不銹鋼板；連接發(fā)汗皿上部密封裝置；啟動(dòng)壓縮機(jī)并保持加壓緩沖罐內(nèi)壓強(qiáng)穩(wěn)定在110～130kPa（表壓），發(fā)汗皿皿板下方保持常壓；啟動(dòng)循環(huán)系統(tǒng)加熱功能，以1.5℃/h的升溫速率使蠟層溫度升高到69.0℃。停壓縮機(jī)。拆除密封裝置。

在蠟層表面加放第二塊前述不銹鋼板；啟動(dòng)真空泵并保持緩沖罐內(nèi)壓強(qiáng)穩(wěn)定在-40～-60 kPa（表壓），蠟層上方氣壓保持常壓；以1.0/h的升溫速率使蠟層溫度升高到74.0℃；在蠟層表面加放第三塊前述不銹鋼板；并恒溫4.0小時(shí)以使蠟層中的固態(tài)組分與液態(tài)組分充分分離。

停真空泵，終止發(fā)汗過(guò)程。

發(fā)汗皿出口改為連接粗產(chǎn)品儲(chǔ)罐（Ⅱ）以接收蠟上。繼續(xù)升高循環(huán)水溫度到90℃，以熔化取出蠟上，即為粗產(chǎn)品（Ⅱ）。

（4）產(chǎn)品精制

粗產(chǎn)品（Ⅱ）經(jīng)白土精制、成型、包裝后即為節(jié)溫器用蠟類(lèi)溫敏介質(zhì)產(chǎn)品（Ⅱ）。

節(jié)溫器用蠟類(lèi)溫敏介質(zhì)產(chǎn)品（Ⅱ）性質(zhì)：熔點(diǎn)75.78℃；含油量0.20%；正構(gòu)烷烴含量87.25%。節(jié)溫器用蠟類(lèi)溫敏介質(zhì)產(chǎn)品（Ⅱ）的收率為23.4％（相對(duì)于原料70^#半煉蠟）

由節(jié)溫器用蠟類(lèi)溫敏介質(zhì)產(chǎn)品（Ⅱ）生產(chǎn)的節(jié)溫器產(chǎn)品推桿的行程—溫度關(guān)系如圖2所示。從圖2可以看出，節(jié)溫器推桿行程在74℃時(shí)行程小于1mm，72℃～82℃間行程大于8mm，符合標(biāo)稱(chēng)溫度為72℃節(jié)溫器的技術(shù)要求。

通過(guò)實(shí)施例1-2可以看出，本發(fā)明發(fā)汗及生產(chǎn)節(jié)溫器用蠟類(lèi)溫敏介質(zhì)方法，通過(guò)增加加壓和/或真空設(shè)施等對(duì)發(fā)汗裝置的改進(jìn)；通過(guò)在蠟層上放置固體重物，并在升溫發(fā)汗過(guò)程中強(qiáng)制氣流通過(guò)蠟層、增加降溫和升溫過(guò)程的恒溫階段等對(duì)發(fā)汗工藝的改進(jìn)；增強(qiáng)了固態(tài)組分與液態(tài)組分的分離效果并加快了分離速度，從而使發(fā)汗分離工藝生產(chǎn)出碳數(shù)分布范圍較窄且正構(gòu)烷烴含量較高的石油蠟產(chǎn)品，可以用作節(jié)溫器用蠟類(lèi)溫敏介質(zhì)。