本發(fā)明屬于石油蠟生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種生產(chǎn)皂用蠟的方法。

背景技術(shù)：

石油蠟是原油經(jīng)過煉制加工后從含蠟餾分油中制得的各類蠟產(chǎn)品的總稱，包括液體石蠟、皂用蠟、石蠟和微晶蠟。皂用蠟是原油中潤滑油餾分經(jīng)脫蠟、脫油、精制和成型等步驟生產(chǎn)的，一般含有正構(gòu)烷烴、少量異構(gòu)烷烴和環(huán)烷烴等組分，熔點為40℃～52℃。

脫蠟是以潤滑油餾分為原料制備含油量為10～30%左右的蠟膏的過程。脫油是以蠟膏為原料制備含油量2%以下的粗石蠟的過程，脫油工藝主要有溶劑脫油和發(fā)汗脫油。粗石蠟再經(jīng)白土精制或加氫精制及成型、包裝等步驟，即可得到商品石油蠟。

溶劑脫油方法是根據(jù)蠟與油在選擇性溶劑（丙酮、苯和甲苯混合物；或丙酮、甲苯；或甲乙酮、甲苯）中溶解度不同的性質(zhì)進行分離的。溶劑脫油工藝具有生產(chǎn)過程連續(xù)、蠟收率高、成品蠟含油量可以很低、生產(chǎn)成本較低等優(yōu)點，是目前大規(guī)模生產(chǎn)石油蠟產(chǎn)品的主流脫油工藝。但溶劑脫油工藝生產(chǎn)設(shè)備投資大；生產(chǎn)過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，會對環(huán)境造成影響；溶劑易燃，容易造成生產(chǎn)事故。

發(fā)汗脫油方法是利用蠟和油熔點不同的性質(zhì)進行分離的。石油蠟中各種烴類的分子量和結(jié)構(gòu)的不同都會使其熔點不同。同為正構(gòu)烷烴結(jié)構(gòu)時，分子量較大的正構(gòu)烷烴的熔點較高，而分子量較小的正構(gòu)烷烴的熔點較低；分子量相同時，異構(gòu)烷烴和環(huán)烷烴的熔點要低于正構(gòu)烷烴，且異構(gòu)程度越高熔點就越低，甚至在常溫下就呈液體狀態(tài)，即通常所說的油。

普通的發(fā)汗脫油工藝主要包括以下步驟：（1）準備工作：墊水（用水充滿發(fā)汗裝置皿板下部空間）后裝料（原料加熱至熔點以上呈液態(tài)時裝入發(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以下10～20℃。在冷卻過程中，各種組分按熔點由高到低的順序依次結(jié)晶形成固體；（3）發(fā)汗：當蠟層溫度達到預設(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設(shè)的發(fā)汗終止溫度。在發(fā)汗過程中，各種組分按熔點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、低含油的蠟；（4）精制：收集粗產(chǎn)品（發(fā)汗過程結(jié)束后繼續(xù)升高溫度，以熔化取出蠟上，即為粗產(chǎn)品），經(jīng)白土精制（將粗產(chǎn)品熔化后升溫至預定溫度，加入白土并恒溫攪拌至預定時間后過濾）后，再成型、包裝即為目的產(chǎn)品。

對普通發(fā)汗脫油工藝，在發(fā)汗過程中蠟和油兩類組分雖然分別處于固體和液體狀態(tài)，但是也很難完全分離。為使最終產(chǎn)品的含油量符合要求，通常采用延長發(fā)汗時間并提高發(fā)汗終止溫度的方法。延長發(fā)汗時間會導致生產(chǎn)周期延長；提高發(fā)汗終止溫度會導致產(chǎn)品收率下降。

與溶劑脫油相比，發(fā)汗脫油工藝是間歇操作，且產(chǎn)品收率較低、生產(chǎn)周期較長，但是發(fā)汗脫油工藝具有投資少、生產(chǎn)過程簡單、操作費用低等優(yōu)點，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，發(fā)汗方法在生產(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)汗設(shè)備上作了改進；CN91206202（一種高效石蠟發(fā)汗罐）在發(fā)汗脫油工藝上作了改進。但這些方法仍存在著產(chǎn)品收率較低、生產(chǎn)周期較長等缺點。

發(fā)汗脫油工藝是目前已知用于工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)皂用蠟產(chǎn)品的唯一無溶劑脫油方法，在提倡綠色環(huán)保、低碳節(jié)能的今天日益受到人們的關(guān)注。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種生產(chǎn)皂用蠟的方法，具體地說是采用發(fā)汗裝置，在普通發(fā)汗脫油工藝的基礎(chǔ)上，原料加熱熔化后加入油溶性可分解產(chǎn)生氣體的物質(zhì)；并在發(fā)汗過程中利用氣流通過蠟層攜帶出液態(tài)的油以強制分離蠟和油，增強了分離效果并加快了分離速度。本發(fā)明方法提高了目的產(chǎn)品的收率并縮短了生產(chǎn)周期，并具有裝置投資低、生產(chǎn)過程簡單且操作費用低、無溶劑污染等優(yōu)點。

本發(fā)明的一種生產(chǎn)皂用蠟的方法，包括以下內(nèi)容：

（1）裝料：以含油量小于30%、熔點為25℃～45℃的蠟膏為原料，加熱熔化后裝入發(fā)汗裝置；

（2）結(jié)晶：以1.0℃/h～4.0℃/h的速率降溫至原料熔點以下8℃～20℃的預定溫度；

（3）發(fā)汗：以0.5℃/h～3.0℃/h的速率升溫；在升溫過程中強制氣流通過蠟層；蠟層達到預定溫度后停止發(fā)汗；

（4）精制：收集蠟上，精制、成型后即為目的產(chǎn)物。

本發(fā)明的生產(chǎn)皂用蠟的方法中，所述原料蠟膏的含油量（以質(zhì)量計）小于30%，其熔點范圍一般為25℃～45℃。蠟膏原料可以為常三線或常四線餾分油經(jīng)脫蠟得到的蠟膏。

本發(fā)明的方法中，在原料加熱熔化后，優(yōu)選加入可分解產(chǎn)生氣體的油溶性物質(zhì)。具體操作為，先將發(fā)汗原料加熱熔化，再將油溶性可分解產(chǎn)生氣體的物質(zhì)溶解于原料后裝入發(fā)汗裝置。所述的油溶性可分解物質(zhì)包括有機偶氮化合物、磺酰肼類化合物、有機亞硝基化合物、有機過氧化物等，優(yōu)選有機偶氮化合物和有機過氧化物中的一種或幾種。油溶性可分解物質(zhì)的加入量為原料重量的0.01%～15.00%，優(yōu)選為0.03%～8.00%。

其中，所述的有機偶氮化合物選自偶氮二異庚腈（ABVN）、偶氮二異丁腈（AIBN）、偶氮二環(huán)己基甲腈（ACCN）構(gòu)成的一組物質(zhì)；所述的磺酰肼類化合物選自苯磺酰肼、對甲苯磺酰肼、4,4’-氧化雙（苯磺酰肼）構(gòu)成的一組物質(zhì)；所述的有機亞硝基化合物選自二亞硝基五亞甲基四胺和/或N,N′-二甲基N,N′-二亞硝基鄰苯二甲酰胺；所述有機過氧化物選自過氧化二苯甲酰（BPO）、過氧化十二酰（LPO）、過氧化二乙酰、過氧化二碳酸異丙酯（IPP）、過氧化二碳酸二環(huán)己酯（DCPO）等構(gòu)成的一組物質(zhì)。

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。所述的強制氣流通過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、下方形成壓力差實現(xiàn)。所述的壓力差一般為0.1～5.0個大氣壓，優(yōu)選為0.2～2.0個大氣壓，以強制氣流通過蠟層。

本發(fā)明的方法中，所述原料蠟層結(jié)晶過程的降溫速率優(yōu)選2.0℃/h～3.0℃/h。

本發(fā)明的方法中，所述原料蠟層結(jié)晶過程的降溫終止溫度優(yōu)選原料蠟膏熔點以下10℃～15℃。

本發(fā)明的方法中，所述原料蠟層發(fā)汗過程的升溫速率優(yōu)選1.0℃/h～2.0℃/h。所述升溫的預定溫度為低于目的產(chǎn)品的熔點2℃～10℃。

本發(fā)明的方法中，所述蠟層的升溫速度和降溫速度，可以通過空氣浴、水浴、油浴或者其他可行的方式進行控制，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，可在發(fā)汗皿外增加夾套，夾套與可移動盤管及循環(huán)系統(tǒng)相連，夾套、盤管等可使蠟層升/降溫過程更快、蠟層溫度更均勻；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)。

本發(fā)明的方法中，所述的強制氣流通過蠟層可以在發(fā)汗過程任意階段實施，優(yōu)選在發(fā)汗初期實施。

本發(fā)明的方法中，所述的強制氣流通過蠟層是采用在蠟層上方增加氣壓實現(xiàn)的，如可在蠟層上方施加0.2～2.0個大氣壓（表壓）的壓力，而蠟層下方保持為常壓。

本發(fā)明的方法中，所述的強制氣流通過蠟層是采用在蠟層下方降低氣壓實現(xiàn)的，如可在蠟層上方保持常壓，而在蠟層下方維持-0.2～-1.0個大氣壓（表壓）的壓力。

發(fā)汗脫油方法是利用蠟和油熔點不同的性質(zhì)進行分離以生產(chǎn)皂用蠟的，但是在發(fā)汗過程中，蠟層中固態(tài)的蠟和液態(tài)的油很難完全分離，這是由于蠟和油兩種組分都是非極性的烴類分子，分子間作用力較大；同時固態(tài)的蠟結(jié)晶形成毛細管結(jié)構(gòu)，對油有較強的吸附作用，這就造成僅靠重力自然分離的普通發(fā)汗過程中蠟和油難以完全分離。通常采用延長發(fā)汗時間、提高發(fā)汗終止溫度等方法使最終產(chǎn)品的含油量符合要求，但是這又會導致生產(chǎn)周期延長、蠟產(chǎn)品收率降低。這些影響了發(fā)汗脫油方法的廣泛應(yīng)用。

本發(fā)明通過對普通發(fā)汗過程的深入研究，針對蠟和油難以完全分離原因，在發(fā)汗過程中采用氣流通過蠟層攜帶出液態(tài)油的方法強制蠟和油的分離，增強了分離效果并加快了分離速度。同時還優(yōu)選原料加熱熔化后加入油溶性可分解物質(zhì)，這些物質(zhì)可分解產(chǎn)生氣體，并且在原料中有較好的溶解性而均勻分散在蠟層內(nèi)。原料降溫至熔點以下后到發(fā)汗過程終止的時間里蠟層處于較軟的固體狀態(tài)，此過程中可分解物質(zhì)緩慢分解釋放出的氣體，會在蠟層內(nèi)形成均勻分散的微小氣泡，這些微小氣泡形成的空間在發(fā)汗過程中易于在蠟層中形成若干細小的通道，從而有利于發(fā)汗過程中油的排出。優(yōu)選的油溶性可分解物質(zhì)分解生成氮氣或二氧化碳等無毒無特殊氣味的氣體，并且生成的其它物質(zhì)分子量低，在發(fā)汗過程中將隨液態(tài)的油一起排出蠟層。同時在發(fā)汗過程中利用氣流通過蠟層攜帶出液態(tài)的油以強制分離蠟和油，增強了分離效果并加快了分離速度。

本發(fā)明的優(yōu)點是：通過在發(fā)汗過程中采用氣流通過蠟層攜帶出液態(tài)油的方法強制蠟和油的分離，增強了分離效果并加快了分離速度；同時利用油溶性可分解物質(zhì)分解產(chǎn)生的氣體在蠟層中形成均勻分散的微小氣泡，也有利于油的快速排出，從而達到了提高蠟產(chǎn)品收率并縮短生產(chǎn)周期的目的。本發(fā)明的方法裝置投資低、生產(chǎn)過程簡單且操作費用低、無溶劑污染環(huán)境等優(yōu)點，使得發(fā)汗脫油這種無溶劑生產(chǎn)皂用蠟的方法更加高效實用。

具體實施方式

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連接，和/或在發(fā)汗皿下部連接減壓緩沖罐和真空泵；原料加熱熔化并優(yōu)選加入油溶性可分解產(chǎn)生氣體的物質(zhì)；以水浴控制蠟層升、降溫速度；在發(fā)汗過程中，啟動壓縮機以在蠟層以上形成正壓，和/或啟動真空泵以在蠟層以下形成負壓，用以強制氣流通過蠟層；蠟層溫度達到預設(shè)溫度后停止發(fā)汗過程；蠟上經(jīng)白土精制、成型、包裝后即為目的產(chǎn)品。通過這些手段可在發(fā)汗階段的時間減少30%～40%的情況下，使目的產(chǎn)品收率提高5～10個百分數(shù)。

以下通過具體實施例來說明本發(fā)明生產(chǎn)皂用蠟的方法。

對比例1

本對比例包括：（1）準備工作、（2）結(jié)晶、（3）發(fā)汗、（4）精制等過程。

（1）準備工作

發(fā)汗皿皿板下方墊水。將發(fā)汗皿的密封系統(tǒng)與加壓緩沖罐和壓縮機連接好；在發(fā)汗皿下部安裝減壓緩沖罐并連接真空泵；將發(fā)汗皿夾套和可移動盤管與循環(huán)系統(tǒng)連接，將盤管固定在發(fā)汗皿上；以水為介質(zhì)，啟動循環(huán)系統(tǒng)的加熱功能，使循環(huán)水升溫至43℃。

以常四線蠟膏（熔點41.5℃，含油量13.2％）為原料，加熱至43℃熔化后加入發(fā)汗皿。

（2）結(jié)晶

啟動循環(huán)系統(tǒng)的制冷功能，控制蠟層溫度以2.0℃/h的降溫速率下降至30.0℃以使蠟層結(jié)晶形成固體。關(guān)閉循環(huán)系統(tǒng)的制冷功能。

（3）發(fā)汗

排出發(fā)汗皿墊水。發(fā)汗皿出口連接中間儲罐以接收蠟下；安裝發(fā)汗皿上部的密封系統(tǒng)；啟動壓縮機并保持加壓緩沖罐內(nèi)壓力穩(wěn)定在1.2～1.4個大氣壓（表壓），發(fā)汗皿皿板下方保持常壓。啟動循環(huán)系統(tǒng)的加熱功能，以1.5℃/h的升溫速率使蠟層溫度升高到36.0℃；停壓縮機。

啟動真空泵并保持減壓緩沖罐內(nèi)壓力穩(wěn)定在-0.5～-0.7個大氣壓（表壓），蠟層上方氣壓保持常壓；繼續(xù)以1.5℃/h的升溫速率使蠟層溫度升高到42.0℃進行發(fā)汗。停真空泵，終止發(fā)汗過程（發(fā)汗階段時間為8小時）。

（4）精制

發(fā)汗皿出口改為連接粗產(chǎn)品儲罐；繼續(xù)加熱循環(huán)水升溫至60℃以熔化取出蠟上，即為粗產(chǎn)品（Ⅰ）。

粗產(chǎn)品（Ⅰ）經(jīng)白土精制、成型、包裝后即為目的產(chǎn)品。

產(chǎn)品（Ⅰ）性質(zhì)：熔點46.3℃、含油量1.76％，滿足商品皂用蠟優(yōu)級品的相關(guān)技術(shù)要求。皂用蠟產(chǎn)品收率為41.5％（相對原料蠟膏）。

實施例1

本實施例包括：（1）準備工作、（2）結(jié)晶、（3）發(fā)汗、（4）精制等過程。

（1）準備工作

發(fā)汗皿皿板下方墊水。將發(fā)汗皿的密封系統(tǒng)與加壓緩沖罐和壓縮機連接好；在發(fā)汗皿下部安裝減壓緩沖罐并連接真空泵；將發(fā)汗皿夾套和可移動盤管與循環(huán)系統(tǒng)連接，將盤管固定在發(fā)汗皿上。以水為介質(zhì)。啟動循環(huán)系統(tǒng)的加熱功能，使循環(huán)水升溫至43℃。

以常四線蠟膏（性質(zhì)同對比例1）為原料，加熱至43℃熔化，加入0.30%的過氧化二碳酸異丙酯，攪拌后加入發(fā)汗皿。

（2）結(jié)晶

啟動循環(huán)系統(tǒng)的制冷功能，控制蠟層溫度以2.0℃/h的降溫速率下降至30.0℃以使蠟層結(jié)晶形成固體。關(guān)閉循環(huán)系統(tǒng)的制冷功能。

（3）發(fā)汗

排出發(fā)汗皿墊水。發(fā)汗皿出口連接中間儲罐以接收蠟下；安裝發(fā)汗皿上部的密封系統(tǒng)；啟動壓縮機并保持加壓緩沖罐內(nèi)壓力穩(wěn)定在1.2～1.4個大氣壓（表壓），發(fā)汗皿皿板下方保持常壓。啟動循環(huán)系統(tǒng)的加熱功能，以1.5℃/h的升溫速率使蠟層溫度升高到36.0℃，停壓縮機。

啟動真空泵并保持減壓緩沖罐內(nèi)壓力穩(wěn)定在-0.5～-0.7個大氣壓（表壓），蠟層上方氣壓保持常壓；繼續(xù)以1.5℃/h的升溫速率使蠟層溫度升高到42.0℃進行發(fā)汗。停真空泵，終止發(fā)汗過程（發(fā)汗階段時間為8小時）。

（4）精制

發(fā)汗皿出口改為連接粗產(chǎn)品儲罐；繼續(xù)加熱循環(huán)水升溫至60℃以熔化取出蠟上，即為粗產(chǎn)品（Ⅱ）。

粗產(chǎn)品（Ⅱ）經(jīng)白土精制、成型、包裝后即為目的產(chǎn)品。

產(chǎn)品（Ⅱ）性質(zhì)：熔點46.8℃、含油量1.47％，滿足商品皂用蠟優(yōu)級品的相關(guān)技術(shù)要求。皂用蠟產(chǎn)品收率為44.0％（相對原料蠟膏）。

對比例2

以常四線蠟膏（性質(zhì)同實施例1）為原料，加熱熔化后加入普通發(fā)汗罐。以2.0℃/h的降溫速率使蠟層溫度下降至30.0℃；以1.0℃/h的升溫速率使蠟層溫度升高到42.0℃進行發(fā)汗脫油（發(fā)汗階段時間為12小時）。發(fā)汗結(jié)束后取出蠟上，經(jīng)白土精制、成型后即為目的產(chǎn)品。

產(chǎn)品性質(zhì)：熔點47.3℃、含油量1.71％，滿足商品皂用蠟的技術(shù)要求。皂用蠟產(chǎn)品收率為34.1％。

通過實施例1和對比例1-2可以看出，本發(fā)明生產(chǎn)皂用蠟的方法，在發(fā)汗過程中采用氣流通過蠟層攜帶出液態(tài)油的方法強制蠟和油的分離，增強了分離效果并加快了分離速度；利用油溶性可分解物質(zhì)產(chǎn)生的氣體在蠟層中形成均勻分散的微小氣泡也更有利于油的快速排出，從而提高了目的蠟產(chǎn)品收率。實施例1與對比例1相比，目的蠟的收率增加了2.5個百分點，含油量降低了0.29個百分點。實施例1與對比例2 相比，目的蠟的收率增加了9.9個百分點，含油量降低了0.24個百分點。而與對比例2相比，實施例1的發(fā)汗階段的時間，降低了33%。