[发明专利]一种氯化石蜡的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氯化石蜡的制备方法，属于电化学技术领域。

背景技术

氯化石蜡是重要的化工原料，由于其具有良好的电绝缘性、耐火及阻燃等特性以及价格便宜的特点，广泛应用于电线电缆、塑料制品、人造革、橡胶制品的增塑剂、阻燃剂及抗磨剂等，还可用于涂料、润滑油添加剂等，具有很大的市场用量。

国内目前氯化石蜡制备主要以液体石蜡和氯气为原料，制备技术主要有3种：热氯化法、催化法、光催化法。

热氯化法是在加热条件下使氯产生氯自由基。该种方法工艺成熟，产品质量稳定，适合与氯碱厂配套使用，国内大部分氯化石蜡厂采用该种方法。但该种方法的装置投资大。氯气转化率低，产品成本高，副产盐酸质量差，后处理困难，环保难以达标。

催化法是在催化剂引发下氯产生氯自由基。该种方法氯气转化率较高，投资少，成本适中，但工艺不成熟，产品质量不稳定，环保难达标。

光催化法是在特殊光照射下氯产生氯自由基。该种方法中氯气转化率高，成本低，产品质量稳定，投资比催化法略高，环保易达标。光催化法是新技术，国内厂家使用很少。

目前国内氯化石蜡制备的最大问题是使用氯气带来的环境污染。首先氯气是剧毒气体，它的运输和使用都要在严格控制的条件下进行，但即使如此，也难免氯气的泄露，因而产生氯气污染。其次，目前工业上使用的三种工艺都不能保证氯气转化率达到100%，残余的氯气在后处理中也可能引起污染。第三，氯气氯化反应中产生大量盐酸，副产的盐酸有时也会引起严重的环境问题。

除此之外，由于氯气运输困难，要求氯化石蜡工厂必须建在距离氯气制备厂较近的地方，限制了没有氯气制备的地区建设氯化石蜡制备企业。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有氯化石蜡制备方法中因使用氯气而产生的环境污染和潜在的安全隐患的问题，而本发明提供了一种氯化石蜡的制备方法。

本发明的一种氯化石蜡的制备方法，它的制备方法具体操作如下：

一、在单室电解池中，采用钛网作为阴电极，钌钛涂层电极为阳极，以金属氯化物水溶液为支持电解质，稀盐酸溶液为电解质，以10～20g液体石蜡为原料，10mL四氯化碳为溶剂，紫外光为引发剂，在电解液温度为20℃～70℃、电压为1.4～2.5V的条件下进行电解，电解1～3h，加入10mL苯后，继续电解2～4h，再补加10～20mL苯，继续电解3～5h反应结束，得到氯含量为40%～52%的氯化石蜡；其中，支持电解质金属氯化物水溶液的质量百分含量为20%～25%，其加入量为150～180mL，稀盐酸溶液的质量百分含量为5%～10%，其加入量为30～50mL；

二、步骤一电解反应结束后，分离并收集有机层，用水洗涤至pH值为中性后，蒸除溶剂，得到氯化石蜡。

本发明的技术原理是：盐酸在电解槽中电解产生氯气和氢气，在紫外光照射下，氯气产生氯自由基，与电解槽中的石蜡发生自由基氯化反应，生成氯化石蜡和盐酸。新生成的盐酸在电解槽中原位被电流分解，继续进行氯化反应，因此，本工艺无副产物盐酸生成。

本发明使用金属氯化物为支持电解质的原因如下：⑴电解槽所使用的钛阴极及钌钛复合阳极不能耐受浓盐酸的腐蚀，为保证电解液中氯离子浓度，需要使用含氯离子的金属盐作为支持电解质；⑵使用接近等当量的盐酸为电解质，可以减少盐酸的消耗，减少处理成本。在这种条件下，盐酸实际上是作为反应物被消耗，特别是到反应后期，支持电解质是维持槽电压的主要因素。在反应过程中，支持电解质并不消耗，因此可以反复使用。

本发明使用无隔膜的单室电解槽，消除了隔膜产生的电阻，大大降低了槽电压，也消除了隔膜污染问题，降低了对电解液纯度的要求。事实上粘度较大的石蜡及氯化石蜡对各种隔膜均有严重的吸附作用，提高了膜电阻，减少膜的通透量，单室电解槽彻底解决了这些问题，使本技术具有大规模工业化应用前景。

为解决液体石蜡及氯化石蜡在反应体系中的传质问题，本发明使用四氯化碳与苯的混合溶液为反应溶剂。要保证电解槽中有机相与电解液有效混合，要求有机相的比重与电解液比重相近，在反应初期，接入四氯化碳增加有机相比重，随氯化反应的进行，有机相比重增加，此时需加入苯来调节有机相比重。反应结束时，有机相比重应略小于电解液比重，使二者容易分离。

温度升高有利于电解槽电压降低以及提高反应速度，但同时增加溶剂的挥发损失，本发明条件下，氯化反应从20～70℃均可顺利进行，考虑到溶剂挥发损失，采用40～50℃的反应温度为宜。

本发明的有益效果如下：