一种采暖控温阀用蜡介质的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种采暖控温阀用蜡介质的制备方法。本发明专利技术的制备方法是以肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸为原料，分别在催化剂和氢气存在下进行加氢反应，制备对应的高纯度的正十四烷烃、正十六烷烃、正十八烷烃，再将这些正构烷烃按重量相同的比例混合即为目的产物。用该产物制备的蜡质采暖控温阀可在5～30℃范围内控温，且每度的升程值基本一致。该产物可以用于需要升程均匀的蜡质自动控温器件，特别是作为蜡质采暖控温阀的介质。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及。本专利技术的制备方法是以肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸为原料，分别在催化剂和氢气存在下进行加氢反应，制备对应的高纯度的正十四烷烃、正十六烷烃、正十八烷烃，再将这些正构烷烃按重量相同的比例混合即为目的产物。用该产物制备的蜡质采暖控温阀可在5～30℃范围内控温，且每度的升程值基本一致。该产物可以用于需要升程均匀的蜡质自动控温器件，特别是作为蜡质采暖控温阀的介质。【专利说明】
本专利技术属于特种蜡
，特别是涉及一种采暖控温阀用蜡介质，具体地说是蜡质采暖控温阀用介质的制备方法。
技术介绍
随着社会的发展，人们对居住舒适度的要求越来越高，这就要求消耗更多的能源。目前世界上能源供应以石油、天然气、煤等矿物燃料为主，随着这些不可再生资源储量的减少、价格不断升高；而且使用这些矿物燃料引起的环境问题日趋严重，因此对节能产品的利用受到广泛重视。在冬季采暖期，为降低对大气的污染实施集中供暖势在必行。但目前收缴采暖费比例低与必须供暖的矛盾日益突出，所以实施分户控温、计量、收费是采暖收费制度改革的方向。这就要求配备采暖控温阀以使用户可以根据实际情况调节室温。同时安装采暖控温阀也是节约能源的一种有效手段。用蜡类物质作为感温介质的采暖控温阀是一种自力式的阀门，是利用蜡类介质相变过程中体积变化控制阀门开度从而达到控制物流流量的目的，其同时具有感应、执行、反馈、定值等多种功能。这种控温阀具有温度特性不随系统压力而明显变化、机械强度高、化学稳定性好、容易批量生产并安装、成本低、控温稳定可靠等优点，因而得以广泛应用。控温阀用蜡介质的性质是决定控温阀性能的关键影响因素。现有技术制备的控温阀用蜡介质适用范围较窄，一般只有10~15°C左右；制备手段单一，以溶剂法为多；且控温的线性程度很差，使用不便；或生产过程复杂，成本高且有“三废”产生。例如:DD 247,572、SU 1，084，289、RU 2，009，171、US 5，223，122等专利介绍的制备方式，均以溶剂萃取为主。这些专利介绍的制备方式不仅对环境有污染，而且产物控温范围窄、升程线性差，已难以适应各种新的要求，同时生产成本过高，不利于推广使用。CN02109668.6、CN200310104909.3等专利介绍的制备方法，产品控温的线性程度较好，但过程复杂且成本过高。以石油为原料制备蜡类物质需要经过复杂的提纯和精制过程，不仅生产成本高，而且对于蜡介质来说仍存在一定数量的非适宜组分，如油类等，这些非适宜组分的存在影响了蜡介质的使用性能。同时，与偶碳数正构烷烃相比，奇碳数正构烷烃的体积膨胀偏小。如果采用精密蒸馏方式提取各种单体正构烷烃，再将偶碳数正构烷烃混合制备蜡介质，因成本太高，不可能实际应用。其它的制备正构烷烃的方法主要有:(I)采取伍尔兹反应制备对称正构烷烃；(2)采用碘代烷烃还原方法；(3)使用石油醚及正己烷、正庚烷作溶剂链接卤代烷法。以上方法虽然能够得到相应的正构烷烃单体，但是每一种方法都存在一定的问题:如第一种方法仅适用于对称性偶数烷烃，生成物品需乙醚溶剂反复提取；第二、三种方法操作危险性大，石油醚在金属钠与卤代烷剧烈反应中极易喷发，安全系数低，成本较高。
技术实现思路
作为控温阀用蜡介质，从使用性能上说，要求有适宜的控温范围和较大的体积变化，对应其组成上就是要求有适宜的碳数分布和较高的正构烷烃含量，且最好为偶碳数的正构烷烃。由石油蜡类原料制备控温用蜡介质不仅生产过程复杂使得成本很高，而且精制过程有“废渣”产生，不利于大规模生产。由化学合成过程制备蜡介质也存在着各种不足。针对现有生产蜡质采暖控温阀用介质技术的不足，本专利技术提供一种以肉豆蘧酸、棕榈酸、硬脂酸等天然酸为原料，制备对应的高纯度的偶碳数的正构烷烃，再按重量相同的比例混合，即可得到在5~30°C范围内控温，且每度的升程值基本一致的采暖控温阀用蜡介质。该产物用于制备采暖控温阀可用于冬季采暖期自动调节室内温度。本专利技术以肉豆蘧酸、棕榈酸、硬脂酸等天然酸为原料制备采暖控温阀用蜡介质的具体方法如下: (1)"[隹化剂制备； (2)肉豆蘧酸与溶剂混合后，在催化剂和氢气存在下进行加氢反应，制备正十四烷烃； (3)棕榈酸与溶剂混合后，在催化剂和氢气存在下进行加氢反应，加氢制备正十六烷烃； (4)硬脂酸与溶剂混合后，在催化剂和氢气存在下进行加氢反应，加氢制备正十八烷烃； (5)步骤(2)所得正十四烷烃、步骤(3)所得正十六烷烃、步骤(4)所得正十八烷烃按重量相同的比例进行混合，即得到采暖控温阀用蜡介质。步骤(2)至(5)`中所述的催化剂为钯/多壁碳纳米管催化剂，所述加氢反应的反应压力为I~lOMPa，优选为2~8MPa，反应温度为220~320°C，优选为260~300°C，反应时间为3~10小时，优选为4~7小时。本专利技术控温阀用蜡介质的制备方法中，加氢反应过程可以采用间歇式反应，也可以采用连续式反应。采用间歇式反应时，最好在搅拌条件下进行，天然酸原料(肉豆蘧酸、棕榈酸、硬脂酸)与催化剂的体积比为1.0~2.5: 0.2~0.5，反应时间为3~10小时，优选为4~7小时。采用连续式反应时，氢气与液相(天然酸原料与溶剂)在标准状态下的体积比为100: I~1200: 1，优选为300: I~800: 1，液时体积空速0.61T1~1.8h'优选 0.81T1 ~1.2h'本专利技术方法中，加氢反应使用的氢气中最好含有5~50 ii L/L的NH3,优选为10~20 u L/L，以提高目的产物的选择性。本专利技术方法中，所述的溶剂为正己烷、正庚烷、正辛烷或十二烷中的一种或几种，天然酸原料(肉豆蘧酸、棕榈酸和硬脂酸)与溶剂的体积比为1.0~2.5: 7~20。本专利技术方法中，所述的钯/多壁碳纳米管(Pd/MWCNTs)催化剂以多壁碳纳米管为载体，以质量百分含量2%~10%的钯为活性组分。其中多壁碳纳米管为普通市售商品。本专利技术所用Pd/MWCNTs催化剂的制备方法如下:在50~100°C条件下，用2~8mol/L的HNO3将多壁碳纳米管进行氧化处理I~5h，然后过滤，水洗至中性，在100~150°C烘干；然后加入水中，超声分散，按催化剂中钯的质量百分含量2%~10%加入H2PdCl4溶液，搅拌均匀后加入甲醛溶液，用NaOH溶液调节pH值至8~11，搅拌、过滤、水洗、烘干，得到Pd/MWCNTs 催化剂。经过大量研究发现，本专利技术中天然酸采用的加氢方法，对天然酸的加氢脱氧具有非常高的催化活性和目的产物选择性，脱羧反应和脱羰反应很少，特别是在氢气中含有少量氨时，目的产品的选择性更高。与现有技术相比，本专利技术具有:催化剂制备简单，可循环使用；反应温度低；溶剂廉价、用量少、易于回收利用；过程操作灵活；目的产品选择性高等特点。本专利技术制备方法的产品性能稳定，可用于采暖控温阀用蜡介质，可在5~30°C范围内控温，且每度的升程值基本一致。本专利技术制备的蜡介质的物理、化学性质稳定，用于制备采暖控温阀时，可以获得良好的使用效果，并具有较长的使用寿命。本专利技术的优点是:将天然酸通过加氢方法转化为采暖控温阀用蜡介质的适宜组分(高纯度的偶碳数正构烷烃)，这些组分按重量相同的比例混合即为目的产物。本专利技术方法过程简单，且无“三废”产生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙剑锋，张志银，张造根，姚春雷，王立言，高蒿，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：