氯化石蜡生产中,氯化石蜡产生次品95%以上是因为色泽超标,色泽的好坏直接决定着产品的质量等级,因此,如何解决色泽超标影响产品质量是生产厂家、用户共同关心的问题,而色泽超标的现象多种多样,只有具体情况具体分析,采取可行措施,才能避免质量事故。下面就氯化石蜡色泽超标原因及解决方法作一简单的论述。
1 氯化石蜡生色的原理
氯化石蜡是由蜡与氯气发生自由基取代反应生成的,生产用蜡是由C10~C25的正构烷烃,并含有少量支链烃、芳烃组成的。根据经典的发色理论,有机化合物带色需有某些不饱和基团存在时才发色,这些基团称为发色体,发色体的颜色并不一定很深,但引入极性基团后颜色会加深,这些基团叫助色团,而氯化石蜡由于结构的化学非均一性,其链上含有各种可能单氯异构体,产生不饱和双键形成重烯(有色双键),支链脂肪烃氯化时产生叔氢原子,易脱氯化氢生成带色双键,而芳烃氯化后也形成不稳定氯化结构,也易脱氯化氢产生有色基团,氯化石蜡分子中带有的双键是生色基团,而氯是助色基团,因此氯化石蜡带颜色。
2 氯化石蜡生产中色泽超标的现象
(1)生产中,往往是反应前期,由于反应温度急剧上升,温度超过工艺指标,2~3min物料变为酱油色。
(2)生产装置长时间停工,重新生产后,诱导期前后一段时间物料颜色开始发黄逐步变成红褐色。
(3)反应诱导期前后,温度上升较快,但温度在工艺指标范围之内,突然物料变黑。取样滤纸过滤后,滤纸上有大量的细颗粒碳粉,滤液淡黄色。
(4)诱导期结束后不久,反应温度急剧上升超过蜡的闪点,物料突然变黑,取样分析过滤发现有细颗粒碳粉,滤液也是淡黄色。
(5)氯化石蜡生产中,反应温度长时间超过工艺指标,反应结束,物料颜色深黄,色泽超标。
3 氯化石蜡色泽超标原因分析
(1)前期发黑与酱油色是因为物料温度急剧上升,局部过热严重,大量脱氯化氢,氯化石蜡分子产生大量带色双键、共轭双键甚至多个双键,双键进一步缩合、聚合生成焦油样有机物。
(2)由于氯化石蜡氯化反应对铁等重金属非常敏感,要求物料中Fe<3×10-6,装置长时间停工后,系统因腐蚀产生大量铁锈随着氯气、液蜡带入反应,而铁对已生成的氯化石蜡脱氯化氢起催化作用,加速氯化石蜡分子脱氯化氢产生带色双键,铁锈与氯化氢在有水的情况下也生成发红FeCl3。
(3)诱导期前后突然发黑是因为分配器结构不合理,蜡倒入分配器内后与氯气发生反应,过热碳化,当氯气把碳粉从分配器带出去后,就出现发黑的情况。
(4)蜡与氯气反应过程中因摩擦碰撞产生静电,而氯化反应设备的内部都是非金属材料,静电不易流失,诱导期结束后,反应温度超过蜡的闪点,蜡在反应设备上部形成的气相蒸汽突然发生不完全燃烧成碳粉,落入物料中,致使物料发黑。
(5)反应超温长时间运行,生成不稳定的氯化物分解产生带色双键,随着双键数量的增多,颜色越来越黄,最后产品色泽超过标准要求。
4 解决色泽超标的途径和方法
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