[发明专利]高温相变蜡及其制备方法

说明书

一种高温相变蜡及其制备方法，该制备方法包括：以煤基费托蜡为原料进行加氢精制得到费托精制蜡；将所述精制蜡预热后，进行预短程蒸馏切割，切除轻馏分；将上述步骤所得剩余组分经多级短程蒸馏切割，并逐级降低温度和/或真空度，使当前级短程蒸馏出的轻馏分进入下一级短程蒸馏中进行分离；分别将上述步骤各级短程蒸馏剩余的常压下沸点介于500～650℃、沸程为40～60℃的多个重馏分进行精制得到高温相变蜡。由该制备方法制得的高温相变蜡熔点介于80～100℃之间，焓值大于210J/g。本发明的生产工艺简单，产品收率相对较高，可实现工业化生产，生产出高温相变蜡产品。

技术领域

本发明涉及相变储能技术领域，尤其涉及一种高温相变蜡及其制备方法。

背景技术

随着人类社会经济的不断发展及能源的大量消耗，节能环保已成为全球关注的话题，新能源的开发利用以及提高能源利用效率已经成为各国研究开发的重点。相变储能技术可以解决能量供给在时间和空间上失衡的矛盾，可以提高能源利用率和保护环境。相变储能材料是利用材料的相变过程来从环境吸收热(冷)量或向环境放出热(冷)量，从而达到能量储存和释放以及调节需求和供给失配的目的。相变储能蜡是相变储能材料中的一种，它能够有效地避免无机类相变材料的过冷现象和相分离现象，克服无机类相变材料无法多次重复使用等缺点。一般要求相变材料有适当的相变温度和较大的相变潜热。可以广泛用于航空航天、太阳能利用、电力系统调峰、工业余热回收、建筑物供暖及家用电器等众多领域。

根据储能的温度范围，可将相变储能蜡分为高温、中温、低温等类型。熔点高于80℃的相变蜡可以称为高温相变蜡。高温相变材料可用于太阳能储能、工业余热回收等场所。例如在冶金、玻璃、水泥、陶瓷等部门都有大量的各式高温窑炉，它们的能耗非常大，但热效率通常低于30％，节能的重点是回收烟气余热(热损失达50％以上)，传统的做法是利用耐火材料的显热容变化来储存能量，但这种储热设备的体积大、储热效果不明显。如果改用相变储热系统，则储热设备体积课减少30％～50％，同时节能15％～45％，还可起到稳定运行的作用。这种相变蜡材料要求相变温度在80℃以上，相变潜热在210J/g以上。

目前国内主要以石油蜡为原料制取高温相变蜡，抚顺石油化工研究院以大庆原油残渣膏蜡为原料，在普通发汗的基础上，在冷却降温过程中的适当温度增加高温恒温阶段，并增加在冷却过程结束后的低温恒温阶段和升温发汗过程的恒温阶段；在冷却过程结束后在蜡层表面均匀铺满混合的金属颗粒，并在升温发汗过程中强制气流通过蜡层，携带出处于液态组分，从而加快了固态组分与液态组分的分离速度，并增强了固态组分与液态组分的分离效果，即增加了强制固态组分与液态组分分离的过程，使发汗脱油这种无溶剂生产石蜡的方法制备出熔点在80℃以上、相变潜热在220J/g以上的节能用相变蜡材料产品。

该方法装置投资低、生产过程简单、操作费用低且无溶剂污染，但发汗脱油为间歇单程操作，产品收率低，处理时间长，操作灵活性差，且原料石油蜡由于其本身碳数的限制，熔点相对较低，生产更高熔点的产品操作较难。

国内生产相变蜡的其他技术有：华东理工大学与上海焦耳蜡业选用09号蜡(含有羧基)，与己二胺在一定条件下反应，生成含有酰胺键的蜡，提高了产品的焓变量和熔点，生产出焓变量大于170J/g，熔点为140～145℃的高熔点相变蜡产品。南阳精蜡厂以常三线蜡为原料，通过溶剂脱蜡，实沸点精密切割的生产工艺，生产出20#、25#、30#及35#低熔点相变蜡产品，相变焓大于120J/g。山西潞安煤基合成油有限公司采用煤基费托合成蜡作为原料，通过分子短程蒸馏得到不同相变焓值的精制蜡产品，添加NNO得到稳定的相变蜡产品，包括相变温度为40±3.5℃，51±3.5℃，56±3.5℃的低熔点相变蜡产品，其相变焓指标依次为不小于110J/g、140J/g及160J/g。

综上所述，目前国内相变蜡产品以低牌号相变蜡(熔点低于80℃)为主，低牌号相变蜡主要以石油蜡及煤基费托蜡为原料进行生产，高牌号相变蜡还是以石油蜡加工工艺为主，针对煤基费托合成蜡生产高熔点相变蜡的工艺还未见相关报道。

发明内容