摩託車自動加濃閥用熱感應蠟介質的製備方法

2023-06-02 21:46:56

專利名稱：摩託車自動加濃閥用熱感應蠟介質的製備方法
技術領域：
本發明屬於特種蠟技術領域，特別是涉及一種熱感應蠟介質，具體地說是摩託車自動加濃閥用熱感應蠟介質的製備方法。
背景技術：
用蠟類物質作為熱感應介質的控溫閥是一種自力式的閥門，是利用熱感應蠟介質相變過程中體積變化控制閥門開度從而達到控制物流流量的目的，其同時具有感應、執行、反饋、定值等多種功能。這種蠟質控溫閥具有溫度特性不隨系統壓力而明顯變化、機械強度高、化學穩定性好、容易批量生產並安裝、成本低、控溫穩定可靠等優點，因而得以廣泛應用。現有技術製備的熱感應蠟介質適用範圍較窄，一般只有10 15°C左右；製備手段單一，以溶劑法為多；且控溫的線性程度很差，使用不便；或生產過程複雜，成本高且有「三廢」產生。例如:DD 241,829、DD 241,830等專利介紹以溶劑萃取的方法，製備的產物在80 90°C範圍內控溫。DD 247，572、SU 1,084，289、RU 2，009，171、US 5, 223, 122 等專利介紹的製備方式，均以溶劑萃取為主。這些專利介紹的製備方式不僅對環境有汙染，而且產物控溫範圍窄、行程線性差，已難以適應各種新的要求，同時生產成本過高，不利於推廣使用。CN02109670.8公開了一種淋浴自動調溫閥用蠟質感溫介質以含有C18 C23的石油蠟類物質為原料，經發汗或多次發汗-精製工藝製得目的產物，在35 42°C範圍內控溫。CN02109668.6.CN200310104909.3.CN200510046426.1 等專利介紹的製備方法，產品控溫的線性程度較好，但過程複雜且精製過程有「廢渣」產生，也不利於大規模生產。目前世界上能源供應以石油、天然氣、煤等礦物燃料為主，隨著這些不可再生資源儲量的減少、價格升高，對各種替代能源的研究不斷加強；而且使用這些礦物燃料引起的環境問題日趨嚴重，因此對節能產品的利用受到廣泛重視。摩託車自動加濃閥是近年來普遍採用的新型自動加濃裝 置，可以自動控制加濃油路的供油量，使發動機在整個起動、暖機和怠速過程中始終處於最佳工作狀態，是一種節能環保的新產品。該產品所用熱感應蠟介質專用性較強，對控溫範圍和行程線性有特殊要求。經研究發現，只有採用在O 50°C範圍內升程均勻變化的熱感應蠟介質用於摩託車自動加濃閥時，才具有適宜的溫度特性、回復特性和通電特性，才能為處於起動、暖機和怠速狀態下發動機提供合適空燃比的燃料，使用這種熱感應蠟介質製備的摩託車自動加濃閥才具有良好的使用效果。費-託(F-T)合成技術是1923年發明的，1936年在德國實現工業化。目前作為社會運行成本最低的替代能源，F-T合成技術越來越受到各國的關注。F-T合成技術主要包括高溫合成技術和低溫合成技術，其中低溫F-T合成過程的產物組成中以正構烴為主，烴類分布很寬且各種碳數的烴含量區別不大，這些特點使其適用於製備熱感應蠟介質，尤其適用於製備行程值基本一致的摩託車自動加濃閥用熱感應蠟介質。

發明內容
針對現有生產熱感應蠟介質技術的不足，本發明提供一種以低溫F-T合成產品為原料，製備適用於摩託車自動加濃閥用熱感應蠟介質的方法，具體地說是可在O 50°C範圍內控溫，且每度的行程值基本一致的熱感應蠟介質的製備方法。本發明方法過程簡單，且無「三廢」產生，是環境友好的生產方法。本發明摩託車自動加濃閥用熱感應蠟介質的製備方法，包括以下內容:以正構烷烴重量含量大於80% (優選正構烷烴含量大於90%)的F-T合成產物為原料，在催化劑存在下進行加氫轉化將其中的烯烴和含氧化合物轉化為適宜組分；加氫轉化產物再經蒸餾，取240 400°C範圍內的餾分即為目的產物。本發明方法中，原料F-T合成產物為低溫F-T合成產物。蒸餾採用減壓蒸餾方法。本發明方法中，低溫F-T合成產物先進行減壓蒸餾，製備餾程為220°C 420°C餾分。上述餾分進行加氫轉化，以將其中的烯烴和含氧化合物轉化為相應的正構烷烴。該加氫轉化過程操作條件為:壓力3 lOMPa、溫度150 300°C、液時體積空速0.2 2.0 LHSV和氫液體積比 100 1000，加氫轉化催化劑為 Ni/Al203、W-Ni/Al203、Mo_Ni/Al203、W-Mo-Ni/Al2O3催化劑等，催化劑中活性金屬組分以氧化物計的重量含量為20% 70%。催化劑中優選含有助劑K，助劑K的含量為催化劑質量的0.2% 5%，優選為0.5% 3%。催化劑可以按本領域常規方法製備，催化劑使用時可以根據需要按照本領域常規方法將活性金屬氧化物還原或硫化，以提高催化劑活性。將上述經加氫轉化所得產物在具有15塊以上理論塔板的蒸餾裝置中製取240 400 V餾分，產物可作為摩託車自動加濃閥用熱感應蠟介質。本發明方法製備的熱感應蠟介質中正構烷烴重量含量為90%以上，優選為98%以上，可以獲得在O 50°C範圍內控溫，且每度的行程值基本一致的熱感應蠟介質，可作為摩託車自動加濃閥用熱感應蠟介質。`低溫F-T合成產物是本領域常規的產物，本領域技術人員知道，所述的低溫F-T合成指固定床F-T合成工藝或漿態床F-T合成工藝，反應溫度一般為180 260°C的F-T合成過程，F-T合成催化劑一般為鈷基催化劑或鐵基催化劑，優選鈷基催化劑的低溫F-T合成工藝得到的F-T合成產物。一般來說，採用漿態床反應器的F-T合成工藝中，自然得到的產物通常為三種:(I)冷阱料:即低溫冷凝物，通常餾程為20 320°C，烯烴含量和氧含量最高；(2)熱阱料:即高溫冷凝物，其餾程居中，通常餾程為180 450°C; (3)合成蠟，其餾程最重，通常餾程為300 700°C。採用固定床反應器的F-T合成工藝中，自然得到的產物通常為二種:⑴合成輕油:即低溫冷凝物，其餾程較輕，通常為20 350°C; (2)合成蠟油:即高溫冷凝物，其餾程較重，通常為160 700°C。本發明方法中，使用的原料為上述漿態床工藝中的熱阱料或固定床工藝中的合成蠟油。不同的低溫F-T合成產物雖然產品組成有一定差異，但經過本發明方法均可以得到摩託車自動加濃閥用熱感應蠟介質。具體的F-T合成過程可以按本領域現有知識確定。作為熱感應蠟介質，從使用性能上說，要求有適宜的控溫範圍和較大的體積變化。由石油蠟類製備熱感應蠟介質不僅生產過程複雜使得成本很高，而且精製過程有「廢渣」產生，不利於大規模生產。對於低溫F-T合成技術,其產物主要為正構燒烴，同時含有一定量的稀烴和含氧化合物,該產物本身不適宜直接用作熱感應蠟介質。本發明通過研究分析低溫F-T合成產物的組成及性質，確定適宜的製備方法，得到高性能的熱感應蠟介質。本發明的優點是:將F-T合成產物中的稀烴及含氧化合物通過加氫方法轉化為熱感應蠟介質的適宜組分(正構烷烴)，同時不產生其它雜質，是性能優良的摩託車自動加濃閥用熱感應蠟介質。該方法克服了其它分離提純方法流程長、分離效果差、易引入其它雜質、收率低、有「三廢」產生等不足。本發明製備方法的原料價格便宜，產品性能穩定，可用於摩託車自動加濃閥，可在O 50°C範圍內控溫，且每度的行程值基本一致。本發明熱感應蠟介質的物理、化學性質穩定，用於製備摩託車自動加濃閥時，可以獲得良好的使用效果，並具有較長的使用壽命。加氫過程中使用含有K助劑的催化劑，一方面可以避免發生生異構反應，提高正構烷烴的含量，更重要的是可以有效延長催化劑的使用壽命。


圖1至圖3分別是本發明實施例1、實施例2與比較例2製備的摩託車自動加濃閥用熱感應蠟介質的膨脹性能曲線，圖中橫坐標為溫度，縱坐標為相對升程量。
具體實施例方式利用蠟質控溫閥具有感應溫度變化並做出相應調整的特性，可將其應用於摩託車自動加濃閥以自動控制摩託車化油器加濃油路的供油量進而自動調節摩託車發動機的空燃比，其原理是通過使摩託車自動加濃閥感應溫度與發動機溫度的變化相符，從而控制加濃閥頂針行程，進而控制加濃油路的油氣流量，因而達到自動調節發動機油氣比目的，所以能夠起到節能環保的目的。本發明通過選用適宜的低溫F-T合成產物為原料，經加氫、減壓蒸餾等工藝過程製備在O 50°C範圍內控溫，且每度的行程值基本一致的熱感應蠟介質。這些熱感應蠟介質可用於摩託車自動加濃閥等領域。以下通 過實施例說明本發明摩託車自動加濃閥用熱感應蠟介質的製備方法及膨脹性能。實施例1
(I)F-T合成產物中的熱阱料(F-T合成產物按CN200910011993.1實施例1催化劑及相應條件下F-T合成過程的熱阱料(即180 450°C餾分)為本實施例原料)，在具有17塊理論塔板的蒸餾裝置中，經減壓蒸餾製備沸點220°C 420°C餾分。(2)將上述所得餾分在FHJ-2催化劑負載0.8%K的催化劑上(FHJ-2催化劑是一種NiAl2O3商業催化劑，撫順石油化工研究院研製生產，以氧化物計活性金屬鎳含量為40%，浸潰硝酸鉀後乾燥焙燒。催化劑在使用前進行常規還原處理)作用下，在5MPa、200°C、l.0LHSV和氫液比300條件下進行加氫轉化以轉化其中的烯烴和含氧化合物，烯烴和含氧化合物的轉化率可以達到100%。(3)將上述經加氫轉化所得產物在具有17塊理論塔板的蒸餾裝置中，在1.33X IO3Pa壓力下，製備240 400°C的餾分。該餾分即為目的產物。由此產物製成的摩託車自動加濃閥的膨脹性能曲線如圖1所示。實施例2(I)F-T合成產物(F-T合成產物按CN200910011987.6實施例1催化劑及相應條件下F-T合成過程的合成蠟油(即160 700°C餾分)為本實施例原料)，其它同實施例1。(2)將上述所得餾分在FV-10催化劑負載1%的K (FV-10催化劑一種W-Mo-Ni/Al2O3型商業催化劑，撫順石油化工研究院研製生產，浸潰硝酸鉀後乾燥焙燒，催化劑在使用前進行常規硫化處理)作用下，在6MPa、280°C、1.0 LHSV和氫液比900條件下進行加氫以轉化其中的烯烴和含氧化合物，烯烴和含氧化合物的轉化率可以達到100%。(3)將上述經加氫轉化所得產物在具有25塊理論塔板的蒸餾裝置中，在1.33X IO3Pa壓力下，製備240 400°C的餾分。該餾分即為目的產物。由此產物製成的摩託車自動加濃閥的膨脹性能曲線如圖2所示。比較例I
與實施例2步驟(2)相同，只是在催化劑不含有助劑K，運轉500小時後，在烯烴和含氧化合物的轉化率達到100%時，需要提高反應溫度至291°C，而實施例2不需提高反應溫度，因此，實施例2方法中，催化劑的使用壽命會更長。比較例2
如專利CN200510046426.1所述，以石油餾分為原料，採用較為複雜的脫異構烷烴工藝以製備高純度的正構烷烴，選用不同的原料經減壓蒸餾製備在240 400°C範圍內餾程相同的多個餾分、各餾分按重量比相同混合、白土精製等過程得到目的產物。由此產物製成的摩託車自動加濃閥的膨脹性能曲線如圖3所示。而直接減壓蒸餾得到的240 400°C餾分，不能作為摩託車自動加濃閥的熱感應蠟介質。由圖3與圖1、圖2對比可以看出:本專利製備的目的產物與比較例製備的目的產物在使用性能上大體相當，但本專利的製備工藝過程簡單，且無「廢渣」產生，因此可以大批量生產以滿足社會需求。`
權利要求
1.一種摩託車自動加濃閥用熱感應蠟介質的製備方法，其特徵在於包括如下內容:以正構烷烴重量含量大於80%的F-T合成產物為原料，在催化劑存在下進行加氫轉化將其中的烯烴和含氧化合物轉化為適宜組分；加氫轉化產物再經蒸餾，取240 400°C範圍內的餾分即為目的產物。
2.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於:原料F-T合成產物為低溫F-T合成產物。
3.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於:蒸餾採用減壓蒸餾方法。
4.按照權利要求2所述的方法，其特徵在於:低溫F-T合成產物先進行減壓蒸餾，製備餾程為220°C 420°C餾分，該餾分進行加氫轉化。
5.按照權利要求1或4所述的方法，其特徵在於:加氫轉化操作壓力為3 IOMPaJ^度為150 300°C、液時體積空速為0.2 2.0 LHSV，氫液體積比為100 1000。
6.按照權利要求5所述的方法，其特徵在於:加氫轉化催化劑為Ni/Al203、W_Ni/Al203、Mo-NiAl2O3、W-Mo-Ni/Al2O3催化劑，催化劑中活性金屬組分以氧化物計的重量含量為20% 70%ο
7.按照權利要求6所述的方法，其特徵在於:催化劑中含有助劑K，助劑K的含量為催化劑質量的0.2% 5%，優選為0.5% 3%。
8.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於:加氫轉化所得產物在具有15塊以上理論塔板的蒸餾裝置中製取240 400°C餾分，產物可作為摩託車自動加濃閥用熱感應蠟介質。
9.按照權利要求2所述的方法，其特徵在於:低溫F-T合成指固定床F-T合成工藝或漿態床F-T合成工藝，反應溫度為180 260°C，F-T合成催化劑為鈷基催化劑或鐵基催化劑。
10.按照權利要求9所述的`方法，其特徵在於:使用的原料為漿態床熱阱料或固定床的合成蠟油。
全文摘要
本發明涉及一種摩託車自動加濃閥用熱感應蠟介質的製備方法，正構烷烴重量含量大於80%的F-T合成產物為原料，在催化劑存在下進行加氫轉化，將其中的烯烴和含氧化合物轉化為摩託車自動加濃閥用熱感應蠟介質的適宜組分；加氫轉化產物再經蒸餾，製備240～400℃範圍內的餾分即為目的產物。用該產物製備的蠟質控溫閥可在0～50℃範圍內控溫，且每度的行程值基本一致。本發明方法過程簡單，且無「三廢」產生，是環境友好的生產方法。本發明目的產物可以用於需要在0～50℃範圍內控溫且行程隨溫度均勻變化的蠟質溫控閥，特別是作為摩託車自動加濃閥用熱感應蠟介質。
文檔編號C10G67/02GK103102955SQ20111035345
公開日2013年5月15日 申請日期2011年11月10日 優先權日2011年11月10日
發明者孫劍鋒, 張造根, 袁平飛, 王會民, 高蒿 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院