一種褐煤蠟的氧化精製方法

2023-10-04 22:56:34

一種褐煤蠟的氧化精製方法
【專利摘要】本發明公開了一種褐煤蠟的氧化精製方法，以脫脂褐煤蠟為原料，採用三段法精製褐煤蠟，首先經過過氧乙酸和助劑進行初漂，然後採用過氧化氫和過氧化氫助劑進行復漂，最後烘乾熱熔製得精製褐煤蠟產品，本發明方法簡單、技術可行、環保節能，製得的蠟質優良，是一種非鉻體系氧化精製褐煤蠟的有效方法。
【專利說明】一種褐煤蠟的氧化精製方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種氧化精製方法，具體地說是一種褐煤蠟的環保氧化精製方法。
【背景技術】[0002]褐煤蠟是用有機溶劑在一定條件下從褐煤中萃取得到的蠟質產品，因其不可替代的優良特性被廣泛應用於日化、鑄造、汽車等領域。但由於褐煤粗蠟中芳構化的三環二萜、五環三萜烴類等物質而使其呈黑褐色，即便脫脂後的褐煤蠟顏色依然較深，這大大影響了其應用範圍。因此如何除去褐煤蠟中暗色物質的氧化精製成為了褐煤蠟領域的研究重點，目前較為成熟而有效的脫色方法仍是鉻酐、鉻酸及重鉻酸鹽氧化法，但其存在著諸多的缺陷和不足，首先是所用鉻液富含重金屬鉻元素，氧化後的鉻廢液行業一般採用電解再生處理，但鑑於技術的不完備性使其轉化率不可能達到百分之百(一般最高轉化率為百分之八十左右)，所以在整個生產鏈中其實還是要不斷加入新的鉻液，而電解裝置造價極高且高度保密，目前尚無公開出售相關產品，故也限制了該法的大力推廣；此外使用後的硫酸洗液和水洗液要經過複雜的滲析回收處理，這又間接地加重了成本，最關鍵的是鉻漂所得產品或多或少有鉻元素的殘餘，這限制了其在日化、食品等高端領域的應用。在國家積極倡導建設「兩型社會」的今天，褐煤蠟無鉻氧化精製的呼聲日益高漲。因此，尋求新的環保氧化體系成為了該領域的研究熱點和發展趨勢。
[0003]目前關於褐煤蠟無鉻氧化精製的國內文章和專利僅各一例，李寶才等(「李寶才等.褐煤蠟的硝酸氧化精製[J].江西腐植酸，1987，(I):29-35.」)曾嘗試了硝酸氧化精製褐煤蠟，其結果是產品不能完全脫色，且易造成環境汙染，故沒能實現工業化。申請號201010535750.0雖然也公布了一種無鉻的褐煤蠟的氧化脫色精製方法，但其仍存在著很大局限性:其採用雙氧水與氨水混合物為主漂劑，但多次重複性驗證後發現該方法實驗過程中會出現明顯的皂化反應，褐煤蠟會成為泡沫狀膨脹，溶劑若稍有加入過快即可引起劇烈噴濺，操作控制難度較大，且加入氨水刺激氣味過大，而最終效果存在誤導性，因為皂化後的蠟確實是乳白色的，但在高於褐煤蠟熔點(約80°C左右)溫度以上，其最終顏色依然較深，這說明了該方法並不能有效地破壞褐煤蠟內部的發色基團或結構。且過氧化氫在不加穩定劑時在高溫條件下極易分解已是基本常識，其採用90-120°C條件下緩慢加入漂劑攪拌1-4小時，若不及時轉移已分解的漂劑，勢必造成後加漂劑的相對濃度越來越小以及過氧化氫存留時間過短，故而嚴重影響其氧化效果。核心的問題是該法不能得到真正意義的淺色酸性硬褐煤蠟，更不適應褐煤蠟的深加工。因此依然沒有找到非鉻體系氧化精製褐煤蠟的有效方法。
[0004]普遍認為一種漂白劑只能選擇性地進攻某些發色基團，對白度的提高存在一定限度，且漂白劑在破壞原有發色基團的同時還可能生成新的發色基團。如果把破壞發色基團功能不同的幾種漂白劑組合使用，那麼就可以出現:不僅能夠破壞原有發色基團而且還能夠使新生發色基團變成無色結構，這樣白度勢必大大提高。目前關於過氧乙酸與過氧化氫的組合漂白在褐煤蠟氧化精製中應用未見報導。
【發明內容】

[0005]針對現有技術的缺陷與不足，本發明提供了一種操作簡單、技術可行、節能環保、蠟質優良的褐煤蠟氧化精製的方法。
[0006]本發明所採用的三段法精製步驟如下:
(1)按照脫脂褐煤蠟:過氧乙酸:過氧乙酸助劑的質量比為1:0.2-0.3:0.005-0.02的比例準備原料，先將過氧乙酸和過氧乙酸助劑充分混合後調節PH為4-6，然後將混合液分成3-5份在90-100°C下加入脫脂褐煤蠟中攪拌反應1-2小時，其間在新加入過氧乙酸和過氧乙酸助劑混合液前先分離出前一部分漂白殘液，最後製得初漂段蠟，備用；
(2)按照脫脂褐煤蠟:過氧化氫:過氧化氫助劑的質量比為1:0.2-0.3:0.005-0.02的比例準備原料，先將過氧化氫和過氧化氫助劑充分混合後調節pH為8-10，然後將混合液分成3-5份在90-100°C下攪拌反應1-2小時，其間在新加入過氧化氫和過氧化氫助劑混合液前先分離出前一部分漂白殘液，最後製得復漂段蠟，水洗備用；
(3)將水洗後的復漂段蠟先在60-70°C下烘乾，其間適時翻攪，當復漂段蠟中水分含量< 5%時，升高溫度至90-100°C，直至蠟全部熱熔後，常溫冷卻，得到精製褐煤蠟產品。
[0007]本發明中所使用的過氧乙酸的質量百分比濃度為15-20% ;過氧乙酸助劑為水溶性殼聚糖、矽酸鈉、乙二胺四乙酸二鈉中的一種或者幾種的任意比混合物。
[0008]本發明中所使用的過氧化氫的質量百分比濃度為25-30 %，過氧化氫助劑為自製BC-YCOl氧漂穩定劑、市售ZJ-CHOl氧漂穩定劑中的一種或者兩種的任意比混合物。
[0009]本發明中自製BC-YCOl氧漂穩定劑的製備方法為:參照期刊文獻:「李寶才等.陰離子交換色譜和矽膠柱色譜法用於褐煤蠟族組成的分離[J].燃料化學學報，1988，16 (I):31.」中游離酸的分離方法得到游離酸，用所得游離酸(幹基)與氫氧化鎂(分析純)按照質量比為1:0.3-0.5的比例混合併在85°C攪拌5分鐘，冷卻磨細即為自製BC-YCOl氧漂穩定劑。
[0010]本發明中脫脂褐煤蠟為市購的脫脂褐煤蠟或按常規方法製得的脫脂褐煤蠟，如參照專利申請201310047688.4 「褐煤蠟中樹脂物的脫出方法」製得的產品；過氧乙酸、過氧化氫、水溶性殼聚糖、矽酸鈉、氫氧化鎂、乙二胺四乙酸二鈉、ZJ-CHOl氧漂穩定劑均為市售試劑。
[0011]本發明的特點是:①本發明杜絕了汙染物鉻液的使用，以過氧乙酸和過氧化氫為主漂劑來氧化精製褐煤蠟，非常環保；②本發明反應時間短，漂白白度好、產率也高；③本發明所得產品各項質量指標與傳統鉻漂所得產品接近，具有取代鉻漂在褐煤蠟漂白中的地位可行性；④本發明所得產品無重金屬鉻元素殘餘，拓展了其在日化、食品等高端領域的應用；⑤本發明中所使用的自製氧漂穩定劑比市售氧漂穩定劑效果更好些，且易降解對環境無害；⑥本發明方法簡單、易操作，技術可行、成本降低，製得的蠟質優良，是一種非鉻體系氧化精製褐煤蠟的有效方法。
[0012]【具體實施方式】
下面通過實施例對本發明作進一步詳細說明，但本發明保護範圍不局限於所述內容。以下所有實施例數據中熔點、酸值、皂化值測定方法參照GB/T 2559-2005，鉻漂對照組是參照專利申請200810233581.8 「褐煤蠟的氧化精製漂白方法」所製得的淺色蠟並測出其參數的。
[0013] 實施例1
1、先將Ikg脫脂褐煤蠟加入反應釜，然後把200g質量百分比濃度為15%的過氧乙酸溶液和5g矽酸鈉混合溶解後用NaOH調節pH值=4，在90°C下每隔0.5小時加入反應釜，每次加入量為總量的三分之一，攪拌反應1.5小時，其間在新加入混合液前先分離出前一部分漂白殘液，最後製得初漂段蠟；
2、將初漂段蠟置入反應釜，再把200g質量百分比濃度為25%的過氧化氫溶液和5gZJ-CHOl氧漂穩定劑混合溶解後用NaOH調節pH值=8，在90°C下每隔0.5小時加入反應釜，每次加入量為總量的三分之一，攪拌反應1.5小時，其間在新加入混合液前先分離出前一部分漂白殘液，最後製得復漂段蠟，水洗備用；
3、將水洗復漂段蠟稍晾乾後平鋪於表面皿並置入鼓風乾燥箱內烘乾，初始溫度設置為60°C，並適時翻攪，當漂蠟中水分含量為5%時，升高箱內溫度至90°C，直至蠟粉全部熱熔後，移至常溫冷卻，得到精製褐煤蠟產品，本實施例產品性質如下:
【權利要求】
1.一種褐煤蠟的氧化精製方法，其特徵在於:包括過氧乙酸初漂段、過氧化氫復漂段、烘乾熱熔段，具體精製步驟如下: (1)過氧乙酸初漂段:按照脫脂褐煤蠟:過氧乙酸:過氧乙酸助劑的質量比為1:0.2-0.3:0.005-0.02的比例準備原料，先將過氧乙酸和過氧乙酸助劑充分混合後調節pH為4-6，然後將混合液分成3-5份在90-100°C下加入脫脂褐煤蠟中攪拌反應1_2小時，其間在新加入過氧乙酸和過氧乙酸助劑混合液前先分離出前一部分漂白殘液，最後製得初漂段蠟，備用； (2)過氧化氫復漂段:按照脫脂褐煤蠟:過氧化氫:過氧化氫助劑的質量比為1:0.2-0.3:0.005-0.02的比例準備原料，先將過氧化氫和過氧化氫助劑充分混合後調節pH為8-10，然後將混合液分成3-5份在90-100°C下攪拌反應1_2小時，其間在新加入過氧化氫和過氧化氫助劑混合液前先分離出前一部分漂白殘液，最後製得復漂段蠟，水洗備用； (3)烘乾熱熔段:將水洗後的復漂段蠟先在60-70°C下烘乾，其間翻攪，當復漂段蠟中水分含量< 5 %時，升高溫度至90-100°C，直至蠟全部熱熔後，常溫冷卻，得到精製褐煤蠟產品。
2.根據權利要求1所述褐煤蠟的氧化精製方法，其特徵在於:過氧乙酸的質量百分比濃度為15-20%。
3.根據權利要求1所述褐煤蠟的氧化精製方法，其特徵在於:過氧乙酸助劑為水溶性殼聚糖、矽酸鈉、乙二胺四乙酸中的一種或者幾種的混合物。
4.根據權利要求1所述褐煤蠟的氧化精製方法，其特徵在於:過氧化氫的質量百分比濃度為25-30%。
5.根據權利要求1所述褐煤蠟的氧化精製方法，其特徵在於:過氧化氫助劑為BC-YCOl氧漂穩定劑和/或ZJ-CHOl氧漂穩定劑。
【文檔編號】C10G73/00GK103525462SQ201310493914
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月21日 優先權日:2013年10月21日
【發明者】李寶才, 袁承, 韋曦, 秦誼, 張惠芬 申請人:昆明理工大學