氯化石蠟生產中,氯化石蠟產生次品95%以上是因為色澤超標,色澤的好壞直接決定著產品的質量等級,因此,如何解決色澤超標影響產品質量是生產廠家、用戶共同關心的問題,而色澤超標的現象多種多樣,只有具體情況具體分析,采取可行措施,才能避免質量事故。下面就氯化石蠟色澤超標原因及解決方法作一簡單的論述。
1 氯化石蠟生色的原理
氯化石蠟是由蠟與氯氣發生自由基取代反應生成的,生產用蠟是由C10~C25的正構烷烴,并含有少量支鏈烴、芳烴組成的。根據經典的發色理論,有機化合物帶色需有某些不飽和基團存在時才發色,這些基團稱為發色體,發色體的顏色并不一定很深,但引入極性基團后顏色會加深,這些基團叫助色團,而氯化石蠟由于結構的化學非均一性,其鏈上含有各種可能單氯異構體,產生不飽和雙鍵形成重烯(有色雙鍵),支鏈脂肪烴氯化時產生叔氫原子,易脫氯化氫生成帶色雙鍵,而芳烴氯化后也形成不穩定氯化結構,也易脫氯化氫產生有色基團,氯化石蠟分子中帶有的雙鍵是生色基團,而氯是助色基團,因此氯化石蠟帶顏色。
2 氯化石蠟生產中色澤超標的現象
(1)生產中,往往是反應前期,由于反應溫度急劇上升,溫度超過工藝指標,2~3min物料變為醬油色。
(2)生產裝置長時間停工,重新生產后,誘導期前后一段時間物料顏色開始發黃逐步變成紅褐色。
(3)反應誘導期前后,溫度上升較快,但溫度在工藝指標范圍之內,突然物料變黑。取樣濾紙過濾后,濾紙上有大量的細顆粒碳粉,濾液淡黃色。
(4)誘導期結束后不久,反應溫度急劇上升超過蠟的閃點,物料突然變黑,取樣分析過濾發現有細顆粒碳粉,濾液也是淡黃色。
(5)氯化石蠟生產中,反應溫度長時間超過工藝指標,反應結束,物料顏色深黃,色澤超標。
3 氯化石蠟色澤超標原因分析
(1)前期發黑與醬油色是因為物料溫度急劇上升,局部過熱嚴重,大量脫氯化氫,氯化石蠟分子產生大量帶色雙鍵、共軛雙鍵甚至多個雙鍵,雙鍵進一步縮合、聚合生成焦油樣有機物。
(2)由于氯化石蠟氯化反應對鐵等重金屬非常敏感,要求物料中Fe<3×10-6,裝置長時間停工后,系統因腐蝕產生大量鐵銹隨著氯氣、液蠟帶入反應,而鐵對已生成的氯化石蠟脫氯化氫起催化作用,加速氯化石蠟分子脫氯化氫產生帶色雙鍵,鐵銹與氯化氫在有水的情況下也生成發紅FeCl3。
(3)誘導期前后突然發黑是因為分配器結構不合理,蠟倒入分配器內后與氯氣發生反應,過熱碳化,當氯氣把碳粉從分配器帶出去后,就出現發黑的情況。
(4)蠟與氯氣反應過程中因摩擦碰撞產生靜電,而氯化反應設備的內部都是非金屬材料,靜電不易流失,誘導期結束后,反應溫度超過蠟的閃點,蠟在反應設備上部形成的氣相蒸汽突然發生不完全燃燒成碳粉,落入物料中,致使物料發黑。
(5)反應超溫長時間運行,生成不穩定的氯化物分解產生帶色雙鍵,隨著雙鍵數量的增多,顏色越來越黃,最后產品色澤超過標準要求。
4 解決色澤超標的途徑和方法
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