无催化氧化生产氧化蜡的生产方法

权利要求书： 1.一种无催化氧化生产氧化蜡的生产方法，其特征在于，将纯氧和费托蜡于操作温度为T0、操作压力0.1～2.0MPa的条件下，进行无催化纯氧氧化处理0.2～4h后，制备得到滴熔点为Tx的氧化蜡产品,其中所述T0为100～200℃；

所述氧化蜡产品为不同酸值的系列氧化蜡，所述Tx为50～120℃；且所述氧化蜡产品的酸值为3～80mgKOH/g、皂化值：5～180mgKOH/g且针入度为1～60/0.1mm；

所述费托蜡的滴熔点为Tx?5～Tx?1℃、?32℃的含油量小于等于0.5%且数均分子量为

400～1200g/mol；

所述无催化纯氧氧化处理包括：用于氧化费托蜡的氧化工段、用于循环回流氧化工段中液相组分的液相循环工段、以及用于循环回流氧化工段中气相组分的气相循环工段；所述氧化工段和气相循环工段均于回路反应系统内进行。

2.根据权利要求1任意所述的一种无催化氧化生产氧化蜡的生产方法，其特征在于，若所述氧化蜡产品的酸值小于20mgKOH/g时，所述无催化纯氧氧化处理时间为0.2～1.2h。

3.根据权利要求2所述的一种无催化氧化生产氧化蜡的生产方法，其特征在于，所述回路反应系统包括文丘里喷射器、反应器、循环泵和热交换器；所述氧化工段于反应器内进行，且费托蜡与纯氧均通过文丘里喷射器进入反应器内；

所述液相循环工段具体为：将氧化工段中的液相组分和液相组分中夹带的气体泡沫同步通过循环泵流动至热交换器后，通过文丘里喷射器喷射循环回流至反应器内。

4.根据权利要求3所述的一种无催化氧化生产氧化蜡的生产方法，其特征在于，所述液相循环工段中液相循环比为1:1～100。

5.根据权利要求3所述的一种无催化氧化生产氧化蜡的生产方法，其特征在于，所述气相循环工段具体为：将氧化工段中的气相组分冷却至T1℃后得到液态物料A和气态物料A；

将液态物料A循环回流至反应器内，将气态物料A通过文丘里喷射器喷射至反应器内；且所述T1为T0?20～T0?5℃。

6.根据权利要求5所述的一种无催化氧化生产氧化蜡的生产方法，其特征在于，所述气态物料A进入至文丘里喷射器前进行如下处理：将气态物料A冷却至30～50℃分离除去水后得到气态物料B，气态物料B通过文丘里喷射器回流至反应器内。

7.根据权利要求6任意所述的一种无催化氧化生产氧化蜡的生产方法，其特征在于，包括内部呈中空的喷射主体(1)和喷嘴(2)，所述喷射主体(1)内部依次开设有吸气室(3)、混合室(4)和扩散室(5)，且所述吸气室(3)、所述混合室(4)和所述扩散室(5)依次对接连通，所述喷射主体(1)伸入至反应器内且与反应器固定连接，所述混合室(4)和所述扩散室(5)均设置于所述反应器内，且所述吸气室(3)设置于所述反应器外，所述扩散室(5)远离所述混合室(4)一侧与反应器内部对接连通；所述喷嘴(2)沿其轴线方向的两端分别设置有用于输送液体物料的进料口(21)和出料口(22)，所述喷嘴(2)设置有所述出料口(22)的一端伸入所述喷射主体(1)内且设置于所述吸气室(3)；所述喷射主体(1)侧部固定安装有用于输送纯氧的进气管(6)，所述进气管(6)内部与所述吸气室(3)对接连通，所述进气管(6)和所述反应器(8)间固定安装有回路管(7)，所述回路管(7)一端与所述进气管(6)内部对接连通，所述回路管(7)的另一端与反应器内部对接连通。

8.根据权利要求3所述的一种无催化氧化生产氧化蜡的生产方法，其特征在于，所述费托蜡在进行氧化工段前预先加热至T0?10～T0℃。

9.根据权利要求3所述的一种无催化氧化生产氧化蜡的生产方法，其特征在于，所述氧化工段于氮气氛围下进行，若所述反应器内容纳气体的体积为0，所述氧化工段中纯氧的体积为0的5～75%，且余量用氮气补足。

说明书： 一种无催化氧化生产氧化蜡的生产方法技术领域[0001] 本申请涉及氧化蜡生产的领域，更具体地说，它涉及一种无催化氧化生产氧化蜡的生产方法。

背景技术[0002] 氧化蜡是一种具有优良乳化性、分散性和油溶性的化学产品，其广泛应用于纺织、涂料、润滑油、油墨和陶瓷等不同领域。

[0003] 氧化蜡一般是由原料蜡在催化剂的作用下氧化制得的，催化剂的作用是为了加快氧化反应进程，一般会选用高锰酸钾、醋酸锰、硫酸锰等过渡金属盐或作为氧化蜡生产的催

化剂。

[0004] 但以过渡金属盐在氧化蜡制备过程，易产生沉淀和过渡金属离子，使得氧化蜡生产过程会排放大量的废气和废料，进而易造成环境的污染。

发明内容[0005] 为了减少氧化蜡生产过程中对环境的污染，本申请提供一种无催化氧化生产氧化蜡的生产方法。

[0006] 本申请提供的一种无催化氧化生产氧化蜡的生产方法采用如下的技术方案：将纯氧和费托蜡于操作温度为T0、操作压力0.1～2.0MPa的条件下，进行无催化纯

氧氧化处理0.2～4h后，制备得到滴熔点为Tx的氧化蜡产品,其中所述T0为100～200℃；

所述氧化蜡产品为不同酸值的系列氧化蜡，所述Tx为50～120℃；且所述氧化蜡产

品的酸值为3～80mgKOH/g、皂化值：5～180mgKOH/g且针入度为1～60/0.1mm；

所述费托蜡的滴熔点为Tx?5～Tx?1℃、?32℃的含油量小于等于0.5%且数均分子

量为400～1200g/mol；

所述无催化纯氧氧化处理包括：用于氧化费托蜡的氧化工段、用于循环回流氧化

工段中液相组分的液相循环工段、以及用于循环回流氧化工段中气相组分的气相循环工

段；所述氧化工段和气相循环工段均于回路反应系统内进行。

[0007] 通过采用上述技术方案，由于原料蜡的滴熔点越大、含油量越少且数均分子量越大，则原料蜡的氧化越难以进行，此外，由于费托蜡中正构烷烃的含量远远大于异构烷烃的

含量，且费托蜡为不含有双键的饱和直链烷烃，所以费托蜡的氧化过程不同于普通石蜡的

氧化过程，且一般费托蜡制备得到氧化蜡的生产周期长且更加困难。本申请将特定含油量、

滴熔点以及数均分子量的费托蜡进行无催化纯氧氧化处理，带来的有益效果包括以下几个

方面，第一，降低了费托蜡氧化的难度，显著提高了反应的效率；第二，在反应过程中未使用

催化剂，故不会产生使用催化剂带来的后处理以及购买成本上的问题；第三，费托蜡纯氧氧

化，故在制备氧化蜡产品过程中并不会如在空气中一样持续产生尾气，造成环境的污染以

及尾气处理成本的提高，此外纯氧可以促进费托蜡的链引发反应，加快其氧化反应速度；第

四，本申请的无催化纯氧包括氧化工段、液相循环工段和气相循环工段，使得纯氧和费托蜡

原料可以充分反应，提高了原料利用率，加快反应进程并减少了尾气的排放；第五，本申请

中氧化工段和液相循环工段均于回路反应系统内进行，增加了纯氧与费托蜡在反应过程中

的接触，第二进一步提高原料利用率、加快反应进程并减少尾气排放的效果；本申请中限定

了无催化纯氧氧化的温度以及压力的范围，从而在保证生产安全性和工艺环境友好性的前

提下，短时间内制备得到一种经济效益好的特定氧化蜡产品。

[0008] 优选的，若所述氧化蜡产品的酸值小于20mgKOH/g时，所述无催化纯氧氧化处理时间为0.2～1.2h。

[0009] 通过采用上述技术方案，采用本申请的方法，可以于更短的时间内制备得到酸值小于20mgKOH/g的产品，且由于本申请在制备酸值小于20mgKOH/的产品时所用时间较短，

故采用本申请的方法，可以连接化生产酸值小于20mgKOH/的产品，进而提高了该酸值区间

的氧化蜡生产的经济效益。

[0010] 优选的，所述回路反应系统由文丘里喷射器、反应器、循环泵和热交换器组成；所述氧化工段于反应器内进行，且费托蜡与纯氧均通过文丘里喷射器进入反应器内；

所述液相循环工段具体为：将氧化工段中的液相组分和液相组分中夹带的气体泡

沫同步通过循环泵流动至热交换器后，通过文丘里喷射器喷射循环回流至反应器内。

[0011] 通过采用上述技术方案，本申请中限定了液相循环过程中，流动态物料的组成，一方面增大了液相循环过程中流动态物料的表面积，一方面，可以提高该工段中的传质效果，

进而加快反应进程。

[0012] 优选的，所述液相循环工段中液相循环比为1:1～100。[0013] 通过采用上述技术方案，本申请中限定了液相循环比，从而促使原料充分反应，进而减少因反应不完全而产生副产物的可能性。

[0014] 优选的，所述气相循环工段具体为：将氧化工段中的气相组分冷却至T1℃后得到液态物料A和气态物料A；将液态物料A循环回流至反应器内，将气态物料A通过文丘里喷射

器喷射至反应器内；且所述T1为T0?20～T0?5℃。

[0015] 通过采用上述技术方案，由于费托蜡氧化过程中产生的气相组分包括的小分子烃类物质、醇、酮和醚等，故本申请气相循环工段中将气相组分进行冷却后，使得沸点低于T1

℃的产品可以重新回流至反应器内进行氧化反应，一方面，可以改善产品生产的效率，另一

方面，可以提高气相循环工段中的安全性能，减少尾气排放，实现绿色生产。

[0016] 优选的，所述气态物料A进入至文丘里喷射器前进行如下处理：将气态物料A冷却至30～50℃分离除去水后得到气态物料B，气态物料B通过文丘里喷射器回流至反应器内。

[0017] 通过采用上述技术方案，费托蜡氧化过程所生成的醇和酸间发生的酯化反应产生的水，且由于水的沸点一般为100℃作用，固定气态物料A中会带有水分，本申请通过温度，

去除了气态物料A内的水，增加了氧气和费托蜡间接触的概率，从而加快了氧化蜡产品生产

的效率。

[0018] 优选的，包括内部呈中空的喷射主体和喷嘴，所述喷射主体内部依次开设有吸气室、混合室和扩散室，且所述吸气室、所述混合室和所述扩散室依次对接连通，所述喷射主

体伸入至反应器内且与反应器固定连接，所述混合室和所述扩散室均设置于所述反应器

内，且所述吸气室设置于所述反应器外，所述扩散室远离所述混合室一侧与反应器内部对

接连通；所述喷嘴沿其轴线方向的两端分别设置有用于输送液体物料的进料口和出料口，

所述喷嘴设置有所述出料口的一端伸入所述喷射主体内且设置于所述吸气室；所述喷射主

体侧部固定安装有用于输送纯氧的进气管，所述进气管内部与所述吸气室对接连通，所述

进气管和所述反应器间固定安装有回路管，所述回路管一端与所述进气管内部对接连通，

所述回路管的另一端与反应器内部对接连通。

[0019] 通过采用上述技术方案，费托蜡在通过喷嘴流动至吸气室内所形成负压，进而会带动进气管内的气态物料进入吸气室内并于吸气室内进行絮流，使得费托蜡和纯氧充分接

触，且反应器内气相组分（其中气相组分包括氮气、未反应的氧气和小分子的烃类物质）可

通过回路管与新加入的氧气汇聚后，通过进气管进入吸气室内，使得原料间充分反应，进而

加快反应进程。

[0020] 优选的，所述费托蜡在进行氧化工段前预先加热至T0?10～T0℃。[0021] 通过采用上述技术方案，本申请中预先对费托蜡进行预加热，从而减少了温度较低的费托蜡降低循环回流液体物料的温度，进而减少了回流原料温度降低导致无催化氧化

时间增长的可能性，进而提高了反应的效率；此外，尤其在生产酸值小于20mgKOH/g的产品

时，预先对费托蜡加热，有利于该类产品的连续化生产。

[0022] 所述氧化工段于氮气氛围下进行，若所述反应器内容纳气体的体积为0，所述氧化工段中纯氧的体积为0的5～75%，且余量用氮气补足。

[0023] 通过采用上述技术方案，当反应过程中氧气含量过高时，则反应速率过快，则生产的危险性较大，故本申请中采用了不参与反应的氮气，不仅可以用于稀释纯氧于回流反应

器内的起到控制反应速度的作用，还可以提高本申请生产的安全性。

[0024] 综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：1.本申请通过将原料于回路反应系统内进行无催化纯氧氧化，从而实现在提高生

产效率、减少废气排放，降低氧化蜡生产成本，具有良好的经济效益；

2.本申请中通过限定无催化氧化过程中的液相循环比和操作温度，且对原料进行

预加热处理，从而进一步提高了氧化蜡产品的生产效率。

附图说明[0025] 图1是本申请提供的方法的流程图；图2是本申请用于体现文丘里喷射器的结构示意图。

[0026] 附图标记：1、喷射主体；2、喷嘴；21、进料口；22、出料口；3、吸气室；4、混合室；5、扩散室；6、进气管；7、回路管；8、液相区；9、气相区。

具体实施方式[0027] 以下结合附图和实施例对本申请作进一步详细说明。[0028] 原料：费托蜡，冻凝点为100℃，滴熔点为107.5±2.5℃，?32℃的含油量为0，赛博特颜色

好为+23，针入度为3/0.1mm，120℃的运动粘度为28.5mm2/s，数均分子量950g/mol，可选购

于浙江皇星化工股份有限公司所售卖的型号为FR100的费托蜡A；

费托蜡，冻凝点为80℃，滴熔点为84±2℃，?32℃的含油量为0.7%，赛博特颜色好

为+28，针入度为9/0.1mm，100℃的运动粘度为8mm2/s，数均分子量600g/mol，可选购于浙江

皇星化工股份有限公司所售卖的型号为FR80的费托蜡A。

[0029] 实施例：实施例1：

一种无催化氧化生产氧化蜡的生产方法，参照图1和图2，本申请所用回路反应系

统包括文丘里喷射器、反应器、循环泵、热交换器和产品回收罐，文丘里喷射器的下端与反

应器内部对接连通，反应器底部与循环泵通过管道对接连通，热交换器与循环泵管道连接，

文丘里喷射器与热交换器间管道连接，且产品回收罐与热交换器间管道连通。

[0030] 参照图1和图2，文丘里喷射器包括喷射主体1、喷嘴2、用于输送纯氧的进气管6和用于回流反应器内气态物料的回路管7，喷射主体1靠近反应器一侧贯穿反应器的正上方外

壁，且喷射主体1与反应器固定连接。喷射主体1上下端均与外界连通，且喷嘴2主体内部自

上而下依次设置有对接连通的吸气室3、混合室4和扩散室5，扩散室5靠近混合室4一侧的开

口内径小于其远离混合室4一侧的开口内径。混合室4和扩散室5均设置于反应器内部，当反

应器在进行氧化工段时，反应器内自上而下可形成气相区9和液相区8，气相区8内包括氧

气、小分子的烃类物质和氮气等，液相去为液态的费托蜡A和费托蜡A氧化后得到的混合物

料；喷射主体1设置有扩散室5的部位远离扩散室5一端伸入至液相区8内。

[0031] 参照图1和图2，喷嘴2固定连接于喷射主体1远离反应器的一侧，喷嘴2上下端均与外界连通，且喷嘴2靠近喷射主体1一端伸入喷射主体1内部且与喷射主体1固定连接，且喷

嘴2沿其长度方向的两端分别设有用于输送费托蜡A的进料口21和出料口22，喷嘴2的出料

口22的口径小于进料口21的口径，且喷嘴2的出料口22设置于喷射主体1的吸气室3内。

[0032] 参照图1和图2，进气管6内部呈中空且固定安装于喷射主体1外壁，进气管6的轴线方向与喷嘴2的轴线方向垂直设置，进气管6靠近喷射主体1一侧与喷射主体1的吸气室3对

接连通。回路管7固定连接于反应器和进气管6之间，且回路管7内部呈中空且安装有一球形

阀门，回路管7靠近反应器一侧与反应器内的气相区9对接连通，且回路管7靠近进气管6一

端与进气管6内部对接连通。

[0033] 参照图1和图2，一种无催化氧化生产氧化蜡的生产方法，将纯氧和费托蜡A，于操作温度为T0℃（本申请实施例中T0为140℃）、操作压力为5公斤并在氮气的氛围下，无催化

纯氧氧化处理30min后，制备得到目标氧化蜡产品。其中氧化蜡产品的平均酸值为5mgKOH/

g、皂化值为10±5mgKOH/g、针入度为6/0.1mm、滴熔点为104℃。

[0034] 无催化纯氧氧化由氧化工段、液相循环工段和气相循环工段组成，本申请在氧化工段、液相循环工段和气相循环工段过程中均没有尾气的排放。

[0035] 氧化工段，具体包括以下步骤：S1，将氮气通过管道输送至反应器内，从而将反应器内本身的空气排尽（排放空气

并不适于尾气排放）；

S2，持续将进料罐内常温的费托蜡A通过预加热器加热至T0℃后，预加热后的费托

蜡A依次通过喷嘴2的进料口21和出料口22传送至喷射主体1的混合室4内；在持续输送预加

热后费托蜡A的同时，由于费托蜡A在通过喷嘴2过程中所受的压力会转化为动能，促使费托

蜡A快速从喷嘴2的出料口22射入至混合室4内时会于混合室4的形成负压区，从而带动纯氧

钢瓶内纯度为99.5%的纯氧通过进气管6流动至混合室4内；

S3，在重力和循环泵的牵引下，纯氧和喷嘴2出料口22传送的物料依次通过混合室

4和扩散室5流动进入至反应器内，使得纯氧和费托蜡A在氮气氛围下，于反应器内进行无催

化纯氧氧化反应，且于反应器内形成液相区8和气相区9，在氧化过程中控制纯氧占反应器

内总体积的25%；

S4，生产者对循环泵和热交换器间的管路上流动物料的酸值进行监测，当该处流

动物料的物料酸值达到5mgKOH/g时，停止通入氧气，打开热交换器与产品回收罐间的阀门，

使得制备得到的氧化蜡收集于回收罐内。

[0036] 液相循环工段具体为：将S3中反应器液相区8内的液相组分和液相组分中夹带的气体泡沫通过循环泵传送至热交换器内控制温度为140℃，且限定液相循环比为1:50，将循

环的液体物料和预加热后的费托蜡A汇聚于同一管道内形成混合液态料，混合液态料通过

喷嘴2的进料口21和出料口22传送至喷射主体1的混合室4内，混合液态料通过喷嘴2过程中

所受的压力会转化为动能，促使混合液态料从喷嘴2的出料口22射入至混合室4时于混合室

4内形成负压区，从而带动纯氧钢瓶内纯度为99.5%的纯氧通过进气管6流动至混合室4内，

接着重复步骤S3?4。

[0037] 气相循环工段具体为：将步骤S3中反应器中靠近液相区8的气相区9内物料通过管道传送至冷却分离器内冷却至T1℃（本申请是实施例中T1为95℃）后得到液态物料A和气态

物料A，将液态物料A循环回流至反应器内，将气态物料A通过管道传送至气相分离器内冷却

至40℃后得到气态物料B和液态水，脱去液态水后，接着将气态物料B与纯氧钢瓶内纯度为

99.5%的纯氧汇聚于同一管道内，通过进气管6流动至混合室4内，接着重复步骤S3?4，且回

流管7和进气管6间安装有压差流量计；

将步骤S3中反应器中远离液相区8的气相区9内物料通过回路管7与进气管6内的

气态物料混合后流动进入至混合室4内，接着重复步骤S3?4。

[0038] 本申请中每生产1000kg的氧化蜡产品，则需要33.5Nm3的纯度为99.35%的纯氧和970.06kg的费托蜡A；由于本实施例中所生产氧化蜡的平均酸值较低，当重复进行氧化工段

的步骤S2、S3、S4并重复进行液相循环工段和气相循环工段则可制备得到本申请产品的连

续化生产。

[0039] 实施例2：本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例中用等质量的费脱蜡B代替实施例

1中所用的费脱蜡A，且本申请实施例中无催化纯氧氧化处理时间为25min。

[0040] 实施例3：本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例无催化纯氧氧化处理50min，且在

步骤S4中，本实施例中生产者对循环泵和热交换器间的管路上流动物料的酸值进行监测，

当该处流动物料的物料酸值达到15mgKOH/g时，停止通入氧气，打开热交换器与产品回收罐

间的阀门，使得制备得到的氧化蜡收集于回收罐内。

[0041] 且本申请中制备的氧化蜡产品的平均酸值为15mgKOH/g、皂化值范围为20～35mgKOH/g、针入度为9/0.1mm、滴熔点为101℃。

[0042] 实施例4：本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例无催化纯氧氧化处理60min，且在

步骤S4中，本实施例中生产者对循环泵和热交换器间的管路上流动物料的酸值进行监测，

当该处流动物料的物料酸值达到25mgKOH/g时，停止通入氧气，打开热交换器与产品回收罐

间的阀门，使得制备得到的氧化蜡收集于回收罐内。

[0043] 且本申请中制备的氧化蜡产品的平均酸值为25mgKOH/g、皂化值范围为22～28mgKOH/g、针入度为12/0.1mm、滴熔点为98℃。

[0044] 对比例：对比例1：

本对比例与实施例1的不同之处在于，本对比例中将空气和费托蜡A，于操作温度

为140℃、操作压力为5公斤并在氮气的氛围下，无催化氧化处理4.7h后，制备得到目标氧化

蜡产品；其中氧化蜡产品的平均酸值为5mgKOH/g、皂化值为10±5mgKOH/g、针入度为6/

0.1mm、滴熔点为104℃。且本对比例中每生产1000kg且酸值为15mgKOH/g的氧化蜡产品，则

需要159.52Nm3的空气以及970.06kg的费托蜡A，本对比例在氧化工段、液相循环工段和气

相循环工段过程中会实时进行尾气的排放，且尾气排放总量至少为126.02Nm3。且本对比例

用于连续化生产过程中则会产生更多的尾气。

[0045] 对比例2：本对比例与实施例1的不同之处在于，本对比例中用釜式反应器（釜式反应器可选

购于无锡富汇机械科技有限公司所售卖的釜式反应器）代替实施例1中无催化氧化中所用

的回路反应系统，则每生产1000kg氧化蜡产品（平均酸值为5mgKOH/g、皂化值为10±

5mgKOH/g、针入度为6/0.1mm、滴熔点为104℃）时，无催化氧化总时间为4h。

[0046] 对比例3：本对比例与实施例3的不同之处在于，本对比例中将空气和费托蜡A，于操作温度

为140℃、操作压力为5公斤并在氮气的氛围下，无催化氧化处理9.2h后，制备得到目标氧化

蜡产品；其中氧化蜡产品的平均酸值为15mgKOH/g、皂化值范围为20～35mgKOH/g、针入度为

9/0.1mm、滴熔点为101℃。且本对比例中每生产1000kg且酸值为15mgKOH/g的氧化蜡产品，

则需要159.52Nm3的空气以及970.06kg的费托蜡A，本对比例在氧化工段、液相循环工段和

气相循环工段过程中会实时进行尾气的排放，且尾气排放总量至少为126.02Nm3。

[0047] 对比例4：本对比例与实施例3的不同之处在于，本对比例中用釜式反应器（釜式反应器可选

购于无锡富汇机械科技有限公司所售卖的釜式反应器）代替实施例1中无催化氧化中所用

的回路反应系统，则每生产1000kg氧化蜡产品（平均酸值为15mgKOH/g、皂化值范围为20～

35mgKOH/g、针入度为9/0.1mm、滴熔点为101℃）时，无催化氧化总时间为7.1h。

[0048] 本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本

申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。