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费托蜡的“前世今生”

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杭州泓纳科技有限公司,聚乙烯蜡,氧化聚乙烯蜡,费托蜡,钙锌稳定剂。

费托蜡(Fischer Tropsch wax)是一种亚甲基聚合物,是利用合成气或天然气合成的烷烃。高熔点(一般高于85°)的费托蜡主要由相对分子质量在500-1000的直链、饱和的高碳烷烃组成,这就赋予了这种化学品精细的晶体结构、高熔点、窄熔点范围、低油含量、低针入度、低迁移率、低熔融粘度、坚硬、耐磨及稳定性高。

费托合成蜡与通用的聚乙烯蜡(PE蜡)相比,二者的显著区别在于:

⑴分子量。费托蜡分子量远低于PE蜡,支链也较少,结晶度高,易于渗入高粘度大分子链之中,显著降低熔体粘度,在加工过程中迁移性小,后期润滑效果明显。

⑵费托蜡为饱和直连烷烃,不含双键,抗氧化能力强,产品耐候性好。

⑶费托蜡粘度远低于PE蜡。只有10左右。较少用量即可达到同样润滑效果。使用量仅为PE蜡的70-80%。费托蜡与PVC相容性较好,作为内外润滑剂都可胜任。可作为良好的内润滑剂有效控制剪切条件、促进流动、控制摩擦和熔融性能,从而提高热稳定性。同时,费托蜡因其高结晶度和高线性度的结构,使PVC产品获得最佳的物理及加工性能。 根据需要,费托工艺可以合成不同链长度的烷烃改变最终产品分子量大小,形成系列化产品。

表一:费托蜡和PE蜡性能对比

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费托蜡在塑料行业主要应用:费托蜡可以应用到塑料(pvc)加工中,如注塑、挤出以及造粒行业。费托蜡在色母粒和改性塑料生产过程中,在混料时有助于填料的分散和出色滑爽性。可以用作PVC的外润滑剂,低黏度能提高产品的生产速度,在混料时有助于颜填料的分散特别在高粘度体系的挤出中有较好的任用,比普通PE蜡添加量少40~50%,而且能显著提高制品表面光泽(光泽方面可以取代巴西棕榈蜡)。在使用浓色时,熔化的费托蜡可以有效地润湿染料,降低挤出粘度。

目前中国煤制油品上马项目大约有30多个,代表性的有中国神华煤制油化工有限公司百万吨级煤炭直接液化项目、神华宁煤国内首个煤炭间接液化示范项目以及内蒙古伊泰煤制油有限公司煤炭间接液化项目。其他的还有神华宁煤400万吨间接液化项目、伊泰伊犁540万吨煤制油项目、潞安180万吨煤制油项目、兖矿榆林100万吨煤制油项目、渝富能源贵州600万吨煤制油项目、京能锡林郭勒盟500万吨煤制油项目、内蒙古垣吉化工年产10万吨费托蜡精制及2万吨渣蜡精制项目。

目前,国外有两家企业拥有较为优良的工业化费托蜡合成装置,分别是南非的Sasol公司和荷兰皇家壳牌集团(Shell)。这两家公司分别采用各自研发的化学合成工艺,建设了不同类型的多套合成装置。至2015年底,Sasol公司高熔点费托合成蜡的供应量在7万吨/年左右,Shell公司高熔点费托合成蜡的供应量在5万吨/年左右。德国赢创集团(Evonik)是全球主要的费托蜡供应商之一,其自身没有费托蜡合成装置,主要对进口的高熔点费托合成粗蜡进行改性,现已开发出VESTOWAX产品,包括硬烷烃、氧化和部分皂化蜡等系列。

国内生产现状:我国具有自主知识产权的煤间接、直接液化合成煤基费托蜡技术由中科合成油技术公司开发成功,共建有三套示范装置,分别为伊泰、潞安以及神华集团合成油示范装置。三套装置均从2006年开始建设,目前已全部投入商业运行,但这三套装置均以生产柴油、石脑油为主。其中,山西潞安煤基合成油有限公司在2014年5月通过工艺改进生产出符合南非Sasol标准的高熔点费托蜡,填补了国内该领域的技术空白;同时,内蒙古伊泰新建120万吨新装置已处于试运行状态。但是,国内使用的少数高端高熔点费托蜡主要还是依赖进口,进口牌号主要包括Shell的SX-100、SX-105,Sasol Wax的A-系列、H-系列和EnHance系列等产品以及VESTOWAX的EH-和S-系列、C-系列和J-系列。

按下煤基油的“黑白”键

 ——解密费托蜡的“前世今生”

  提到煤矿,人们对煤矿工人的印象是“煤黑子”,对煤矿产品的认识,就是一块块黑黝黝的煤蛋子。我们也确实是以“黑”兴,以“黑”荣的。

  说到煤矿产品从黑到白?大家都觉得不可能。由黑而白,是“煤化工”的一种。何谓煤化工?就是把煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的过程。这次要说的是由“煤化工”而来的特种费托蜡,包括氯化蜡,氧化蜡,微粉蜡等。

  特种费托蜡?蜡可以做字面意义上的理解,一般人想到的是蜡烛,也可以向汽车蜡、纸杯涂蜡、水果蜡膜等用途方面发散一下思维。那费托二字又如何解呢?费托是一种合成过程,因为是德国科学家费舍尔和托普希,他们发明了把煤经合成气生产高碳化学品和液体燃料的过程,因此以他俩名字的首个字母命名。这种费托合成,第二次世界大战期间投入大规模生产。最后看特种两字,费托蜡是粗蜡,是原料,特种费托蜡就是经过深加工而得到的更加精细的化工品了。

  特种费托蜡的成功并不是一帆风顺的。特种费托蜡的研发和生产也走过弯路,也有过坎坷。研发初期生产的蜡,颜色发黄,油含量严重超标,只能作为低端蜡低价处理。但是,研究人员不气馁,一次次调试,一回回纠差,白花花的精制蜡在潞安人手中变成现实。我们一起来了解一下,精制蜡的生产过程:以费托蜡为原料,经过精细分割,可分出60、70、105、110等不同熔点的精蜡,熔点越高,是越难分割的。拿LA-W60来说,先解释一下,LA,一眼即可看出取自潞安的拼音,W代表铁基,60就是熔点。而LA-WG110,不同的是WG,代表钴基,钴基和铁基都是催化剂。目前来说,熔点110的精蜡是最难分割出来的,市场上份额最大的是壳牌生产的产品,LA-WG110的研发,打破了进口蜡对国内高端蜡市场的长期垄断,可以说,出多少卖多少,很受客户欢迎。

  为什么熔点110的精蜡如此受欢迎呢?因为之前市场上广泛使用的石蜡,是动植物尸体经过上万年孵化变质得到的,含有不同分比的烷烃,导致熔点普遍低,一般不超过70,比如一次性纸杯需要装沸水,肯定不能用到熔点只有70的蜡了,只能用在炸药,沥青改色等低端市场。

  而110的熔点就有更高端的用途了,作为纸杯涂蜡完全没问题,用于热熔胶、PVC、橡胶防护添加,可放缓挥发损失速度,橡胶塑料产品长期暴晒,不会变脆损坏,还能用于金属抛光,汽车蜡、化妆品等领域,提高光泽度和顺滑感。熔点60的,也不是说它就不好,进口水果漂洋过海一路过来,一般都要用到氧化蜡乳液,在水果表面形成水蜡膜,以保持水分,这时,如果也用熔点110的,那就洗不掉了,会被误食。所以,熔点60的也有自己的市场。生产哪个类型的蜡,取决于市场,客户需要什么,就分割出什么熔点的蜡来。

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