石蜡在基础溶剂中溶解性的研究

赵飞星，戴咏川，陈建军，金英杰，杨秀迪，凌 峰

（1. 辽宁石油化工大学，化学化工与环境学部，石油化工学院，辽宁 抚顺 113001; 2. 贵州黔桂天能焦化有限责任公司, 贵州 六盘水 553531; 3. 中国化工昌邑石化有限公司, 山东 潍坊 261300）

石蜡在基础溶剂中溶解性的研究

赵飞星1，戴咏川1，陈建军1，金英杰1，杨秀迪2，凌 峰3

（1. 辽宁石油化工大学，化学化工与环境学部，石油化工学院，辽宁 抚顺 113001; 2. 贵州黔桂天能焦化有限责任公司, 贵州 六盘水 553531; 3. 中国化工昌邑石化有限公司, 山东 潍坊 261300）

针对46# 和70# 石蜡在一些基础溶剂中的溶解性做了一些研究。对比了这两种蜡溶解性的异同，讨论了石蜡的溶解性与溶剂的分子量之间的关系。并得出了 46#和 70#石蜡在各溶剂中溶解性的公式。无论是对现代溶剂脱蜡方法和优化溶剂，还是在对研究石蜡在各种溶剂中的溶解度都具有重要意义。

石蜡; 溶剂; 分子量; 溶解度

石蜡是从石油精制得到的一种固体烃混合物，无色或白色、近乎半透明的物质，具有晶体结构，无臭无味，触摸时稍有油脂感，其熔点在110～150 (43～3 65.5 ℃)之间。石蜡作为一种重要的石油产品，广泛应用于轻 工、化工、造纸、冶金、食品、机械、交通、农业、建筑等行业[1]。我国石蜡资源丰富，是世界石蜡资源生产、出口和消费大国[2],例如沈阳原油是世界罕见的高含蜡原油，其含蜡量高达46%，大庆、南海油田、南阳的原油含蜡量也在25%以上，这样就为中国的石蜡生产提供了有利的资源条件[3]。另外，我国原油含蜡量普遍偏高[4]，无论是在油品运输还是原油加工过程中都或多或少的出现蜡的沉积问题。通过对石蜡在各种出溶剂及在馏分油中溶解性的研究，无论是对石蜡的生产还是蜡沉积问题的解决都具有重要的意义。

1 实验部分

1.1 原料和器材

实验原料为46 ℃和70 ℃的石蜡，使用的溶剂有石脑油切割后 50～100 ℃馏分及分析纯的甲苯、甲乙酮和石油醚。本实验采用HH-501超级恒温水域，浊点测定仪如图1所示。

图1 浊点测定仪Fig.1 Cloud point test cabinet

1.2 实验步骤

对于本实验而言，可以采用0 ℃冷浴。本试验分为两步：一是含蜡溶液制备，二是溶解温度测量中的温度稳定[5]。

（1）配制实验试样。

（2）含蜡溶液至少应加热到比预计的浊点温度高14 ℃以上。

（3）然后将洁净的试样倒入玻璃试管，液面高度达到5.08～5.71 cm。

（4）试管口放一只密封性能好的软木塞软木塞垂直方向插入一只温度计，并使温度计位置定于铡温端接近管底。然后把玻璃试管放入冷浴(维持 0℃)。

（5）每当试验温度计读数下降几度时， 应该迅速而小心地将试管从冷浴中移出，并检查是否变混浊，然后再放回冷浴。

（6）当第一次发现试管底部试样中明显混浊时，记录下此温度读数，作为浊点.

2 结果与讨论

2.1 46#石蜡在各溶剂中的溶解曲线及讨论

46#石蜡是天然蜡的一种，其熔点为46 ℃，按照不同的质量比使其与各基础溶剂互溶，得到各比例下的溶解温度。46#石蜡在各溶剂中的溶解曲线如图2所示。

图2 46#蜡在各溶剂中的溶解曲线Fig.2 The solubility lines of 46#wax in each solvent

由溶解曲线可看出，在相同温度下 46#石蜡在各溶剂中溶解度的大小顺序为：甲苯＞石油醚＞石脑油50～100 ℃馏分＞甲苯-甲乙酮＞甲乙酮。并且在甲苯，石油醚，石脑油 50～100 ℃馏分中的溶解度随温度变化比较缓和，而在甲乙酮及甲苯-甲乙酮中的溶解度当达到临界溶解温度时会迅速变大。

经分析可知，46# 石蜡在这五种溶剂中的溶解度符合公式：

式中：T — 石蜡的溶解温度，K；

a, b, c — 均为常数。

回归分析46#蜡的实验数据可确定常数a,b和c，并得到下列公式：

甲苯：

甲乙酮:

甲苯/甲乙酮：

石油醚：

石脑油50-100℃馏分：

以上各式的方差分析结果列于表1。

表1 46#石蜡在各溶剂中溶解公式的方差分析Table 1 The ANOVA data of 46#wax in each solvent

2.2 70#石蜡在各溶剂中的溶解曲线及讨论

70#石蜡也是天然蜡的一种，其熔点较高，大约为70℃。相对于46#石蜡，70#石蜡在各基础溶剂中所需的溶解温度要更高。

70#石蜡在各溶剂中的溶解曲线如图3所示。

图3 70#石蜡在各溶剂中的溶解曲线Fig.3 The solubility lines of 70#wax in each solvent

由溶解曲线可看出，在相同温度下 70#石蜡在各溶剂中溶解度的大小顺序为：甲苯＞石油醚＞石脑油50～100 ℃馏分＞甲苯-甲乙酮＞甲乙酮。并且在甲苯，石油醚，石脑油 50～100 ℃馏分中的溶解度随温度变化比较缓和，而在甲乙酮及甲苯-甲乙酮混合溶液中低温时溶解度很低，当达到某临界温度时溶解度会急剧升高，甲乙酮中的溶解度随温度变化尤为明显。

经分析可知，70# 石蜡在这5种溶剂中的溶解性也符合公式(1)。

回归分析70#蜡的实验数据可确定常数a, b和c，并得到下列公式：

甲苯：

甲乙酮：

甲苯/甲乙酮：

石油醚：

石脑油50～100 ℃馏分：

以上各式的方差分析结果列于表2。

2 结 论

46#石蜡和70#石蜡在这5种溶剂中的溶解性较为相似，当温度相同时，溶剂的平均分子量与石蜡的溶解度成正比；当溶解度相同时，溶剂的平均分子量与溶解温度成反比。两种蜡在甲苯，石油醚和石脑油 50～100 ℃馏分中的溶解度随温度的变化比较缓和，而在甲乙酮和甲苯-甲乙酮混合液中的溶解度随温度变化有明显转折，温度低时溶解度很小，达到临界溶解温度后溶解度迅速变大。综合考虑，甲苯-甲乙酮是良好的脱蜡脱蜡溶剂。本文从不同溶剂中得到了两种蜡的溶解性数据，并建立了一个通用的经验公式供大家参考。

表2 70#石蜡在各溶剂中溶解公式的方差分析Table 2 The ANOVA data of 70#wax in each solvent

［1］ 张建雨，朱丽实，徐建航．石油蜡(1)——石油蜡的分类、性质和用途[J]．炼油设计，1999，29(1)：53-57.

［2］ 王昀.世界石蜡生产及市场分析[J]. 国际石油经济，2005，13(12):42-45.

［3］ 樊晓雅．世界石蜡发展现状与展望[J]. 石油化工动态，1999，7(2):33-37．

［4］ 朱鸣岗，田松柏.润滑油基础油溶剂脱蜡技术进展[J]. 广州化工，2010，38(10):60-63.

［5］Malik Al-ahmad,Tariq Al-Fariss and S.Obaid-ur-Rehman. Solubility studies on a paraffin wax in base oils[J]. Fuel,1990, 69:293-296.

Study on the Solubility of Paraffin Wax in Basic Solvents

ZHAO Fei-xing1，DAI Yong-chuan1，CHEN Jian-jun1，JIN Ying-jie1，YANG Xiu-di2，LING Feng3
（1. School of Petrochemical Engineering,Liaoning Shihua University, Liaoning Fushun 113001, China；2. Guizhou Qiangui Tianneng Coking Co., Ltd., Guizhou Liupanshui 553531，China；3. CHEMCHINA Changyi Petrochemical Company. Shandong Weifang 261300, China）

The solubility of 46#and 70#paraffin waxes in some fundamental solvents was studied. Similarities and differences of the solubilities of these two waxes were compared. The relationship between the solubility of paraffin wax and the molecular weight of the solvent was discussed. The solubility formula of 46# and 70# paraffin wax in each solvent was obtained.

Paraffin wax; Solvent; Molecular weight; Solubility

TE 624

A

1671-0460（2015）08-1780-03

国家自然科学基金，项目号：21171083。辽宁石油化工大学大学生创新创业项目2013039。

2015-03-06

赵飞星（1986-），男，河北邢台人，硕士，辽宁石油化工学化学工艺专业，研究方向：重质油加工。E-mail：496702511@qq.com。

戴咏川（1968-），女，博士，研究方向：清洁燃料生产以及石油产品精制等研究工作。E-mail：ych_dasic@163.com。