提高石蜡产品光安定性技术研究

doi:10.12422/j.issn.1006-396X.2023.05.003

摘要/Abstract

摘要：

石蜡主要由正构烷烃组成，还有少量的异构烷烃、环烷烃和芳香烃以及微量S、N、O的化合物。这些化合物以及芳烃、烯烃类物质中不稳定的组分, 在紫外线和热的作用下, 容易被氧化，导致石蜡的颜色变深, 光安定性变差。为探究导致石蜡产品光安定性变差的原因，并提高石蜡产品的光安定性，分析了某石化公司62^#石蜡的组成与性质，并运用控制变量的方法探究了提高石蜡产品光安定性的技术，以及光稳定剂和紫外光吸收剂类型、单剂用量、复配剂组成与添加量对石蜡产品光安定性及其他性能的影响。结果表明，当复配剂中紫外光吸收剂添加量为300 μg/g、受阻胺类光稳定剂添加量为300 μg/g，抗氧剂添加量为300 μg/g时，石蜡产品的赛波特色号为24，其光稳定性最好。

关键词: 石蜡, 光安定性, 光稳定剂

Abstract:

Paraffin is mainly composed of n?alkanes, small amounts of i?alkanes, cycloalkanes, aromatic hydrocarbons and trace amounts of S,N,O compounds. Under the action of ultraviolet light and heat, those compounds containing elements S,N,O,aromatic and unstable elements of alkene aromatic can be oxidated,resulting in a darker color and lower paraffin light stability.In order to explore the reasons for the deterioration of the paraffin light stability,the effects of internal factors such as nitrates,sulfides and oil content on the paraffin light stability were investigated.Orthogonal experiments were carried out to investigate the effects of ultraviolet absorbers,hindered amine light stabilizers,antioxidants and its compounding agent on the improvement of the paraffin light stability.The results showed that the best paraffin light stability was achieved when the additive amounts of UV absorbers, hindered amine light stabilizers and antioxidants in the compound were 300 μg/g, 300 μg/g and 300 μg/g, respectively.

Key words: Paraffin, Light stability, Light stabilizer

中图分类号:

TQ06

罗奥, 张晓琳, 孙娜, 王海彦, 王钰佳. 提高石蜡产品光安定性技术研究[J]. 石油化工高等学校学报, 2023, 36(5): 24-30.

Ao LUO, Xiaolin ZHANG, Na SUN, Haiyan WANG, Yujia WANG. Study on Improving the Light Stability of Paraffin[J]. Journal of Petrochemical Universities, 2023, 36(5): 24-30.

图/表 11

表1 62#石蜡的组成与性质

Table 1 Composition and properties of 62# paraffin

参数	数值
ρ₂₀/（kg $⋅$ m^-3）	815
熔点/℃	62.3
w（氮）/%	-
w（碱性氮化物）/%	-
w（硫）/%	1.513
w（油）/%	0.123 2
赛波特色号	30
光安定性	4.0

表1 62#石蜡的组成与性质

Table 1 Composition and properties of 62# paraffin

参数	数值
ρ₂₀/（kg $⋅$ m^-3）	815
熔点/℃	62.3
w（氮）/%	-
w（碱性氮化物）/%	-
w（硫）/%	1.513
w（油）/%	0.123 2
赛波特色号	30
光安定性	4.0

图1 碱性氮化物喹啉的添加量对石蜡光安定性的影响

Fig.1 Effect of the amount of alkaline nitrogen compound quinoline on the photostability of paraffin

图2 非碱性氮化物吲哚的添加量对石蜡光安定性的影响

Fig.2 Effect of the amount of non?alkaline nitridecompound indole on the photostability of paraffin

图3 二苯并噻吩的添加量对石蜡光安定性的影响

Fig.3 Effect of the amount of dibenzothiophene on the photostability of paraffin

图4 含油量对石蜡光安定性的影响

Fig.4 Effect of the amount of oil on the photostability of paraffin

图5 单剂光稳定剂的种类和添加量对石蜡光安定性的影响

Fig.5 The influence of the type and amount of single light stabilizer on the photostability of paraffin

图6 紫外光吸收剂的种类和添加量对石蜡光安定性的影响

Fig.6 Effect of the type and amount of ultraviolet absorbents on the photostability of paraffin

图7 抗氧剂的种类和添加量对石蜡光安定性的影响

Fig.7 The effect of kinds and amount of antioxidants on the photostability of paraffin

表2 L18（2×37）正交实验因素水平

Table 2 Orthogonal experimental factor level of L18（2×37）

因素	水平
因素	1	2	3
w（抗氧剂1）/（ $μ$ g $⋅$ g^-1）	0	300	500
w（抗氧剂2）/（ $μ$ g $⋅$ g^-1）	0	300	500
w（光稳定剂a）/（ $μ$ g $⋅$ g^-1）	100	300	500
w（光稳定剂b）/（ $μ$ g $⋅$ g^-1）	100	300	500
w（光稳定剂c）/（ $μ$ g $⋅$ g^-1）	100	300	500
w（紫外光吸收剂C₁）/（ $μ$ g $⋅$ g^-1）	100	300	500
w（紫外光吸收剂B₁）/（ $μ$ g $⋅$ g^-1）	100	300	500
w（紫外光吸收剂C₂）/（ $μ$ g $⋅$ g^-1）	100	300	500

表2 L18（2×37）正交实验因素水平

Table 2 Orthogonal experimental factor level of L18（2×37）

因素	水平
因素	1	2	3
w（抗氧剂1）/（ $μ$ g $⋅$ g^-1）	0	300	500
w（抗氧剂2）/（ $μ$ g $⋅$ g^-1）	0	300	500
w（光稳定剂a）/（ $μ$ g $⋅$ g^-1）	100	300	500
w（光稳定剂b）/（ $μ$ g $⋅$ g^-1）	100	300	500
w（光稳定剂c）/（ $μ$ g $⋅$ g^-1）	100	300	500
w（紫外光吸收剂C₁）/（ $μ$ g $⋅$ g^-1）	100	300	500
w（紫外光吸收剂B₁）/（ $μ$ g $⋅$ g^-1）	100	300	500
w（紫外光吸收剂C₂）/（ $μ$ g $⋅$ g^-1）	100	300	500

表3 正交实验设计及结果

Table 3 Orthogonal experimental design and junction

序号	抗氧剂	w（抗氧剂）/ （ $μ$ g $⋅$ g^-1）	光稳定剂	w（光稳定剂）/（ $μ$ g $⋅$ g^-1）	紫外光吸收剂	w（紫外光吸收剂）/（ $μ$ g $⋅$ g^-1）	赛波特色号
1	1	0	a	100	C₁	100	19
2	1	0	b	300	B₁	300	18
3	1	0	c	500	C₂	500	21
4	1	300	a	100	B₁	300	18
5	1	300	b	300	C₂	500	21
6	1	300	c	500	C₁	100	20
7	1	500	a	100	C₁	500	23
8	1	500	b	300	B₁	100	16
9	1	500	c	500	C₂	300	21
10	2	0	a	100	C₂	300	20
11	2	0	b	300	C₁	500	23
12	2	0	c	500	B₁	100	16
13	2	300	a	100	C₂	100	20
14	2	300	b	300	C₁	300	24
15	2	300	c	500	B₁	500	19
16	2	500	a	100	B₁	500	18
17	2	500	b	300	C₂	100	19
18	2	500	c	500	C₁	300	23
K_j1	177.0	117.0	118.0	118.0	131.0	110.0
K_j2	181.0	121.0	120.0	120.0	105.0	123.0
K_j3		120.0	120.0	120.0	122.0	125.0
J₁	19.7	19.5	19.7	19.7	21.8	18.3
J₂	20.1	20.2	20	20.0	17.5	20.5
J₃		20.0	20	20.0	20.3	20.8
R	0.4	0.7	0.3	0.3	4.3	2.5

表3 正交实验设计及结果

Table 3 Orthogonal experimental design and junction

序号	抗氧剂	w（抗氧剂）/ （ $μ$ g $⋅$ g^-1）	光稳定剂	w（光稳定剂）/（ $μ$ g $⋅$ g^-1）	紫外光吸收剂	w（紫外光吸收剂）/（ $μ$ g $⋅$ g^-1）	赛波特色号
1	1	0	a	100	C₁	100	19
2	1	0	b	300	B₁	300	18
3	1	0	c	500	C₂	500	21
4	1	300	a	100	B₁	300	18
5	1	300	b	300	C₂	500	21
6	1	300	c	500	C₁	100	20
7	1	500	a	100	C₁	500	23
8	1	500	b	300	B₁	100	16
9	1	500	c	500	C₂	300	21
10	2	0	a	100	C₂	300	20
11	2	0	b	300	C₁	500	23
12	2	0	c	500	B₁	100	16
13	2	300	a	100	C₂	100	20
14	2	300	b	300	C₁	300	24
15	2	300	c	500	B₁	500	19
16	2	500	a	100	B₁	500	18
17	2	500	b	300	C₂	100	19
18	2	500	c	500	C₁	300	23
K_j1	177.0	117.0	118.0	118.0	131.0	110.0
K_j2	181.0	121.0	120.0	120.0	105.0	123.0
K_j3		120.0	120.0	120.0	122.0	125.0
J₁	19.7	19.5	19.7	19.7	21.8	18.3
J₂	20.1	20.2	20	20.0	17.5	20.5
J₃		20.0	20	20.0	20.3	20.8
R	0.4	0.7	0.3	0.3	4.3	2.5

表4 光稳定剂的复配对石蜡光安定性的影响

Table 4 Effect of light stabilizer on the photostability of paraffin

复配剂	添加量/（ $μ$ g $⋅$ g^-1）	赛波特色号
a+C₁	100+100	21
a+C₁	100+200	23
a+C₂	100+100	19
a+C₂	100+200	21
a+B₁	100+100	16
a+B₁	100+200	18
a+B₂	100+100	18
a+B₂	100+200	20

表4 光稳定剂的复配对石蜡光安定性的影响

Table 4 Effect of light stabilizer on the photostability of paraffin

复配剂	添加量/（ $μ$ g $⋅$ g^-1）	赛波特色号
a+C₁	100+100	21
a+C₁	100+200	23
a+C₂	100+100	19
a+C₂	100+200	21
a+B₁	100+100	16
a+B₁	100+200	18
a+B₂	100+100	18
a+B₂	100+200	20

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