ПАРАФИНОВЫЙ ВОСК Российский патент 2017 года по МПК C10G2/00 C07C1/00 C07C9/14 C07C9/22 C09K5/06 

Изобретение относится к парафиновому воску, полученному способом Фишера-Тропша, и материалу для хранения тепловой энергии, содержащему данный парафиновый воск. Кроме того, настоящее изобретение относится к применению парафинового воска в качестве материала с изменяемым фазовым состоянием в вариантах применения для хранения тепловой энергии.

Парафиновый воск можно получать различными способами. В патенте США 2692835 раскрыт способ получения парафинового воска из сырой нефти. Также парафиновый воск можно получать с использованием так называемого процесса Фишера-Тропша. Пример такого процесса раскрыт в документе WO 2002/102941, европейском патенте ЕР 1498469 и документе WO 2004/009739.

Авторами изобретения было неожиданно обнаружено, что определенные парафиновые воски, полученные способом Фишера-Тропша, с преимуществом можно использовать в материалах для хранения тепловой энергии.

В этой связи настоящее изобретение относится к полученному способом Фишера-Тропша парафиновому воску, содержащему парафины, имеющие от 9 до 24 атомов углерода, при этом указанный полученный способом Фишера-Тропша парафиновый воск имеет температуру плавления в диапазоне от 15 до 40°С.

Преимущество настоящего изобретения заключается в том, что парафиновый воск характеризуется неожиданно высокой скрытой теплотой, при этом высокая скрытая теплота в результате приводит к уменьшению количества парафинового воска, необходимого в составе материала для хранения в случае любого конкретного варианта применения для низкотемпературного хранения тепловой энергии.

Синтезированный способом Фишера-Тропша парафиновый воск согласно настоящему изобретению получают в результате осуществления процесса Фишера-Тропша. Полученный способом Фишера-Тропша парафиновый воск известен в данной области техники. Под термином «полученный способом Фишера-Тропша» подразумевается, что парафиновый воск представляет собой продукт синтеза процесса Фишера-Тропша или получен из него. Полученный способом Фишера-Тропша парафиновый воск также можно называть парафиновым воском GTL (газ-в-жидкости). Пример способа Фишера-Тропша приведен в документе WO 2002/102941, европейском патенте ЕР 1498469 и документе WO 2004/009739, указания которых включены в виде ссылки.

Полученные способом Фишера-Тропша парафины в основном представляют собой н-парафины. Предпочтительно, как указано ниже, полученный способом Фишера-Тропша воск согласно настоящему изобретению содержит более 90% масс. н-парафинов, предпочтительно, более 95% масс. н-парафинов.

Согласно настоящему изобретению полученный способом Фишера-Тропша парафиновый воск содержит парафины, имеющие от 9 до 24 атомов углерода; полученный способом Фишера-Тропша парафиновый воск предпочтительно содержит по меньшей мере 70% масс., более предпочтительно по меньшей мере 85% масс., более предпочтительно по меньшей мере 90% масс., более предпочтительно по меньшей мере 95% масс., а наиболее предпочтительно по меньшей мере 98% масс. полученных способом Фишера-Тропша парафинов, имеющих от 9 до 24 атомов углерода, в расчете на общее количество полученных способом Фишера-Тропша парафинов, предпочтительно в расчете на количество полученных способом Фишера-Тропша парафинов, имеющих от 9 до 30 атомов углерода.

Подходящим образом кинематическая вязкость при 40°С (по стандарту ASTM D445) полученного способом Фишера-Тропша парафинового воска согласно настоящему изобретению составляет выше 3,0 сСт, предпочтительно выше 4,0 сСт, более предпочтительно выше 4,5 сСт. Как правило, кинематическая вязкость при 40°С (по стандарту ASTM D445) полученного способом Фишера-Тропша парафинового воска согласно настоящему изобретению составляет ниже 20 сСт, предпочтительно ниже 15 сСт, более предпочтительно ниже 10 сСт.

Кроме того, кинематическая вязкость при 100°С (по стандарту ASTM D445) парафинового воска составляет выше 0,5 сСт, предпочтительно выше 1,0 сСт, более предпочтительно выше 1,5 сСт. Обычно кинематическая вязкость при 100°С (по стандарту ASTM D445) парафинового воска составляет ниже 15 сСт, предпочтительно ниже 10 сСт, более предпочтительно ниже 5 сСт.

Кроме того, парафиновый воск предпочтительно имеет плотность при 40°С (по стандарту ASTM D1298) от 0,60 до 0,85 кг/м³, более предпочтительно от 0,70 до 0,80 кг/м³, а наиболее предпочтительно от 0,75 до 0,77 кг/м³.

Предпочтительно, плотность при 15°С (по стандарту ASTM D1298) парафинового воска составляет от 0,65 до 0,90 кг/м³, более предпочтительно от 0,70 до 0,85, более предпочтительно от 0,75 до 0,80 и наиболее предпочтительно от 0,77 до 0,80 кг/м³.

Предпочтительно, что удельная теплоемкость (по стандарту ASTM Ε 1269-05) полученного способом Фишера-Тропша парафинового воска согласно настоящему изобретению находится в диапазоне от 2,10 до 2,40 Дж/г°С, более предпочтительно в диапазоне от 2,15 до 2,40 Дж/г°С, более предпочтительно в диапазоне от 2,15 до 2,35 Дж/г°С и наиболее предпочтительно в диапазоне от 2,18 до 2,30 Дж/г°С. Указанная относительно высокая удельная теплоемкость полученного способом Фишера-Тропша воска является преимуществом, поскольку он способен поглощать и хранить большое количество тепла на градус температуры.

Особенно предпочтительно, что полученный способом Фишера-Тропша парафиновый воск согласно настоящему изобретению имеет скрытую теплоту (по стандарту ASTM Е793 на основе данных дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК), полученных на приборе фирмы Mettler Toledo) в диапазоне от 150 до 220 Дж/г, предпочтительно от 160 до 210 Дж/г, более предпочтительно от 180 до 210 Дж/г. Поскольку скрытая теплота полученного способом Фишера-Тропша парафинового воска согласно настоящему изобретению является неожиданно высокой, указанный воск с преимуществом можно использовать в качестве материалов с изменяемым фазовым состоянием в вариантах применения для хранения тепловой энергии, как обсуждается ниже.

В первом варианте осуществления изобретения полученный способом Фишера-Тропша парафиновый воск согласно настоящему изобретению содержит большее количество (т.е. >50% масс.) полученных способом Фишера-Тропша парафинов, имеющих от 14 до 20, предпочтительно от 16 до 18 атомов углерода; предпочтительно, количество синтезированных способом Фишера-Тропша парафинов, имеющих от 16 до 18 атомов углерода, составляет по меньшей мере 70% масс., более предпочтительно по меньшей мере 75% масс., более предпочтительно по меньшей мере 80% масс., более предпочтительно по меньшей мере 85% масс., более предпочтительно по меньшей мере 90% масс. и наиболее предпочтительно по меньшей мере 95% масс. в расчете на общее количество синтезированных способом Фишера-Тропша парафинов, имеющих от 9 до 24 атомов углерода, предпочтительно от 14 до 20 атомов углерода.

Подходящим образом, полученный способом Фишера-Тропша парафиновый воск, содержащий полученные способом Фишера-Тропша парафины, имеющие от 9 до 24 атомов углерода, предпочтительно от 14 до 20 атомов углерода, а более предпочтительно от 16 до 18 атомов углерода, имеет температуру плавления (по стандарту ASTM Е794) в диапазоне от 10 до 50°С, предпочтительно в диапазоне от 15 до 40°С, более предпочтительно в диапазоне от 15 до 32°С, более предпочтительно в диапазоне от 15 до 30°С, более предпочтительно в диапазоне от 20 до 30°С, более предпочтительно в диапазоне от 20 до 25°С, более предпочтительно в диапазоне от 20 до 24°С и наиболее предпочтительно в диапазоне от 21 до 23°С.

Предпочтительно, в первом варианте осуществления настоящего изобретения полученный способом Фишера-Тропша парафиновый воск, содержащий парафины, имеющие по меньшей мере 85% масс. парафинов с числом атомов углерода от 16 до 18 в расчете на общее количество полученных способом Фишера-Тропша парафинов, имеющих от 9 до 24 атомов углерода, предпочтительно от 14 до 20 атомов углерода, имеет температуру плавления (по стандарту ASTM Е794) в диапазоне от 21 до 23°С. Кроме того, полученный способом Фишера-Тропша парафиновый воск, содержащий парафины, имеющие по меньшей мере 85% масс. парафинов с числом атомов углерода от 16 до 18 в расчете на общее количество полученных способом Фишера-Тропша парафинов, имеющих от 9 до 24 атомов углерода, предпочтительно от 14 до 20 атомов углерода, характеризуется скрытой теплотой в диапазоне от 180 до 210 Дж/г.

Во втором варианте осуществления полученный способом Фишера-Тропша парафиновый воск согласно настоящему изобретению содержит большее количество (т.е. >50% масс), полученных способом Фишера-Тропша парафинов, имеющих от 16 до 22, предпочтительно от 18 до 20 атомов углерода; предпочтительно, количество полученных способом Фишера-Тропша парафинов, имеющих от 18 до 20 атомов углерода, составляет по меньшей мере 65% масс., более предпочтительно по меньшей мере 70% масс., более предпочтительно по меньшей мере 75% масс., более предпочтительно по меньшей мере 80% масс., более предпочтительно по меньшей мере 85% масс., более предпочтительно по меньшей мере 90% масс. и наиболее предпочтительно по меньшей мере 95% масс. в расчете на общее количество полученных способом Фишера-Тропша парафинов, имеющих от 9 до 24 атомов углерода, предпочтительно от 16 до 22 атомов углерода.

Подходящим образом, полученный способом Фишера-Тропша парафиновый воск, содержащий полученные способом Фишера-Тропша парафины, имеющие от 16 до 22, предпочтительно от 18 до 20 атомов углерода, имеет температуру плавления (по стандарту ASTM Е794) в диапазоне от 10 до 50°С, предпочтительно в диапазоне от 15 до 40°С, более предпочтительно в диапазоне от 15 до 32°С, более предпочтительно в диапазоне от 15 до 30°С, более предпочтительно в диапазоне от 20 до 30°С, более предпочтительно в диапазоне от 25 до 30°С и наиболее предпочтительно в диапазоне от 26 до 28°С.

Предпочтительно, во втором варианте осуществления настоящего изобретения полученный способом Фишера-Тропша парафиновый воск, содержащий парафины, имеющие по меньшей мере 80% масс. парафинов с числом атомов углерода от 18 до 20 в расчете на общее количество полученных способом Фишера-Тропша парафинов, имеющих от 9 до 24 атомов углерода, предпочтительно от 16 до 22 атомов углерода, имеет температуру плавления в диапазоне от 26 до 28°С. Кроме того, полученный способом Фишера-Тропша парафиновый воск, содержащий парафины, имеющие по меньшей мере 80% масс. парафинов с числом атомов углерода от 18 до 20 в расчете на общее количество полученных способом Фишера-Тропша парафинов, имеющих от 9 до 24 атомов углерода, предпочтительно от 16 до 22 атомов углерода, характеризуется скрытой теплотой в диапазоне от 180 до 210 Дж/г.

Специалистам в данной области техники известно, что температура и давление, при которых проводят процесс Фишера-Тропша, влияют на степень превращения синтез-газа в углеводороды и оказывают воздействие на степень разветвления парафинов (таким образом, на количество изопарафинов). Как правило, способ получения воска синтезом Фишера-Тропша можно осуществлять при давлении выше 25 бар абс. Предпочтительно, процесс Фишера-Тропша осуществляют при давлении выше 35 бар абс., более предпочтительно выше 45 бар абс. и наиболее предпочтительно выше 55 бар абс. На практике верхний предел для процесса Фишера-Тропша составляет 200 бар абс., предпочтительно процесс осуществляют при давлении ниже 120 бар абс., более предпочтительно ниже 100 бар абс.

Процесс Фишера-Тропша, подходящим образом, представляет собой низкотемпературный процесс, осуществляемый при температуре от 170 до 290°С, предпочтительно при температуре от 180 до 270°С, более предпочтительно от 200 до 250°С.

Количество изопарафинов, подходящим образом, составляет менее 20% масс. в расчете на общее количество парафинов, имеющих от 9 до 24 атомов углерода, предпочтительно менее 10% масс., более предпочтительно менее 7% масс. и наиболее предпочтительно менее 4% масс.

Подходящим образом, полученный способом Фишера-Тропша парафиновый воск согласно настоящему изобретению содержит более 90% масс. н-парафинов, предпочтительно более 95% масс. н-парафинов. Дополнительно, парафиновый воск может содержать изопарафины, циклоалканы и алкилбензол.

Процесс Фишера-Тропша для получения полученного синтезом Фишера-Тропша воска согласно настоящему изобретению может представлять собой суспензионный процесс Фишера-Тропша, процесс в кипящем слое и с циркуляцией по реакционному объему или процесс Фишера-Тропша с неподвижным слоем катализатора, главным образом, с неподвижным слоем катализатора в многотрубчатом реакторе. Поток продуктов процесса Фишера-Тропша обычно разделяют на водный поток, газообразный поток, содержащий не превращенный синтез-газ, диоксид углерода, инертные газы и соединения С₁-С₃, а также поток С₄₊.

Совокупный углеводородный продукт процесса Фишера-Тропша, подходящим образом, содержит фракцию С₁-С₂₀₀, предпочтительно фракцию С₃-С₂₀₀, более предпочтительно фракцию С₄-С₁₅₀.

Подходящим образом, синтезированный способом Фишера-Тропша парафиновый воск согласно настоящему изобретению получают из углеводородного продукта процесса Фишера-Тропша дистилляцией. Можно использовать промышленно доступное оборудование. Дистилляцию можно выполнять при атмосферном давлении, но также можно использовать и пониженное давление.

Предпочтительно, поток углеводородного продукта процесса Фишера-Тропша, содержащий фракцию С₃-С₂₀₀, предпочтительно фракцию С₄-С₁₅₀, гидрируют перед дистилляцией с целью удаления оксигенатов и олефинов. Кроме того, такой поток гидрированного продукта является более стабильным и менее коррозионным, что облегчает транспортировку и/или хранение.

Стадию гидрирования, подходящим образом, осуществляют при температуре от 150 до 325°С, предпочтительно от 200 до 275°С, давлении от 5 до 120 бар, предпочтительно от 20 до 70 бар.

Более легкие фракции продукта процесса Фишера-Тропша, которые, подходящим образом, содержат фракцию С₃-C₈, предпочтительно фракцию С₄-С₇, выделяют из продукта синтеза Фишера-Тропша дистилляцией, получая таким образом первый продукт синтеза Фишера-Тропша, который, подходящим образом, содержит фракцию С₉-С₂₀₀.

Далее получают второй продукт синтеза Фишера-Тропша, который, подходящим образом, содержит фракцию С₉-С₂₄, в результате выделения из первого продукта Фишера-Тропша дистилляцией тяжелой фракции, которая, подходящим образом, содержит фракцию С₂₅-С₂₀₀, предпочтительно фракцию С₂₅-С₁₅₀. Подходящим образом, дистилляцию осуществляют при давлении в диапазоне от 50 до 70 мбар абс. и температуре от 125 до 145°С в верхней секции колонны.

После этого легкую фракцию, которая, подходящим образом, содержит фракцию С₉-C₁₃, выделяют из второго продукта синтеза Фишера-Тропша дистилляцией, получая таким образом третий продукт Фишера-Тропша, который, подходящим образом, содержит фракцию С₁₄-С₂₄. Предпочтительно, дистилляцию осуществляют при давлении от 500 до 700 мбар абс. и температуре от 230 до 250°С в нижней отпарной секции колонны.

Затем полученный способом Фишера-Тропша парафиновый воск согласно настоящему изобретению выделяют из третьего продукта синтеза Фишера-Тропша. Подходящим образом, дистилляцию выполняют соответствующим образом в ректификационной секции колонны при давлении в диапазоне от 200 до 250 мбар абс. и давлении от 450 до 500 мбар абс. в отпарной секции колонны. Кроме того, дистилляцию предпочтительно осуществляют при температуре от 200 до 250°С в ректификационной секции колонны.

Предпочтительно, для получения синтезированного способом Фишера-Тропша парафинового воска, содержащего парафины, имеющие от 14 до 20 атомов углерода, предпочтительно от 16 до 18 атомов углерода, из третьего продукта синтеза Фишера-Тропша температура в дистилляционной колонне составляет от 220 до 230°С.

Предпочтительно, для получения синтезированного способом Фишера-Тропша парафинистого воска, содержащего парафины, имеющие от 16 до 22 атомов углерода, предпочтительно от 18 до 20 атомов углерода, из третьего продукта синтеза Фишера-Тропша температура в колонне составляет от 225 до 240°С.

В другом варианте осуществления способ согласно настоящему изобретению включает в себя гидрирование более узких фракций, полученных дистилляцией совокупного углеводородного продукта. Гидрирование после дистилляции приводит к исключению необходимости гидрирования большого количества продукта синтеза Фишера-Тропша. Например, второй продукт синтеза Фишера-Тропша, который, подходящим образом, содержит фракцию С₉-С₂₄, гидрируют в виде одной или нескольких отдельных фракций перед дистилляцией с получением синтезированного способом Фишера-Тропша парафинового воска, содержащего парафины, имеющие от 14 до 24 атомов углерода, предпочтительно от 14 до 20 атомов углерода, более предпочтительно от 16 до 18 атомов углерода, или с получением синтезированного способом Фишера-Тропша парафинового воска, содержащего парафины, имеющие от 16 до 22 атомов углерода, предпочтительно от 18 до 20 атомов углерода.

Дополнительный аспект настоящего изобретения относится к материалу для хранения тепловой энергии, содержащему полученный способом Фишера-Тропша парафиновый воск согласно настоящему изобретению. Как правило, материал для хранения тепловой энергии можно использовать во многих областях, например в качестве теплоизоляции линий и труб, несущих текучие среды, в строительных материалах и тканях для одежды. Кроме того, материал для хранения тепловой энергии может быть на основе материалов с изменяемым фазовым состоянием (РСМ).

Материалы РСМ представляют собой соединения с большой скрытой теплотой, которые плавятся и затвердевают в определенных температурных диапазонах и, таким образом, способны хранить и выделять большие количества энергии (тепла). Переход из твердой в жидкую фазу (процесс плавления) является эндотермическим процессом, который приводит в результате к поглощению энергии. Материал начинает плавиться по достижении температуры изменения фазового состояния. В течение указанного процесса плавления температура остается почти постоянной до завершения плавления. Тепло, накопленное в ходе плавления, представляет собой скрытую теплоту. Равным образом, при протекании процесса изменения фазового состояния в противоположном направлении (от жидкой к твердой фазе), накопленная скрытая теплота выделяется снова почти при постоянной температуре. Кроме того, для сокращения до минимума физического размера устройства для хранения тепла скрытая теплота должна быть как можно больше, а разность плотностей между твердым телом и жидкостью должна быть как можно меньше.

Преимущество использования парафинового воска в качестве РСМ в материале для хранения тепловой энергии заключается в том, что материал для хранения тепловой энергии обладает неожиданно высокой скрытой теплотой. Это может приводить к существенному уменьшению количества материалов, требуемых для хранения тепловой энергии.

Подходящим образом, количество парафинового воска согласно настоящему изобретению в качестве РСМ в материале для хранения тепловой энергии составляет, предпочтительно, по большей мере 100% масс. и, предпочтительно, по меньшей мере 90% масс., более предпочтительно по меньшей мере 95% масс. и наиболее предпочтительно по меньшей мере 98% масс. в расчете на общее количество материала для хранения тепла. Кроме того, материал для хранения тепла - в дополнение к полученному способом Фишера-Тропша парафиновому воску в качестве РСМ - подходящим образом может содержать добавки, такие как зародышеобразователи, антиоксидант или противобактериальные реагенты, ингибиторы коррозии или нерастворимый наполнитель, предназначенный для повышения его стабильности, или растворитель, предназначенный для регулирования его вязкости, и т.д.

Подходящим образом, настоящее изобретение относится к применению парафинового воска согласно настоящему изобретению в качестве материала с изменяемым фазовым состоянием в случаях применения для хранения тепловой энергии.

Специалист в данной области техники без труда понимает, что материал для хранения тепловой энергии характеризуется аналогичной кинематической вязкостью, плотностью, удельной теплоемкостью, скрытой теплотой и температурой плавления, что и парафиновый воск согласно настоящему изобретению, при условии, что количество парафинового воска, используемого в качестве РСМ в материале для хранения тепловой энергии составляет, по большей мере 100% масс., а по меньшей мере 90% масс., предпочтительно по меньшей мере 95% масс. и наиболее предпочтительно по меньшей мере 98% масс. в расчете на общее количество материала для хранения тепловой энергии.

Настоящее изобретение описано ниже со ссылкой на следующие примеры, которые не предназначены для ограничения объема настоящего изобретения никоим образом.

Примеры

Приготовление синтезированных способом Фишера-Тропша парафиновых восков

Два синтезированных способом Фишера-Тропша парафиновых воска (парафиновый воск 1 и парафиновый воск 2) получали с использованием способа Фишера-Тропша. С этой целью продукт синтеза Фишера-Тропша, полученный в примере VII с использованием катализатора примера III документа WO-A-9934917, гидрировали при температуре от 200 до 275°С и давлении от 20 до 70 бар. Полученный продукт синтеза Фишера-Тропша содержал фракцию С₄-С₁₅₀. По окончании гидрирования более легкие фракции продукта синтеза Фишера-Тропша, которые содержали фракцию С₄-С₇, выделяли из продукта синтеза Фишера-Тропша дистилляцией, получая таким образом первый продукт синтеза Фишера-Тропша.

Далее из первого продукта синтеза Фишера-Тропша получали второй продукт синтеза Фишера-Тропша посредством выделения тяжелой фракции, которая содержала фракцию С₂₅-С₁₅₀, дистилляцией при давлении в диапазоне от 50 до 70 мбар абс. и температуре 140°С в верхней секции колонны.

После этого из второго продукта синтеза Фишера-Тропша выделяли легкую фракцию, которая содержала фракцию С₉-С₁₃, дистилляцией при давлении от 500 до 700 мбар абс. и температуре 230°С, получая таким образом третий продукт синтеза Фишера-Тропша, который содержит фракцию С₁₄-С₂₄.

Парафиновый воск 1 выделяли из третьего продукта синтеза Фишера-Тропша при температуре 221,4°С и давлении в диапазоне от 200 до 250 мбар абс. в приемной секции дистилляционной колонны и давлении в диапазоне от 450 до 500 мбар абс. в отпарной секции колонны. Свойства полученного парафинового воска 1 приведены в таблице 1.

Парафиновый воск 2 выделяли из третьего продукта синтеза Фишера-Тропша при температуре 227,9°С и давлении в диапазоне от 200 до 250 мбар абс. в приемной секции дистилляционной колонны и давлении в диапазоне от 450 до 500 мбар абс. в отпарной секции колонны. Свойства полученного парафинового воска 2 приведены в таблице 1.

Определение скрытой теплоты

Приготовление образца для измерений скрытой теплоты методом ДСК

Парафиновые воски 1 и 2 подготавливали для измерений скрытой теплоты методом ДСК, включая следующие стадии:

a) образец парафинового воска выдерживали в печи или горячей водяной бане до полного расплавления образца;

b) пустую кювету помещали на весы, тарировали на ноль;

c) с помощью пипетки Пастера отбирали гомогенизированный расплавленный образец в кювету для образца и регистрировали массу с точностью до 0,01 мг;

d) на кювету для образца помещали крышку с целью закрывания кюветы для образца;

e) перед проведением анализа регистрировали общую массу кюветы для образца, крышки и образца.

При определении скрытой теплоты методом ДСК следовали стандарту ASTM Е793. Скрытую теплоту парафинового воска 1 (пример 1) и парафинового воска 2 (пример 2) измеряли с помощью прибора Mettler Toledo DSC, снабженного чиллером с внутренним охладителем Julabo FT 100, при скоростях нагревания и охлаждения, равных 10°С/мин.

Температуры плавления парафиновых восков определяли по стандарту ASTM Е794.

Скрытая теплота и температуры плавления парафинового воска 1 (пример 1) и 2 (пример 2) приведены в таблице 2.

С целью демонстрирования повышенной скрытой теплоты полученных способом Фишера-Тропша парафиновых восков согласно настоящему изобретению в качестве сравнительных примеров были приведены следующие промышленно доступные материалы с изменяемым фазовым состоянием:

- Rubitherm® 20 (RT20; получаемый от фирмы DuPont, Мерен, Швейцария; сравнительный пример А);

- Rubitherm® 27 (RT27; получаемый от фирмы DuPont, Мерен, Швейцария; сравнительный пример В);

- Astorphase® 20 В (АР20 В; получаемый от фирмы International Waxes Inc., Пенсильвания, США; сравнительный пример С);

- Astorphase® 25 (АР25; получаемый от фирмы International Waxes Inc., Пенсильвания, США; сравнительный пример D).

Обсуждение

Результаты таблицы 2 показывают, что в случае синтезированного способом Фишера-Тропша парафинового воска 1 (пример 1) была получена более высокая скрытая теплота по сравнению с материалами RT20 (сравнительный пример А) и АР20 В (сравнительный пример С), оба из которых имеют температуры плавления, аналогичные температуре плавления парафинового воска 1.

Подобные результаты были достигнуты в случае синтезированного способом Фишера-Тропша парафинового воска 2 (пример 2), для которого была получена более высокая скрытая теплота по сравнению со значениями скрытой теплоты материалов RT27 (сравнительный пример В) и АР25 (сравнительный пример D).

Данные наблюдения указывают на то, что для достижения одинаковой скрытой теплоты требуется меньшее количество парафинового воска 1 и парафинового воска 2 в составе материалов для хранения тепловой энергии по сравнению с количеством материалов RT20, RT27, АР20 В и АР25.

Изобретение относится к парафиновому воску, полученному способом Фишера-Тропша. Полученный способом Фишера-Тропша парафиновый воск содержит парафины, имеющие от 9 до 24 атомов углерода, имеет температуру плавления в диапазоне от 15 до 32°С, количество полученных способом Фишера-Тропша парафинов, имеющих от 16 до 18 атомов углерода, составляет в нем по меньшей мере 85% масс. в расчете на общее количество полученных способом Фишера-Тропша парафинов, имеющих от 14 до 20 атомов углерода, или количество полученных способом Фишера-Тропша парафинов, имеющих от 18 до 20 атомов углерода, составляет в нем по меньшей мере 80% масс. в расчете на общее количество полученных способом Фишера-Тропша парафинов, имеющих от 16 до 22 атомов углерода. Заявлен также материал для хранения тепловой энергии и применение парафинового воска в качестве материала с изменяемым фазовым состоянием в вариантах для хранения тепловой энергии. Технический результат – полученные парафиновые воски имеют более высокую скрытую теплоту, в составе материалов для хранения тепловой энергии используется меньшее количество парафинового воска по изобретению. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 2 табл., 6 пр.

1. Полученный способом Фишера-Тропша парафиновый воск, содержащий парафины, имеющие от 9 до 24 атомов углерода, который имеет температуру плавления в диапазоне от 15 до 32°С, в котором количество полученных способом Фишера-Тропша парафинов, имеющих от 16 до 18 атомов углерода, составляет по меньшей мере 85% масс. в расчете на общее количество полученных способом Фишера-Тропша парафинов, имеющих от 14 до 20 атомов углерода, или в котором количество полученных способом Фишера-Тропша парафинов, имеющих от 18 до 20 атомов углерода, составляет по меньшей мере 80% масс. в расчете на общее количество полученных способом Фишера-Тропша парафинов, имеющих от 16 до 22 атомов углерода.

2. Парафиновый воск по п. 1, который имеет кинематическую вязкость при 40°С выше 3,0 сСт, предпочтительно выше 4,0 сСт, более предпочтительно выше 4,5 сСт.

3. Парафиновый воск по п. 1, который имеет кинематическую вязкость при 100°С выше 0,5 сСт, предпочтительно выше 1,0 сСт, более предпочтительно выше 1,5 сСт.

4. Парафиновый воск по п. 1, который имеет плотность при 40°С, составляющую от 0,60 до 0,85 кг/м³, предпочтительно от 0,70 до 0,80 кг/м³, более предпочтительно от 0,75 до 0,77 кг/м³.

5. Парафиновый воск по п. 1, который имеет плотность при 15°С, составляющую от 0,65 до 0,90 кг/м³, предпочтительно от 0,70 до 0,85 кг/м³, более предпочтительно от 0,75 до 0,80 кг/м³ и наиболее предпочтительно от 0,77 до 0,80 кг/м³.

6. Парафиновый воск по п. 1, который имеет удельную теплоемкость в диапазоне от 2,15 до 2,35 Дж/г°С, предпочтительно в диапазоне от 2,18 до 2,30 Дж/г°С.

7. Парафиновый воск по п. 1, который характеризуется скрытой теплотой от 150 до 220 Дж/г, предпочтительно от 160 до 210 Дж/г, более предпочтительно от 180 до 210 Дж/г.

8. Парафиновый воск по п. 1, в котором количество полученных способом Фишера-Тропша парафинов, имеющих от 16 до 18 атомов углерода, составляет по меньшей мере 90% масс., более предпочтительно по меньшей мере 95% масс. в расчете на общее количество полученных способом Фишера-Тропша парафинов, имеющих от 14 до 20 атомов углерода.

9. Парафиновый воск по п. 8, который имеет температуру плавления в диапазоне от 20 до 24°С, предпочтительно от 21 до 23°С.

10. Парафиновый воск по п. 1, в котором количество полученных способом Фишера-Тропша парафинов, имеющих от 18 до 20 атомов углерода, составляет по меньшей мере 85% масс., более предпочтительно по меньшей мере 90% масс. и наиболее предпочтительно по меньшей мере 95% масс. в расчете на общее количество полученных способом Фишера-Тропша парафинов, имеющих от 16 до 22 атомов углерода.

11. Парафиновый воск по п. 10, который имеет температуру плавления в диапазоне от 25 до 30°С, предпочтительно от 26 до 28°С.

12. Материал для хранения тепловой энергии, содержащий парафиновый воск по любому из пп. 1-11.

13. Материал по п. 12, который содержит по меньшей мере 90% масс., предпочтительно по меньшей мере 95% масс., более предпочтительно по меньшей мере 98% масс. парафинового воска по любому из пп. 1-11.

14. Применение парафинового воска по любому из пп. 1-11 в качестве материала с изменяемым фазовым состоянием в вариантах использования для хранения тепловой энергии.