Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2013 » Сентябрь » 11 » Канифольно-скипидарное производство
22:02
Канифольно-скипидарное производство

Канифольно-скипидарное производство является одним из старейших методов глубокой химической переработки древесины. Это название сохранилось с тех времен, когда два упомянутых в нем продукта были основной продукцией химической переработки лигнина. На сегодняшний день правильнее было бы разделить эту отрасль на экстракционную переработку древесины и переработку "сульфатного мыла”. Пока мы познакомимся с общими принципами данной области промышленности.

В классической форме, канифольно-скипидарное производство подразделяют на: канифольно-терпеновое производство не основе живицы, канифольно-экстракционное производство, переработка сульфатного мыла и парогазовых сдувок, получение природных дубителей из экстрактов коры.

Живичное производство основано на переработке сосновой живицы (смолы), получаемой непосредственно из засечек на поверхности коры деревьев. Эта методика древнее Киевской Руси. Способ подразумевает три стадии: подготовку деревьев, нанесение подсечек и сбор живицы.

Подготовка деревьев заключается в очистке стволов сосен от старых (жестких) слоев коры, это производят осенью или в начале зимы. При нанесении подсечек (глубиной 5-8 мм) на дерево устанавливают емкость для сбора смолы. Стекающую в емкость смолу периодически собирают вручную. Эта методика имела промышленное значение до 50 – 60-х годов прошлого века. Сегодня она считается устаревшей, так как требует много ручного труда. Хотя, такой метод сбора смолы наиболее экологичен и позволяет получать продукт высокой чистоты, что немаловажно для производства лекарств и косметики.

Более выгодным и современным методом выделения терпеновых веществ из древесины является экстракция органическими растворителями. Сырьем для экстракции является так называемый, осмол. Осмолом называют те части дерева, которые содержат наибольшее количество смолистых веществ. Обычно, это комлевая часть ствола и крупные корни. Также, для процесса экстракции используют валежины и отходы механической переработки древесины. Последние наиболее перспективны в использовании, так как, отличаются высокой чистотой, фракционным составом, мелким помолом и являются достаточно дешевыми отходами распиловки древесины.

Среднее содержание смол в комлевой части ствола сосны колеблется в пределах 14 – 19%, что обеспечивает экономическую рентабельность производства при большинстве технологических схем. Наиболее современной и безотходной является циклическая экстракция в непрерывно действующем реакторе вытеснения. При этом, происходит оборот растворителя. В качестве растворителя обычно применяют этилацетат или диэтиловый эфир. Основным недостатком данной схемы является ее громоздкость и высокая стоимость, поэтому, реализация такого производства целесообразна только при высокой производительности и больших масштабах производства.

Из 10-20 сосновых пней получается около 1 м3 осмола, дающего полтора центнера терпенового экстракта. С 1 гектара вырубки хвойного леса добывается 4-5 м3 осмола.

Одним из основных отходов производства сульфатной целлюлозы (для целлюлозно-бумажной промышленности и др. нужд) является сульфатное мыло. Сульфатное мыло – это сложная смесь натриевых солей смоляных (терпеновых) и жирных (алифатических) кислот, содержащая так же ряд комплексных соединений и ограниченно растворимых в воде сложных эфиров. Получают сульфатное мыло из сырцового (необработанного) щелока, путем его упаривания и отстаивания. Так как, компоненты сульфатного мыла представлены в щелоке, как молекулярным водным раствором, так и мицелярными системами с гидрофобным ядром, так и мелкими взвесями, стабилизированными продуктами варки, обладающими свойствами ПАВ. Таким образом, эта система не обладает высокой фазовой устойчивостью. Для коагуляции коллоидов и ускорения осаждения взвесей, смешивая исходный щелок с упаренным до достижения плотности 1,10 – 1,12 гр./см3. Это приводит к выпадению в осадок до 30-40% всего сульфатного мыла. После упаривания до плотности 1,16 – 1,18 гр./см3, выпадает еще около 25% от всего щелока. Упаренный щелок используют для коагуляции последующих партий.

Отстаивание мыла производится в емкостях из нержавеющей стали при 80оС. Щелак вводится в середине высоты отстойника. Мыло всплывает на поверхность водной фазы, откуда оно отводится через боковой люк. Наиболее быстро из щелака выделяются алифатические кислоты (до 75% от содержания), затем терпеновые и ароматические кислоты (до 60%). Низкомолекулярные продукты глубокой деструкции и окисления, отличающиеся высокой полярностью, остаются в щелоке.

Выход сульфатного мыла составляет около 100 кг. на 1 тонну сульфатной целлюлозы. Мыло содержит не более 8% щелочи и около 30% воды. Наибольшее количество сульфатного мыла получается из древесины сосны, меньшее количество из кедровой и лиственничной древесины, совсем мало из еловой и пихтовой древесины. В древесине лиственных пород преобладают соли жирных кислот и экстракционные вещества в виде коллоида.

Из сульфатного мыла получают талловое мыло путем обработки серной кислотой. При этом, расход кислоты составляет около 250 кг на 1 тонну таллового мыла. Последнее представляет собой смесь органических кислот и нерастворимых в воде органических веществ. Дальнейшая переработка таллового мыла заключается в ректификации при низком давлении (5-20 мм ртутного столба). Процесс проводят в 3-4 колоннах, при этом получают: талловую канифоль (около 30%), жирные кислоты (ок. 28%), легкие масла и эфиры (ок. 20%), талловый пек (16-20%). Талловый пек содержит ценные вещества – фитостерины, используемые в медицине.

При сульфитной варке целлюлозы происходит отгонка с водяным паром большей части скипидарной фракции терпенов. Эти отгоны называют сдувками. При отстаивании сдувок, они расслаиваются на две фазы. Для выделения и очистки скипидара используют ректификацию и перегонку. Очищенный сульфатный скипидар близок по качеству к живичному.

На сегодняшний день, когда древесина все больше теряет значения в качестве строительного материала, при этом оставаясь очень перспективным сырьем химической промышленности. Наиболее оптимальной методикой получения терпеновых и других органических фракций из древесины, является экстракция с последующей сульфитной варкой. Для этого, сырье в виде мелких опилок загружают вместе с органическим растворителем в смеситель, затем эта масса проходит трубный реактор с обогревом и разделяется на барабанном фильтре. Жидкая фаза уходит на ректификацию. Твердая фаза сушится горячим инертным газом и поступает на сульфитную варку или подготовку к гидролизу.

Дистиллят от первой стадии ректификации разделяется на растворитель, который используется вторично, и скипидар, который является конечным продуктом. И растворитель, и инертный газ желательно использовать многократно. Для этого необходима высокая герметичность всех аппаратов, четкая работа автоматики, исправные очистные сооружения и высокое качество оборудования. Для малотоннажного производства наиболее рентабельно использование аппаратов Сокслетта.

Категория: Древесина и деревопереработка | Просмотров: 2771 | Добавил: Chemadm | Теги: лесохимический комплекс, терпеновое производство, сульфатное мыло, экстракция древесины | Рейтинг: 4.7/31
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]