Технология получения экстракционной канифоли, скипидара, флотомасла

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 2.4 Ректификация  скипидара-сырца. 

 

 

Получение товарного скипидара  из скипидара-сырца осуществляется на непрерывно действующей двухколонной ректификационной установке, показанной на рисунке 3.

 

 

     

Рисунок 3. Схема процесса ректификации экстракционного скипидара-сырца.

 

На  первую ректификационную колонну, имеющую 24 тарелки, подается скипидар-сырец, содержащий 30—40 % бензина плотностью 790—810 кг/м³. Колонна работает при атмосферном давлении и флегмовом числе 1—2. Температура в нижней части колонны поддерживается в пределах 168—172 °С. В процессе работы необходимо стремиться к тому, чтобы содержание бензина в продукте, отбираемом снизу колонны, было минимальным и во всех случаях не превышало 0,5—0,7%.  

С этой целью часто приходится идти на снижение чистоты отбираемой бензиновой фракции, сопровождающееся увеличением ее плотности. При этом содержание терпеновых углеводородов может достигать 10 %, что допускается по условиям технологии, так как количество бензина, отгоняемого при ректификации скипидара-сырца, невелико в сравнении с общим количеством оборотного растворителя.  

Скипидар-сырец  содержит терпингидрат, растворимость которого в терпеновых и алифатических углеводородах невелика. Чтобы избежать зарастания ротаметров кристаллами терпингидрата, необходимо подогревать скипидар-сырец, а ротаметры располагать между подогревателем и колонной.   

На  второй ректификационной колонне, работающей при остаточном давлении 13 кПа, выделяется товарный скипидар. Из нижней части  колонны отбирается флотомасло-сырец. Ректификационная колонна имеет 28 тарелок и работает с флегмовым числом 2—4. Товарный скипидар высшего сорта имеет плотность 855—864 кг/м³, коэффициент рефракции 1,465—1,472. Если флотомасло-сырец в дальнейшем перерабатывается путем его простой перегонки, то необходимо стремиться к возможно более полному исчерпанию терпеновых углеводородов, так как иначе они перейдут в товарное флотомасло и ухудшат его качество.  

При переработке флотомасла на ректификационных установках можно улучшить качество товарного скипидара, оставляя часть терпеновых углеводородов в кубовом продукте. В этом случае флотомасло-сырец может содержать до 15 % высококипящих терпеновых углеводородов, кроме того, оно содержит сесквитерпены, терпеновые спирты, терпингидрат и полимеры.  

Разделение  скипидара на индивидуальные терпены  из-за многокомпонентного состава продукта осуществляют методом периодической  ректификации на колоннах, имеющих  около 60 тарелок. Выделение а-пинена с чистотой 90—95 % достигается при однократной ректификации. Для получения Д³-карена с аналогичной чистотой необходима двукратная ректификация. Это связано как с малым содержанием Д³-карена в экстракционном скипидаре (около 30%), так и близкими температурами кипения соседних углеводородов (р-пинен 167 °С, Д3-карен 170 °С, а-терпинен 174 °С).  

При переработке флотомасла-сырца не требуется такая высокая чистота продуктов, как при получении индивидуальных терпеновых углеводородов. Поэтому при ректификации флотомасла-сырца используют периодически действующие ректификационные колонны, имеющие около 15 тарелок колпачкового типа.  

В процессе вакуумной ректификации отбирают следующие фракции: скипидар обеспиненный, промежуточную фракцию, спирты терпеновые, терпингидратную фракцию и сесквитерпеновые углеводороды. Первые две фракции отбирают при остаточном давлении 13 кПа, остальные при 1,3 кПа. В виде кубового остатка получаются полимеры.  

Фракция обеспиненного скипидара направляется в товарный скипидар, а промежуточную фракцию направляют во флотомасло-сырец на повторную переработку.  

Терпингидратную фракцию по мере накопления загружают в куб, добавляют 2—3 % фосфорной кислоты и проводят перегонку под разрежением. При этом терпингидрат дегидратируется частично до спиртов, частично до моноциклических терпеновых углеводородов. Дистиллят, содержащий до 50 % терпеновых спиртов, направляют во флотомасло-сырец.  

В канифольно-экстракционном производстве при современных методах переработки сырья из 1 т соснового осмола, содержащего 14% канифоли (при 20 %-ной влажности), можно получить 90—95 кг неосветленной канифоли, 25—30 кг скипидара, 5—б кг флотомасла. Расход сырья и энергоресурсов в расчете на 1 канифольную единицу составляет: осмола (20 %-ной влажности) 7,5—8 т, бензина 160—180 кг, пара 70—75 ГДж, электроэнергии 400—420 кВт-ч.  

За  канифольную единицу принимается 1 т живичной канифоли I сорта. Количество всех других видов и сортов канифольно-скипидарной продукции приводится к этой единице умножением на соответствующие коэффициенты, установленные с учетом их стоимости.  

В расчете на 1 т канифоли затраты  на переработку осмола в 2,5 раза выше, чем на переработку живицы. Однако стоимость смолистых веществ, поступающих на заводы в осмоле, в 2—2,5 раза ниже, чем в живице, трудоемкость добычи которой очень высока. Поэтому общие затраты на производство 1 т экстракционной канифоли в 1,2—1,5 раза ниже, чем живичной.  

Для повышения экономической эффективности  производства целесообразно перерабатывать проэкстрагированную щепу на активные угли, древесные плиты, использовать как добавку к основному сырью в гидролизном производстве и др. 

 

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Качество продукции. 

 

 

 

   Качество канифоли регламентировано ГОСТ 19113-84. Одним из главных показателей  является цветность, определяемая путем  визуального сравнения с эталонами специально отлитых кубиков канифоли. Выпускают канифоль трех сортов, нормы показателей приведены в таблице.

 

Показатель		Сорт
	высший	1-й	2-й
1. Внешний вид	Прозрачная, стекловидная или с наличием пузырьков  масса
2. Цвет по шкале цветности	Х,\У\У, Ж}	Х,^,Ж},К	М,КД,Н,0
3. Массовая доля воды, %, не более	0,2	0,2	0,2
4. Массовая доля золы , %, не более	0,03	0,04	0,04
5. Массовая доля механических
примесей, %, не более	0,03	0,04	0,04
6. Температура размягчения, "С, не	69	68	66
ниже
7. Кислотное число, мг КОН на 1 г	169	168	166
продукта, не менее
8. Массовая доля неомыляемых	6,0	6,5	7,5
веществ, %, не более
9. Склонность к кристаллизации	Отсутствие  медового пористого осадка

Таблица 1. Показатели качества канифоли.

Экстракционная канифоль по цвету  соответствует маркам F, Е и D. Она имеет по сравнению с живичной канифолью пониженную температуру размягчения (не ниже 48—54 °С).

 

Качество скипидара живичного  регламентировано ГОСТ 1571-82Е. Нормы  показателей приведены в таблице 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2. Показатели качества живичного скипидара.

 

		Сорт
Показатель	Высший	1-й	2-й
1. Внешний вид и запах	Прозрачная летучая жидкость с характерным запахом без осадка и воды
2. Плотность р при 20 °С, г/см3	0,855...0,86!
20 3. Показатель преломления Г| 0	1,465 ...	1,472	1,465...1,475
4. Интенсивность окраски	Не интенсивнее окраски равного по высоте объема раствора сравнения № 1 | № 2
5. Объемная доля отгона при давлении 101325 Па (760 мм рт. ст.), %, в пределах температур:
до 155°С	Отсутствие
до 170 °С, не менее	92	90	80
6. Массовая доля суммы а- и р-пинена,	60	55	50
%, не менее
7. Кислотное число, мг КОН на 1 г про	0,5	0,5	1,0
дукта, не более
8. Массовая доля нелетучего остатка, %,	0,5	0,5	0,9
не более

 

 

Экстракционный скипидар высшего сорта имеет плотность 0,855—0,864 г/см², коэффициент рефракции 1,465—1,472, начальную температуру кипения не ниже 155 °С. Объем отгона до 170 °С должен быть не менее 90 % (для скипидара I и II сорта 80 и 75 % соответственно).

Сосновое флотомасло может выпускаться трех сортов с содержанием спиртов не менее 75, 65 и 50%, температура начала кипения для всех сортов не ниже 170 °С. Полимеры имеют плотность 0,940— 1,020 г/см³, кислотное число не менее 60 и вязкость при 50 °С не более 50 °Е (0,36 Па/с).  

 

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.Применение. 

 

 

 

   Канифоль  и скипидар применяются во многих отраслях народного хозяйства. Области  применения их непрерывно расширяются. Как канифоль, так и скипидар используются в натуральном виде, а также  и в виде многочисленных производных  и служат исходным сырьем для многих химических синтезов. Основными потребителями  канифоли являются бумажная, жировая, электротехническая, лакокрасочная, пластмассовая, резиновая, пищевая и другие отрасли  промышленности.    

В бумажной промышленности канифоль применяют  для изготовления канифольного клея, которым проклеивают бумагу. Непроклеенная  бумага пропускает чернила и плохо  принимает типографскую краску. В  среднем канифоль составляет от 1,3 до 1,6% веса в писчих и печатных бумагах.    

В жировой промышленности канифоль применяется  в мыловарении. При варке с  каустической содой, канифоль дает соли, которые называют канифольным мылом. Оно обладает большой моющей способностью, хорошо растворяется в воде, мылится и пенится. Входя в состав жировых мыл, оно улучшает их качество. Туалетные мыла содержат 10—15%, а хозяйственные — до 50% канифоли от их жировой основы.   

В электротехнической промышленности канифоль используется в качестве диэлектрика  при изготовлении изоляционных материалов, а также в виде лака для покрытия частей машин н пропитки обмоток. Канифоль является основным компонентом  в компаундах для заливки кабельных  муфт, трансформаторов и др. В  электротехнической промышленности важны  электроизоляционные свойства канифоли. У живичной канифоли эти свойства выше, чем у экстракционной. Окисленная смола, получаемая из еловой серки, отличается высокими электроизоляционными свойствами п используется для пропитки обмоток и в масляных трансформаторах. Она применяется также в производстве граммофонных пластинок и в строительном деле как добавка к бетонам, чтобы придать им текучесть при заливке форм и гидроустойчивость. Канифольно-терпентинная промышленность осваивает выпуск специальной кабельной канифоли для электротехнической промышленности (полимеризованная канифоль, канифоль после термической обработки).    

В лакокрасочной промышленности из канифоли изготовляют лаки. Канифоль хорошо растворяется в лаковых растворителях  и является основой лаков. Для  улучшения лакотехнических свойств часто применяют эфиры канифоли, например глицериновый, который называется эфиром гарпиуса. Соли (резинаты), полученные при взаимодействии смоляных кислот с такими металлами, как Са, Zn, Мп, применяются в качестве сиккативов.   

В резиновой промышленности канифоль идет на изготовление галошного лака, линолеума, а также вводится как пластификатор и смягчитель в технические резиновые изделия, чтобы придать им эластичность и морозоустойчивость (покрышки колес автомашин).   

В производстве искусственных смол канифоль применяют для изготовления альбертолей. Кроме того, канифоль используют еще во многих отраслях промышленности:   

в пищевой — для изготовления бутылочных смолок, эмалировки пивных бочек и др.;   

в металлургической—при лужении и пайке; размельченной канифолью посыпают ремни, шкивы, чтобы уменьшить скольжение;    

в полиграфической — для изготовления типографских красок н чернил, а  также для выработки художественных красок, цветных карандашей и т. д.;   

в фармацевтической—при изготовлении хирургических пластырей и специальных мыл;   

в текстильной—для изготовления протрав;   

в строительной—для изготовления искусственной олифы н клея;   

в машиностроительной — для точного литья из цветных металлов.   

Канифоль  применяют также в производстве креолина, консистентных и эмульсионных смазок, мастики для натирки паркетных  полов, сургучей, липких лент для мух  и т. д. Специальные сорта так  называемой скрипичной канифоли используются музыкантами для натирки смычков.   

Метиловый и этиловый эфиры смоляных кислот с успехом используются в качестве пластификаторов. Винилрезинат и аллилрезинат, обладая способностью сополимеризоваться со стиролом, используются в производстве пластических масс.   

Нитрилы смоляных кислот являются хорошими пластификаторами для синтетического каучука и  ванилевых смол.   

Амины смоляных кислот применяются в качестве эмульгаторов для восков и асфальтоподобных продуктов, во флотационных процессах, при изготовлении антикоррозийных составов, инсектицидов, фунгицидов, керамических красок, в регенерации каучука и др.   

Спирты (абиетиловый, гидроабиетиловый и др.) применяются в качестве пластификаторов, вспенивателей и моющих средств.