> Техника, страница 80 > Скипидарно-канифольное производство

Скипидарно-канифольное производство

Скипидарно-канифольное производство (канифольно-скипидарное, канифольно-экстракционное). Скипидар и канифоль в пром-сти получаются двумя путями: путем переработки живицы, являющейся продуктом прижизненного использования сосны (смотрите Живица, Скипидар) и путем переработки раздробленной смолистой древесины, гл. обр. пневого осмола (смотрите Смолокурение).

Существует два способа заводской переработки пневого осмола (смотрите). Один способ, ка-н и ф о л ь н о-э кстракционный, заключается в обработке дробленого осмола каким-либо растворителем, например бензином. Другой способ, т.н. канифольн о-м ыльный, или щелочной, сводится к обработке дробленого осмола раствором щелочи, причем канифоль получается в виде канифольного мыла. Скипидар как при экстракционном способе, так и при щелочном м. б. получен предварительной отгонкой путем пуска открытого пара. Скипидар, полученный таким способом, называется паровым. В случае работы без предварительной отгонки, при экстракционном способе скипидар выделяется из полученных растворов; при щелочном способе выделение производят отгонкой с одновременной обработкой щелочью при кипячении. Возможно также отнести оба указанных способа переработки осмола к канифольно-экстракционным, различая в данном случае: 1) экстракцию органич. растворителями и 2) экстракцию щелочью. В дальнейшем изложении мы придерживаемся первой приведенной классификации.

При обоих упомянутых способах переработки первой технологической операцией является измельчение (дробление) осмола в щепу (стружка, дробина) на особых машинах. Измельчение—важная технологии, операция, так как от правильной постановки ее в значительной степени зависит успех дальнейшей переработки. Наиболее удовлетворяющим размером щепы надлежит считать 5—8 миллиметров в направлении вертикальных смоляных ходов. Этот размер гарантирует достаточно полное извлечение смолистых веществ и устраняет опасность слеживания щепы в экстракторе. При измельчении часть карчей, размер которых больше приемного желоба машины, предварительно распиливается на круглой пиле. Самое измельчение осуществляется на измельчительных машинах, рубилках, гак-машинах. Применяются рубичьные машины двух типов: дисковые и барабанные. И та и другая система машин обладает достаточно простым устройством и достаточно надежной конструкцией. Производительность рубммной машины зависит от очень многих условий: от толщины рубки, числа ножей, числа оборотов, производимых машиною в минуту, сече ния древесины, идущей в рубку, длины поленьев, качества сырья и квалификации рубщика. Производительность рубильных машин при рубке на 5 миллиметров до 8 м³ в час. Расход энергии на м³ 5—8 kWh. При работе на, осмоле наблюдается довольно быстрое затупление ножей, смену которых производят через каждые 40—60 мин.; ножи оттачивают на автоматич. точильном станке. Иногда щепа, вышедшая из машины, пропускается в дезинтегратор (смотрите) для. дополнительного измельчения более крупных кусков. Оборудование измельчительного отделения состоит из: рубильных машин, дезинтеграторов (иногда), кругопильных станков, автоматических точильных станков для ножей, станка для точки круглых пил, транспортных и вентиляционных устройств. Полученная щепа занимает больший объём, чем осмол до измельчения. Коэф. увеличения объёма 1,3—1,5. В случае если желательно придать щепе большую однородность, ее можно пропустить через сортировку, но этого обычно не делают. Полученная в из-мельчительном отделении щепа транспортируется для дальнейшей переработки в экстракционное отделение, что может хорошо осуществляться посредством ленточных (резиновых) транспортеров. Щепа обычно передается в бункеры, расположенные либо в отдельной бункерной башне либо над экстракционными аппаратами. В первом случае щепа подается в аппарат ленточным транспортером, снабженным сбрасывающей тележкой; во втором случае загрузка аппаратов производится непосредственно из бункеров путем открывания задвижек.

При канифольно-экстракционном способе применяют различные растворители (канифоль растворяется в эфире, нефтяных погонах, хлороформе, ацетоне, сероуглероде, метиловом и этиловом ах, четыреххлористом углероде, уксусной кислоте, трихлорэтилене, бензоле, е, ксилоле); на з-дах применяют гл. обр. легкие нефтяные погоны (фракции 100—130°). Экстракцию можно вести как на холоду, так и при подогреве (теплая экстракция). Изменение тем-перат /рного режима оказывает влияние на выходы продукции, цвет канифоли и на расход тепла. При прочих равных условиях ведения экстракции повышение температуры увеличивает выходы и дает канифоль более темную, чем при экстракции на холоду, и обратно. Иногда при работе применяют комбинированный способ, состоящий из ряда холодных и горячих экстракций. Существенное значение имеет влажность осмола, которая отрицательно влияет на успех переработки. В работу пускают осмол, выдержанный на складе, с влажностью не свыше 20—25%. В среднем, при достаточной полноте извлечения выхода продукции, с 1 м^г пневого осмола считают 40—42 килограмма канифоли, 6— 10 «г скипидара, 3 килограмма масел. Работа ведется сл. обр.: из щепы, загруженной в экстрактор, отгоняют скипидар путем пуска открытого насыщенного пара, после чего на щепу заливается растворитель и проводится экстракция. Полученные канифольные растворы сливают из аппарата, на щепу вновь пускается открытый пар и производится отдувка (отгон бензина), а затем щепа выгружается из аппарата и выводится из экстракционного корпуса. Полученные канифольные растворы, слитые в отстойники, переводятся в испарители, по дороге пройдя фильтры, и от них отгоняется бензин глухим паром. Далее ,уже доведенный до определенной концентрации раствор переводится в увариватели, где осуществляется отгонка тяжелых хвостовых погонов растворителя и масел, после чего готовая канифоль сливается. В случае же если процесс ведется без предварительной отгонки скипидара, скипидар отгоняется при процессе уваривания канифоли из уваривателя. Полученный скипидар подвергается очистке со щелочью и затем перегонке в перегонных устройствах, снабженных ректификационной колонкой. Такой же очистке рекомендуется подвергать и полученные масла. При данном процессе истраченный растворитель все время регенерируется и вновь пускается в работу. Потери растворителя происходят при различных стадиях процесса по причине его летучести и неполноты отделения, например от отработанной щепы. Чтобы уменьшить потери, стремятся вести улавливание на различных установках. В производстве, согласно указанной схеме, применяют следующие главнейшие аппараты.

Экстракционный аппарат, или экстрактор, представляет собою железный клепаный вертикально поставленный аппарат цилиндрич. формы со сферич. днищами, снабженный верхним загрузочным и нижним разгрузочным люками, а в подрешеточной части— змеевиком для глухого пара и барботирующим приспособлением для открытого пара, а также всеми необходимыми штуцерами и арматурой. Емкость экстрактора колеблется в зависимости от производительности завода и количества аппаратов в установке; встречаются аппараты в

1,6 м³) 4,5 м³, 23,5 м³ и 34,5л1³ полезной емкости. В аппарате производятся следующие операции: 1) загрузка свежей щепой; 2) отгонка скипидара паром; 3) экстрагирование; при экстрагировании аппарат заливают растворителем; последний заполняет подрешеточную часть (10— 15% емкости аппарата), промежутки между гаепой (0,4% объёма, занимаемого щепой), а также пропитывает щепу, что составляет 0,27% объёма щепы; 4) отгонка растворителя; 5) выгрузка щепы. Затрата времени на указанные выше операции при аппарате ~ 25 м³ емкости примерно такая: загрузка 30 мин., отгонка скипидара 2 ч., экстракция 6 ч., отгонка растворителя 2 ч., выгрузка 1,5 ч. Различают экстракционные аппараты: 1) периодические и 2) батарейные. Способ работы в батарее дает большие преимущества (более полное Извлечение и более однородная продукция). В этом случае работа ведется по принципу противотока. Расход пара: на 1 килограмм отгоняемого скипидара 15 килограмм, на экстракцию—в зависимости от принятого метода работы, на отгонку 1 килограмм растворителя 1 килограмм (по бензину). Выгруженная щепа содержит нек-рую остаточную смолистость, которая тем меньше, чем совершеннее извлечение; обычно она равна 2—3%. Фильтр для канифольного раствора применяют железный цилиндрич. формы, внутри которого помещен выемной из красной меди, заряженный стружкой. Расход стружки для фильтрации на 1 м³ перерабатываемого осмола 0,0033 кипы. Бензиноотгонный аппарат (испаритель) простейшего устройства представляет собою перегонный куб, снабженный змеевиками. Были предложены аппараты более совершенных конструкций, состоящие из нескольких секций, в которых прогрев раствора ведется пучками стальных труб (по трубам пропускается пар). В аппарате такого устройства достигается более экономное расходование тепла. На 1 килограмм отгоняемого бензина в среднем расходуется 0,3 килограмма

Т. Э. m. XXI,

пара. Увариватель канифоли по конструкции подобен простому перегонному кубу из красной меди; снабжен змеевиками для насыщенного пара и барботером для перегретого пара (t°=180—200°). Бензиноулавли-вательная система состоит из трубопроводов (воздушных линий), по которым воздух, насыщенный парами бензина, подводится к улавливателю-скрубберу. С к р у б б е р—железный аппарат колоннообразной формы, заполненный внутри насадкой (кольца Рашига, битое стекло, консервные банки и прочие). Вверху аппарата находится водяной душ, во все время работы подающий воду навстречу поступающему воздуху, содержащему пары бензина. Способ улавливания несовершенный. Потери бензина на 1 м³ перерабатываемого осмола должны быть не выше 6 килограмм. Практически эта цифра часто бывает больше.

В скипидароочистительном отделении производится очистка скипидара-сырца 2—3%-ным раствором NaOH при перемешивании с последующей промывкой водой; обычно применяют винтовые мешалки (смотрите Размешивание материалов, фигура 4). Расход каустика на 1 м³ осмола 0,9 килограмм. Очищенный скипидар поступает на перегонку с водяным паром. Перегонная установка состоит из куба с дефлегматором и ректификационной колонной. Последняя особенно желательна в случае «экстракционного» скипидара, то есть такого, который получен без предварительной отгонки. Расход пара на 1 килограмм скипидара: без колонны 1 килограмм, с колонной 3—4 килограмма.

Прочая аппаратура экстракционного завода состоит из различных промежуточных резервуаров (для бензина, скипидара, масел), напорных баков, баков для щелочи, холодильников (трубчатых и змеевиковых), отделителей типа флорентийских склянок (смотрите) для бензина, скипидара, контрольных фонарей и прочие При заводе должен быть устроено бензинохранилище для хранения бензина (запас на 2—3 мес.). Устраиваются бен-зинохранилища обычно вне экстракционного цеха с соблюдением различных противопожарных мероприятий. Наиболее безопасные хранилища устраиваются по способу хранения под давлением инертного газа, хотя последнее обходится дорого. При канифольно-экстракционном производстве на 1 м³ расход пара 1—1,5 т, расход электроэнергии 12—15 kWh, расход воды 15—20 м³.

Канифольно-мыльный, или щелочной, способ в последнее время начинает развиваться; раньше развитие его тормозилось тем обстоятельством, что представлял затруднение вопрос обратного выделения канифоли из канифольного мыла. Как только выяснилось, что канифольное мыло может найти себе применение как таковое, щелочная обработка получила данные для своего развития. Сущность способа заключается в выщелачивании канифоли из щепы пневого осмола раствором щелочи (каустическая сода или углекислые соли). В зависимости от количества щелочи можно получить кислое, нейтральное или щелочное мыло. При гцёл очной обработке влажность осмола роли не играет; нек-рое преимущество заключается также в том, что потребляемая щелочь не теряется, т. к. в мыле поступает на дальнейшее производство. Кроме этого данное производство относительно не огнеопасно, например по сравнению с экстракцией бензином. Главнейшие технологии, операции при щелоч-

ной обработке: отгонка скипидара паром, извлечение смоляных к-т действием щелочи (путем перевода их в растворимые в воде соли), высаливание и отстаивание полученного мыла, сгущение его и розлив в тару. Как и в канифольно-экстракционном способе, в щелочном способе можно работать и без предварительной отгонки скипидара. Выходы продукции с 1 ж³осмола в среднем: канифоли (в мыле) 40 килограмм, скипидара 6—10 килограмм.

Главнейшая аппаратура, применяемая в производстве, следующая. Экстрактор, по устройству своему такой же, как в канифольно-экстракционной пром-сти. В данном аппарате проводятся следующие операции: 1) загрузка аппарата щепой, 2) отгонка скипидара, 3) выщелачивание, 4) промывка щепы водой и 5) выгрузка щепы. Работа по более совершенному способу ведется в батарее, состоящей из ряда аппаратов (например 8), с применением принципа противотока. В случае работы с NaOH применяется 2—3%-ная концентрация при подогреве. При заливе аппарата количество щелочи на пропитку щепы составляет 0,25% от объёма, занимаемого щепой, а количество щелочи на заполнение промежутков—0,4%. О т с о л ь-ι: и к, в к-ром производится высаливание раствором поваренной соли, железный клепаный иилиндрич. формы, вертикально поставленный аппарат, снабженный каким-либо перемешивающим приспособлением, а также змеевиком для охлаждения холодной водой. Расход соли на 1 м³ перерабатываемого осмрла 10—42 килограмма. Мылоотделитель, в к-ром происходит отстой и слив щелока—железный аппарат с конич. дном. Продолжительность отстоя каждой порции мыла равна 24 часам. Следующей операцией производства является уплотнение, то есть сгущение мыла до большей концентрации. Для данной операции предложен деревянный аппарат, состоящий из ряда камер; мыло переходит самотеком (вследствие того, что дну аппарата придан некоторый уклон) из камеры в камеру, причем из каждой камеры можно осуществить слив щелока с уровня, наблюдаемого в смотровом стекле. В указанном аппарате процесс уплотнения идет медленно (в течение нескольких суток). В выходящем мыле содержится около 40% влаги. Было также предложено проводить мылоуплотнение в отжимном вращающемся барабане через холст. Полученный скипидар подвергается очистке и перегонке“ Скипидароочистительное отделение оборудуется аналогично таковому же в канифольно-экстракционном производстве. Прочая аппаратура состоит из напорных баков, приемных чанов, баков для растворения щелочи, холодильников, отделителей, контрольных фонарей и ир.

К аниф о льно-мыльное производство начало развиваться в СССР лишь ό весьма кедацних пор; в виду этого целый ряд вопросов произвбдетШа ждет своего разрешения. Сюда можно отнести вопросы получения светлого мыла, а тайнее доведение полученного мыла до стадии сухого продукта. Впервые экстракциСнный способ испытан проф. Рудневым, применившим в качестве растворителя скипидар. В 1910 г. способ экстракции начал впервые применяться в заводском масштабе. В 1927 г. был выстроен и пущен первый более крупный з-д «Вахтан», работающий на растворителе—бензине. Кроме этого завода в СССР работает небольшой экстракционный з-д в БССР (Ново-Белица). Первый з-д, осуществленный по канифольно-мыльному способу, был переоборудован из экстракционного завода на ст. Плесецкая (если не считать мелких з-дов в Сибири).

Пропускная способность всех существующих в СССР э-дов ок. 100 000 ж³ пневого осмола в год. Сырьевые возможности для развития данной отрасли промышлености несьма велики. По ориентировочным подсчетам количество соснового пня, ежегодно остающегося в лёсах, равно

10 млн. м³. Потребность в канифоли и скипидаре (не считая жизичного) во вторую пятилетку округленно (в тоннах):

1933	1934	1935	1936	1937
Канифоли. 113 000	148 000	148 000	175 000	200 000
Скипидара ,. 21 ООО	24 000	29 000	35 000	41 000
В покрытии этой потребности на		ДОЛЮ	экстракционной
канифоли, канифольного	мыла и	скипидара от		данных
производств приходится (в тоннах):
1933	1934	1935	19-36	1937
Экстракционная
канифоль. 2 500	2 500	33 000	57 000	81 0ЭО
Канифольное мы
ло (считая на
канифоль). 1 500	1 500	9 000	12 000	16 000
Скипидар. 700	2 000	8 500	14 000	*0 0J0

Т. о. промсть по переработке соснового пня, существующая в настоящее время в небольших масштабах, должна к концу пятилетки вырасти в крупную отрасль лесохимии с продукцией в десятки тыс. т. Представляет также большой интерес вопрос утилизации отработанной щепы. Как показали изыскания, отработанная щепа может служить ценным сырьем для получения целого ряда материалов. Среди них можно назвать бумагу (типа обертки), картон, ряд изоляционных, искусственных строительных материалов и прочие Страной с наиболее развитой экстракционной промстью является теперь Сев. Америка, в которой ок. 20% всей канифольной продукции вырабатывается на з-дах, перерабатывающих пневый осмол. Несомненно, что СССР, располагающий самыми крупными сырьевыми ресурсами в мире, имеет все шансы на развитие самой крупной в мире лесохимич. пром-сти.

Лит.: Любарский Е., Шивой и мертвый терпентин. Способы и продукты его переработки, ч. 1—2, Владивосток, 1925; Тищенко В., Канифоль и скипидар, Петербург, 1895; Ногин К., Канифольно-скипидарное производство, Л., 1929; Аустервейль и Рост, Добывание живицы хвойных и подсочный промысел, пер. с нем., Новосибирск, 1928; Лесохимическая промсть СССР, под редакцией П. Дубова и И. Филипповича, М., 1930; Никитин Н., Химическая переработка древесины, Л., 1924; ЛанговойС., Продукты сухой перегонки, канифоль и скипидар, Товароведение, под ред. П. Петрова и Ф. Церевитинова, т. 2, М.—Л., 1926; Егоров И., Переработка смол, Тропа на завод, под ред. В. Шапошникова, вып. 4, М.—Л., 1927; Карманов С., Химическая переработка дерева,. Свердловск, 1925; Филиппович И. Р., Лесохимия, «Лесопромышленное дело», 1931, 2; его ж е, К вопросу об индустриализации лесохимпромышленности, «Химия и хозяйство», 1930, 6; его же, К вопросу производства канифоли и скипидара по экстракционному способу, «Химическая промышленность», 1925, 8; Филиппо-вичИ.и ВысоцкаяВ.,К вопросу о распределении и свойствах смолистых веществ, там же, 1927, 12; Филиппович И. и Туховицкий Н., Свойства подсочных и экстракционных канифолей и наши критерии для суждения о них, там же, 1927, 11; По-стовскийИ. и Титов Е., Исследование щелочного способа получения канифоли из осмола, там же, 1929, 2; Hawley L., Wood Distillation, Ν. Y.„ 1923; S i e b e r R., t)ber Harz der Nadelholzer u. die Entharzung von Zellstoffen, B., 1925. С. Качурин.