第八章+塔罗油回收520.docx
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第八章+塔罗油回收520
第8章塔罗油回收
木材原料一般都含有松香酸和脂肪酸,尤其针叶树含量更为丰富。
在用碱法或硫酸盐法制浆过程中,松香酸和脂肪酸发生皂化反应而生成钠盐,这些钠盐借电解质作用聚结成沫子浮在液面,其中还含有硫化物、中性物、单宁氧化产物以及其他一些杂质,总称为皂化物或硫酸盐皂。
粗硫酸盐皂是碱回收蒸发过程产生的有较高经济价值的副产品。
可作为钻井泥浆添加剂、选矿剂、表面活性剂,可进一步加工成塔尔油、精制塔尔油、提取松香、木素、脂肪酸。
含有皂化物的黑液在蒸发过程中容易附着在传热面上,形成皂化物垢影响传热。
皂化物本身是腔质体,能与黑液中细小纤维粘结加速了传热面结垢速度。
黑液中皂化物含量增加,虽然热值有所提高,但影响甚微,而粘性提高则影响进炉黑液雾化效果和干燥性能。
因此最大限度地在蒸发过程中分离、提取黑液中的皂化物也是生产过程十分必要的工艺手段。
8.1皂化物的分离
所谓皂化物的分离实际上是黑液中电解质作用下皂的盐析凝聚的过程,电解质浓度高低直接影响盐析作用和分离速度。
而黑液中电解质浓度取决于蒸煮工艺条件。
黑液皂化物本身是胶原体,粘性强,在蒸发过程中与黑液中的细小纤维粘接附着在传热面上,它不但会加快蒸发器的结垢速度、降低蒸发器的传热系数,严重时会造成黑液泵堵塞,一旦出现这些情况,清洗工作将十分困难。
而且皂化物在蒸发时造成起泡现象(也叫跑黑水),使蒸发器加热面被污染,破坏蒸发器工作,引起碱损失并缩短加热管的洗涤周期。
因此,从改善蒸发操作和保护环境的角度出发,分离皂化物是必要的
皂化物如果进入到燃烧炉,将会影响进炉黑液雾化效果和干燥性能,不但降低黑液燃烧质量,而且还会增加碱回收炉向火面部件的污垢,增加总还原性硫化物(TRS)的排放。
因此最大限度地分离皂化物对保障碱炉安全运行是十分必要的。
8.1.1在稀黑液槽中分离皂化物
蒸发前,在稀黑液槽分离皂化物,如果操作得好,可以使30%左右的皂化物在稀黑液系统中得到回收。
所以在稀黑液槽中分离皂化物的重要性是不言而喻的了。
从稀黑液槽中分离皂化物,区分和测定皂化物与黑液的界面是非常重要的。
黑液槽中,皂化物与黑液的界面一般用人工导热性能和黏度感应等方法测定。
这些测定方法的应用是成功。
⑴分离泡沫
稀黑液表面的泡沫主要是皂化物,所以首先应当把泡沫分离出来并浓缩。
分离过程的第一步是用消沫器(或称泡沫浓缩器)把皂化物浓度由小于0.06kg/L提高到0.34kg/L,泡沫浓缩器见图8-1。
消沫器收集到的泡沫和黑液送去进一步提高皂化物的浓度。
消沫器分离出来的泡沫不能再混入黑液中,以免黑液在蒸发器产生泡沫,形成污垢。
⑵飘浮式皂化物分离器
采用飘浮式皂化物分离器,能成功地分离稀黑液中的皂化物。
漂浮式皂化物分离器是一个锥形钢罐,内装导水定位装置,可用以调节分离器的飘浮深度。
图8-2是双浮式皂化物分离系统的流程。
在进行皂化物分离时,通过分离器上的浮标把分离器飘浮深度调节到黑液液面附近。
锥形钢罐皂化物分离器与直径为254mm的不锈钢管用球形接头连接。
皂化物的液位和皂化物量由装在槽壁旁边的液位指示标尺指示。
在正常操作情况下,皂化物层或泡沫层的厚度为152—254mm,以取得带黑液量最少浓高最高的皂化物。
⑶压力传感器区分界面
有的工厂用皂化物泵出口的压力测定皂化物与黑液界面的位置。
皂化物的黏度很高,当没有皂化物而有黑液进入皂化物泵时,皂化物泵出的压力降得很低。
通过压力传感器,使皂化物泵自动停止。
8.1.2在蒸发系统中分离皂化物
皂化物由于在稀黑液中分离的比例不高,接近70%的皂化物是在蒸发系统分离。
皂化物分离器进料黑液的浓度、挡板、黑液进口的位置、液位控制和皂化物层的厚度,是影响分离效率的基本因素。
也是首先应当使其合理化的因素。
这些因素可使出口黑液中的皂化物含量低于0.6g/kg黑液固形物。
黑液皂化物的分离一般采用静止分离法,对于小的、高的皂化分离器或者皂化物分离器的挡板不易调节就要采用其他方法提高皂化物分离效率。
这些方法包括吹入空气法、电凝聚法和化学助剂法。
⑴静止分离法
黑液在低温半浓黑液槽内保持足够的停留时间,使黑液中皂化物能充分地分离出来。
皂化物在黑液中分离的最佳时间为3~4小时,此后黑液中残留的皂化物分离变慢。
因此保持充足的分离时间是十分重要的,但也不是时间愈长愈好,黑液贮存时间太久,尤其在温度较高状态下,黑液中有机物与残碱将继续反应,结果降低了黑液中pH值和电解质浓度,使皂化物中塔尔油成份降解,导致塔尔油得率降低。
静置法因其生产过程不发生大量泡沫、操作简便稳定效率高、而被广泛采用。
但低温槽的结构、尺寸比倒是否合理同样影响到皂化物的分离提取。
一般认为槽体高度与直径比为,H:
D=I~1.2:
1为宜。
其意旨在:
较大的面积提供较大的分离空间和时间。
半浓黑液槽作为稀黑液向浓黑液转换的中间过渡槽,当进、出黑液不平衡时,其较大面积槽体可以减缓液面波动速度,而槽体高度是给波动幅度提供保证。
实践证明,当黑液浓度为22%~28%时.黑液中分离出皂化物上升速度约0.8米/小时,因此槽位液面波动速度(尤其是下降速度)大于皂化物上升速度时,意味着皂化物的绝对位置在下降,说明黑液在槽内停留时间减少了,影响皂化物的分离提取。
低温半浓槽的进液管伸入到槽内,其管口所处位置与高度对皂化物的分离效果产生直接的影响。
设进液管伸入槽内的端面水平线为O线,零线距槽底高度为H,零线距槽顶液面高度为h(见图8—3)。
管端头加一块3倍管径的挡板,距管口2倍管径。
在正常运行时(液面是稳定的),理想的黑液流动状态可以认为:
入槽进液黑液,依靠进液压力经挡板向四周扩散的同时,沿着整个面积(D)缓慢下降,直至槽底由出口管而出可见零线以下槽容积是低温半浓槽黑液分离皂化物有效容积。
皂化物有效分离容积
低温半浓槽内有效的皂化物容积务必确保两个条件:
①进入低温槽黑液保持足够的停留时间;②当低温槽停止进液时,出液保持正常最大流量造成的槽内液面下降速度,必须小于槽内已分离皂粒上升速度。
黑液中皂化物分离时间一般推荐3.0h.皂粒上升速度为0.8m/h,设正常最大出液流量为Q(m3/h);则:
从上式可以看到:
出槽黑液正常最大流量决定了低温槽最小面积的直径,其关系系数近似“黄金分割线”系数。
从图8-3分析,零线以上容积大小与皂的分离无关,零线以上至液面高度h决定了皂的汇集提取时间和允许的液面最大波动高度。
以皂的汇集提取观点看,h的高度不宜太大,一般取0.8~1.8H为好;从低温槽具备缓冲能力看,h高度正说明缓冲能力大小。
低温槽位可以缓慢小幅度波动,禁忌大幅度急速波动,不可以降到零点以下液面运行。
皂化物分离的有效容积必须大于或等于出液正常最大流量的3倍(因为皂粒分离上升速度不能小于液面下降速度,且静止分离时间要保证3小时以上),这样才能保证进液在槽内有3小时的停留分离皂化物的时间,而且在最小直径时,其高度不能低于2.4m即:
因为
所以
即H≥2.4
⑵吹入空气法
通过吹入空气改进皂化物分离效率是最简单和最节省的方法。
在皂化物分离器进料中吹入少量空气可使皂化物分离效率提高22%左右。
空气的加入量要合理,且要分散得很细,用气量过大,效果下降。
实际工作中空气量的控制是采取空气加入管的直径为黑液管的直径的十二分之一,在分离器供料泵的吸口吹入,通过泵旋转、剪切,使空气和黑液混合均匀,且把空气分割成很细的气泡。
对于大的设计良好的皂化物分离器,采用吹入空气法,对提高分离效率效果不大。
控制皂化物层厚度是比较重要的方法,应当减少皂化物粒子再回到黑液中。
⑶电凝聚法
电凝聚采用直流电,在黑液面上采用电晕放电,使皂化物微粒凝聚浮到黑液面上。
电压为10000—100000V,电流很小,一般为几分之一微安。
采用电荷凝聚使皂化物微粒凝聚成为大颗粒迅速从黑液中分离出来。
把直流电极插入黑液中可得到同样的结果。
电压要低于使水分解的电压。
工业生产应用的结果已有报道。
液流经过电场处理,出口黑液中的皂化物含量减少。
电凝聚和机械空气分散相结合,在中试用的皂化物分离器中提高了分离效率。
电凝聚器之前,进料黑液经过机械空气分散器处理有助于皂化物分离。
由于空气的浮选作用,皂化物分离效率可提高10%—20%。
一个工厂采用蒸煮助剂,促进液体渗透。
这种助剂能阻碍皂化物凝聚。
它在纸浆洗涤过程中,提高了皂化物的溶解度,有助于纸浆和皂化物的分离。
但黑液在皂化物分离器中不能有效地分离皂化物,使蒸发器发生严重污垢。
电凝聚器有助于皂化物粒子的凝聚,显著改善皂化物回收。
8.1.3皂化物分离的影响因素
⑴黑液浓度和温度的影响
皂化物在黑液中的溶解度见图8-4。
皂化物在稀黑液中的溶解度非常高,随着黑液浓度的增高,皂化物的溶解度迅速下降,当黑液浓度20%—30%时,溶解度最低,随着浓度的增高,溶解度又缓慢的升高。
典型数据是It黑液固形物可溶解3—8kg皂化物。
针叶树木浆黑液(以黑液固形物计)分离皂化物前的浓度(以皂化物计)为40—60kg/t。
图8-4中,也可以看到皂化物的溶解度,随着温度的下降而降低。
皂化物的溶解度是黑液浓度和温度的函数。
但分离皂化物的温度是由进效蒸发器的操作温度决定的。
新的制浆蒸煮和洗涤方法的发展使蒸发前的黑液浓度有所提高。
此外随着黑液温度的降低,黑液的黏度迅速上升,这也对皂化物的分离不利。
因此,为了提高分离效率,不能采用低温分离皂化物的方法,通常的分离温度在70—80℃、固形物浓度在25—30%之间。
⑵黑液残碱含量的影响
黑液残碱(REA)明显影响皂化物在黑液中的最低的溶解度,如图8-5所示。
黑液中的残碱含量很低时,皂化物的溶解度非常高。
随着残碱含量的升高,皂化物的溶解度急剧下降,当残碱含量达到7g/L(以下Na2O计)时,皂化物的溶解度有最低值;残碱含量继续增加,皂化物的溶解度又略有升高。
⑶皂化物成分的影响
不同的原料其黑液含皂量不一样,如云杉、杂木含量较少、几乎没有,松木浆黑液含皂量较多,其中马尾松浆高达80~140kg皂/t浆,红松浆80kg皂/t浆,落叶松仅为20kg皂/t浆左右。
由于制浆原料不同,皂化物中脂肪酸与树脂酸的比率也不同。
皂化物中脂肪酸的比率越高,皂化物的溶解度越低。
⑷木材的贮存方式和时间也可影响塔尔油产量
木材贮存的方式和时间影响塔尔油的回收。
贮存开始的头两个月,木材损失的塔尔油成分较多。
木材贮存两个月后,木材损失的塔尔油成分可达50%—60%,见图8-6(图中·为室内贮存木片、+为室外贮存木片、*为堆场原木)。
从木材贮存的方式来看,原木贮存,塔尔油成分损失较少。
以木片贮存,塔尔油成分损失较多。
8.2皂化物的输送和处理
8.2.1皂化物的输送—泵
皂化物的黏度高,皂化物输送最好采用正置换泵,典型的泵有齿轮泵。
如泵具有内部压力释放阀,阀的压力应高于0.52MPa。
如定位错误,内部压力释放次数过多,皂化物输送波动,将会使皂化物槽发生溢流。
皂化物泵的流量应用流量堰来测定校正。
备用泵装有正向关闭球阀,在不用的时候把泵隔离,要采用在线蒸汽吹洗。
停泵时应先经过蒸汽吹洗。
在皂化物管线上不能用逆止阀,它将很快被皂化物粘住。
8.2.2皂化物浓缩
皂化物浓缩的第一阶段发生在稀黑液槽系统。
传统的方法是采用泡沫槽。
泡沫槽是一座细高的贮槽,顶上装有消泡器。
机械皂化物浓缩设备的设计分为两段。
第一段是很稀的皂化物,如洗浆机的泡沫。
泡沫浓缩器是单级离心式消泡器,能使泡沫瓦解,沿叶片流动而消失。
分离出来的空气排入大气中。
泡沫的密度一般为0.06—0.11kg/L。
轻的皂化物从稀黑液槽/滤液槽溢流到的泡沫槽,使充满皂化物的泡沫部分消泡,皂化物得以浓缩,然后转入沉降器分离皂化物泡沫中的黑液。
皂化物泡沫的密度0.3kg/L,这种浓密的泡沫含水量大于50%。
这种皂化物难以泵送。
泡沫槽系统已被皂化物收集槽和皂化物浓缩器替代。
图8-7为皂化物浓缩器。
从稀黑液槽回收得到的皂化物由重力流入皂化物槽。
黑液沉集到槽底,用泵送回稀黑液槽。
皂化物溢流口在黑液回流管以上1m处。
溢流出来的皂化物通过皂化物浓缩器,产生的皂化物密度为0.6—0.9kg/L,可以用一般的皂化物泵输送。
8.2.3皂化物和黑液在贮槽中的分离
传统的皂化物槽不是供皂化物贮存,而是供皂化物有一定的停留时间使皂化物与黑液分离。
从皂化物分离器排出的皂化物中,一般的黑液含量为10%—25%(质量分数),有的可能高达50%。
皂化物含黑液多,一则增加皂化物在酸处理时硫酸消耗和粗塔罗油的制造成本;二则降低塔罗油质量。
一种较好的方法是把含有黑液的皂化物送入锥底槽中沉析。
如不用这种沉析槽,溢流的皂化物应通过两个皂化物槽,再从槽底把分离出来的稀黑液送回稀黑液槽。
黑液抽出口和皂化物抽出口的垂直距离应不少于1m。
只从第二个皂化物槽中抽出皂化物,以装运出厂或泵送到塔罗油车间。
如图8-8所示,有一种从皂化物中分离黑液的新装置,收集和分离出皂化物中的黑液。
这种装置有一个旋转的耙臂,耙臂上装有耙齿,在皂化物中慢慢转动。
这种装置的安装,要保持耙齿的下端在槽底黑液层的上面。
可以处理含有50%黑液的皂化物。
这种设备的设计和操作要点是,在设计能力范围内保证连续均衡供料,可准确地传送和控制皂化物/黑液界面。
8.2.4皂化物/黑液界面的测定
在密闭容器中,如影响皂化物沉析器测定界面的主要因素是皂化物污垢的话,可采用导热性探针用于皂化物/黑液界面的控制。
因为皂化物的导热性比黑液低得多,探针采用三元探头。
一个加热探头使皂化物熔化,避免污垢。
同样,皂化物的黏度比黑液高得多,因此,再采用一个黏度探头,用这两个探头控制黑液泵的运行。
8.3粗塔罗油的回收
8.3.1皂化物的洗涤
从黑液中分离得到的皂化物中含有较多的杂质和残碱(杂质含量见表8—1),影响粗塔尔油的产量和质量,增加生产中硫酸的消耗。
皂化物在进一步将加工成塔罗油之前,必须进行洗涤。
经验表明,在70~80℃时皂化物的粘度最低,所以洗皂温度控制在这个范围内最好。
洗皂效果还和选择的洗液有关;如果选用稀绿液洗皂,几乎可以洗出皂化物中的全部杂质和木素;也可以用稀白液来洗皂;以芒硝溶液洗皂也有一定效果。
在生产中,粗塔尔油一般用生产中产生的废酸(其主要成份是硫酸钠)洗皂。
早些时候,皂化物和洗液的比例(体积比)为:
皂化物:
废酸:
水=7:
2:
1。
经过洗涤后的皂化物在生产粗塔尔油时,酸化后的反应混合物容易分离,生产出来的粗塔尔油杂质含量低,色泽浅,粘度低。
而用未洗涤的皂化物生产出来的粗塔尔油则不然。
洗涤后的皂化物如果能更多地分离出洗液,将有利于提高生产效率。
现在许多硫酸盐浆厂制备二氧化氯,产生的含有Na2SO4的废硫酸是可以用来洗涤皂化物的,为避免酸化以后Na2SO4结晶出来,必须先用热水稀释皂化物。
表8-1粗塔罗油皂中各组分含量的典型测定值
组分
塔罗油
钙
木素
纤维
含量/%
>50%
<0.3%
<2%
<1%
8.3.2酸化
酸化是指无机酸与皂化物在反应釜进行反应,释放出塔尔油的过程,实际应用中通常是用浓硫酸酸化(由于稀硫酸不易贮存)。
在皂化物装锅后,开启搅拌泵,再加入定量的浓硫酸,然后通蒸汽加热到97℃,反应30分钟,皂化物中的塔尔油已全部释放出来,此时的反应终点为pH=4。
塔尔油的酸化有间歇法和连续法,当木浆产量不高、皂化物不多时,以间歇法适宜;当木浆产量较高、每天达到五百吨以上,使用连续法将降低很多劳动和缩短工作时间,但投资较大。
间歇法和连续法酸化原理是一样的,其反应的反应式是:
2RCOONa+H2SO4→2RCOOH+Na2SO4
RCOONa+H2SO4→RCOOH+NaHSO4
在生产中一般都要加人过量的硫酸,以保证酸化反应完全和提高酸化反应的速度。
如果加酸不足则将有皂化物残留在塔尔油中,影响酸化反应后混合物的沉降分离,也将影响粗塔尔油的得率和质量。
如果加酸量过大,则将加速设备的腐蚀,同时增加了生产成本。
生产中控制度酸中残酸含量为5~20g/L。
酸化反应后的混合物沉降后分为三层。
上层为塔尔油层,中层为本素和塔尔油及废酸的混合层简称为木素层,下层为废酸层。
为了提高塔尔油的得率,一定要保证酸化反应后混合物有足够的沉降时间。
如果皂化物中杂质多,特别是皂化物中带本素多,则反应后形成的木素层变厚,截留在木素层中的塔尔油也将增多,导致塔尔油产量下降。
据资料载,在酸化反应后的混合物中加入0.5%木素磺酸盐可以加快混合物的沉降分离,并提高塔尔油的产量。
另外,为提高塔尔油的产量,对木素层重煮再沉降也是可行的。
以离心机处理酸化后的混合物也可以提高塔尔油的产量。
8.3.4废液处理
把皂化物转化为粗塔罗油的过程中,出现一个复杂问题,就是要循环利用塔罗油车间的废液。
这种废液是硫酸中和后的废液,它既非酸性也非中性,比较正确的叫法为塔罗油车间的碱性母液。
工厂成功地把废液用于间歇蒸煮器装锅黑液,送到黑液蒸发工段,送往碱回收炉的增浓蒸发器,见图8—9所。
在这三处领域中使用,都要严格控制废母液的pH值。
如回用废液的pH值小于7,将会产生有毒的硫化氢气体。
大多数工厂把pH值控制在10以上。
在这种pH值条件下,未回收的脂肪酸和树脂酸全部皂化。
根据回用领域的条件,废液的pH值可能要控制得更高一点。
废液中含有残留的盐类(CaSO3及其他)和尘土垃圾。
贮存槽要装有搅拌器。
泵的出口管线,有循环回流管用以控制pH值和保持贮槽的清洁。
⑴用于间歇蒸煮器装锅黑液
送给间歇蒸煮器用的废液,pH值应在10以上。
废液先送入装锅黑液槽,如槽内液位过低,用第一段洗浆机的滤液来补充调整。
送回蒸煮器,将增加蒸发器的蒸发负荷。
⑵作为蒸发器进料
送入蒸发器的废液量不得超过蒸发器系统总进料量的1.5%。
这样的比率将使可溶性污垢的沉淀点降低1%~2%。
如送来的废液量超过总进料量的1.5%,部分黑液固形物将要沉析出来。
因为这一部分废液未回收皂化物,废液中的皂化物将增加皂化物分离器的负荷;并且,由于含有纤维和钙盐将增加蒸发器的污垢。
如除去这些固体可溶性物质,则皂化物也被除去了。
稀废酸中的沉淀性固体物质,不像浓度为24%~26%的黑液那样稠密,并且,不能在皂化物分离器中有效地分离。
这种物质应当除去,如黑液中含有足够量的这种物质时,它会堵塞蒸发器的管子。
⑶送入浓黑液系统
废液送入浓黑液系统必须小心计量,并与浓黑液充分混合,以求降低悬浮固体的整体水平。
把废液送入黑液结晶增浓蒸发器,可溶性污垢产生的影响最少。
因为这种设备是为处理Na2SO4饱和溶液设计的。
废液用50%NaOH溶液中和,并使木素完全溶解,1吨废液要用34LNaOH溶液。
不能使用白液,因白液可以使母液的pH值提高到11,但不能使木素完全溶解。
8.4粗塔罗油的精制
⑴粗塔罗油的精制方法
从总体来说,粗塔罗油的精制主要有以下几种方法:
①碱金属氢氧化物分级皂化法;②部分酯化分离法;③溶剂萃取法;④吸附法;⑤蒸馏法。
其中前4种方法均存在精制过程复杂而烦琐、产品质量差、成本高以及分离效果不理想,难以得到纯度较高的松香和脂肪酸产品等诸多缺点而未得到推广应用。
蒸馏法则克服了前几种方法的不足,具有操作简单、成本低、产品质量好等优点而得到了广泛的应用。
选择粗塔罗油蒸馏工艺的依据主要应考虑塔罗油对温度的适应性。
塔罗油中的各主要成分对高温都比较敏感,树脂酸在260℃下长期加热时会发生脱羧现象,放出CO2而形成碳氢化合物。
脂肪酸与树脂酸相比,则较稳定,在270℃下还不会发生分解,但在高温下能发生聚合作用。
当温度达到200℃以上时,脂肪酸能与塔罗油中存在的高分子脂肪醇、甾醇产生酯化作用,形成不挥发的酯类,导致塔罗油蒸馏时的不皂化物和沥青含量的增加。
为此粗塔罗油蒸馏需要在真空条件下进行,并要求蒸馏塔的上、下部压差要小,蒸馏温度要低,蒸馏速度要快。
⑵粗塔罗油的蒸馏
常见的减压蒸馏方法有间歇蒸馏和连续蒸馏两种方法。
间歇蒸馏只有一个蒸馏塔,操作简便,工艺生产稳定,设备数量少,维护费用低,对原料组成的波动影响不大,但生产能力小,操作时间长,粗塔罗油长期受热,易发生分解或聚合反应。
连续蒸馏具有生产能力大,蒸馏时间短,能缩短油中各组分的受热时间,从而减少了沥青的形成,提高了松香和脂肪酸的得率,但要求原料组成相对稳定,在生产规模比较大的情况下可降低设备投资。
但是从连续蒸馏设备中得到的树脂酸和脂肪酸也不是高浓度的,只有通过精馏才能得到纯净的高浓度的树脂酸和脂肪酸产品。
粗塔罗油连续精馏有两种不同的方法:
一种是先从粗塔罗油中除去沥青,后将树脂酸、脂肪酸及轻馏分分离,这种方法叫解吸-精馏法;另一种是先蒸去轻馏分,再蒸去脂肪酸,最后从含有树脂酸和沥青的浮残中分离出树脂酸,这种方法叫精馏-解吸法。
由于精馏-解吸法加长了树脂酸、脂肪酸与醇类组分的受热时间,会产生更多的高沸点组分,使得塔罗油沥青含量大大增加。
因此目前工业上大都采用解吸-精馏法进行精塔罗油的精馏。
在粗塔罗油的连续蒸馏之前,需先脱除塔罗油沥青。
脱除沥青的方法有3种:
第一种是在常压下采用汽提塔脱去沥青;第二种是采用两个再沸降膜蒸发器脱除沥青;第三种是采用高真空的高效填料塔去除沥青。
三种方法工业上均有采用,各有优缺点。
汽提塔需要耗用大量的蒸汽,能耗大,蒸汽会带出浮油中的许多有气味成分而造成环境污染。
由于没有回流,对轻、重、中性物的分离效率不高,甾醇等一些高沸点中性物会带进松香塔而残留于松香中;由于没有精馏,不能有效地从沥青中回收树脂酸。
采用再沸降膜蒸发器,蒸馏时间短,脂肪酸和树脂酸的回收率较高,但脱沥青的效果一般,由于物料黏度较大,易在成膜后引起局部过热,甚至易发生焦化现象,直接影响到产品的质量。
而采用高真空的高效填料塔既不需要大量的蒸汽,同时可把沥青脱除得较干净,产品质量较好,但蒸馏时间相对较长,沥青量略有增加。
⑷粗塔罗油精制的评价
塔罗油的价值取决于蒸馏所得的最后产品,所以粗塔罗油的质量很重要。
蒸馏粗塔罗油可得以下产品:
松香、脂肪酸、主馏油(又称头油)、沥青。
其中松香和脂肪酸的价值比粗塔罗油高得多。
因此一般认为松香和脂肪酸的得率较高时,蒸馏才是合算的。
而无论是实验室还是工业上的研究都表明松香和脂肪酸的产量和粗塔罗油的酸值有直接的关系;酸值大,松香和脂肪酸产量就高。
一般粗塔罗油的酸值(以KOH计)在145~155mg/g之间,酸值低于130mg/g的粗塔罗油就没有什么蒸馏价值。
除酸值外,粗塔罗油的水分、灰分和硫酸含量都是主要的质量指标。
水分要求不要超过2%,否则加热时就会起泡沫;灰分要求在0.1%以下,否则会给塔罗油沥青带来不良的性质,因为硫酸会腐蚀设备,因此要求硫酸含量不得超过0.04%。
据认为,如果酸化进行得当的话,上述各项要求是可以得到满足的。
值得注意的是,贮存时间过长、温度过高都会使酸值下降。
8.5塔罗油的用途
如前所述,因粗塔罗油具有颜色深、有恶臭等缺点,严重限制了它的应用范围。
若对其进行精制分离出有效成分则应用范围大大扩大。
⑴塔罗油松香
塔罗油松香的结构与松香相似,用途与脂松基本相同。
主要用于造纸施胶剂,用粗塔罗油代替植物油生产肥皂、油墨、油漆、涂料、树脂等。
若进一步加工成改性松香或塔罗油松香衍生物,将会进一步扩大其应用领域。
⑵塔罗油脂肪酸
塔罗油脂肪酸的主要成分为油酸和亚油酸,广泛用作增塑剂、液体肥皂、合成洗涤剂、消泡剂等。
塔罗油脂肪酸在表面涂布工业的应用迅速增长,这是由于成本低廉和供应充足之故。
用这种原料所配制的涂料有颜色稳定和不变黄的特性。
塔罗油脂肪酸也可以用来制造改良醇酸树脂、金属干燥剂等。
塔罗油脂肪酸和醇反应生成酯,可以用于油漆工业、印刷油墨等方面;塔罗油和环氧乙烷反应生成醚酯,可用以制造非离子型的表面活性剂;塔罗油脂肪酸和碱发生皂化反应生成皂化物,可以制造各种类型的肥皂。
⑶塔罗油沥青
塔罗油沥青是粗塔罗油蒸馏后的残渣,主要由高沸点的中性物组
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