Комплексная химическая переработка древесины - Ковернинский И.Н.
ISBN 5-261-00054-3
Скачать (прямая ссылка):
280
разбавляют горячей водой и фильтруют через сетчатый патронный фильтр под давлением насоса. Подготовленное таким образом сульфатное мыло используют для переработки.
Серная кислота
Вода
I-\гЛ z
*5
иг
г
4
в
в
Таловое'
? Лигнин
Щелок
Рис. 3.27. Схема получения таллового масла периодическим методом:
1 - бак; 2 - колонка промывки мыла; 3 - реактор; 4 - бак промывки и сушки масла; 5 - бак серной кислоты; б - бак таллового масла; 7 - бак гидросульфата натрия; 8 - бак вакуумной сушки таллового масла
В процессе обработки сульфатного мыла серной кислотой протекают следующие реакции.
Разложение мыла - натриевых солей смоляных и жирных кислот: R-COONa + H2SO4 -> RCOOH + NaHSO4 2R-COONa + H2SO4 -> 2R-C00H + Na2SO4 Осаждение лигнина из черного щелока, содержащегося в сульфатном мыле в виде фенолятов
-R'-ONa + H2SO4 -> R'-OH^ + NaHSO4
или
-[R^-CH=C(ONa)-CH2-] + H2SO4 -> -»[R^-CH=C(OH)-CHr ]l + NaHSO4 солей лигнокислот -R/;/-COONa + 3H2SO4 ->
-> R/y/-COOH^ 4- 2NaHSO4 + Na2SO4 Нейтрализация свободной щелочи (гидроксида натрия) NaOH + H2SO4 -> Na2SO4+ H2O
15*
281
Образование гипса из содержагдихся в черном щелоке в незначительных количествах соединений кальция: Ca(OH)2 + H2SO4 -> CaSO4J-+ H2O CaCO3 + H2SO4 -> CaSO4I + H2O + CO2T Образование газообразных продуктов:
Na2S + H2SO4 -> H2S t+ Na2SO4 Na2CO3 + H2SO4 -> CO2T + H2O + Na2SO4I CH3SNa + H2SO4 ~> CH3SHt + NaHSO4 Несмотря на широкое распространение, периодический метод получения таллового масла из сульфатного мыла имеет существенные недостатки: громоздкое оборудование, большой расход пара, воды. Длительное воздействие серной кислоты на сульфатное мыло и нагрев масла во время сушки приводят к частичному окислению смоляных и жирных кислот. Переменное воздействие агрессивной среды и воздуха вызывает коррозию аппаратуры.
Более целесообразно проводить разложение сульфатного мыла непрерывным методом (рис. 3.28). Вначале сульфатное мыло подготавливают к переработке. Для этого мыло подают в сборник, где промывают раствором гидросульфата натрия, подщелоченным белым щелоком до pH 9...10 или же непосредственно слабым белым щелоком для удаления остатков черного щелока. Затем мыло гомогенизируют прокачиванием при помощи циркуляционного шестеренчатого насоса, 2 через гомогенизатор, снабженный распределительной насадкой и пароэжектором для подогрева мыла; при необходимости добавляют горячую воду для улучшения текучести мыла. Далее мыло фильтруют через фильтр для отделения механических примесей и насосом 5 подают на смешение с 30 %-ной серной кислотой. Интенсивное смешение происходит непрерывно в смесительном насосе.
Разложение мыла завершается в проточном полочном реакторе, снабженном лопастной многоярусной мешалкой. Реакционная смесь поступает из реактора в дегазатор, откуда насосом 9 подается в центробежный сепаратор. В сепараторе осуществляется непрерывное разделение реакционной смеси на легкую фракцию - сырое талловое масло, среднюю -кислый раствор щдросульфата натрия с лигнином и тяжелую - гипс, волокно и механические примеси. Таким образом, талловое масло быстро выводится из зоны реакции. Раствор гидросульфата натрия с лигнином отбирают в емкость, откуда часть раствора циркулирует через дегазатор для разбавления реакционной смеси перед сепарированием, а остальная часть
282
идет в сборник мыла. Готовое талловое масло поступает в бак. Газы отсасываются вентилятором.
Во избежание забивания волокном оборудования и трубопроводов установки непрерывного разложения сульфатного мыла, съем мыла производится только с профильтрованных щелоков. Полученное сырое талловое масло, как и при периодическом способе, отстаивают, промывают горячей водой, снова отстаивают и подсушивают при нагревании.
4 В систему
' регенерации щелочи
Рис. 3.28. Схема установки для непрерывного разложения сульфатного мыла;
' 1 - сборник мыла; 2,5, 9 - насосы; 3 - гомогенизатор; 4 -фильтр; 6 - смесительный насос; 7 - полочный реактор; 8 - дегазатор; 10 - сепаратор; 11 - емкость; 12 - бак; 13 - вентилятор
Основным показателем, характеризующим процесс разложения сульфатного мыла, является pH реакционной смеси. На основе этого показателя ведется автоматическое регулирование подачи серной кислоты.
283
Датчик pH связан с регулирующим устройством, которое воздействует на исполнительный механизм вариатора дозировочного насоса, меняя число его оборотов и, следовательно, количество подаваемой серной кислоты. Стабилизация технологического режима процесса повышает производительность оборудования и выход сырого таллового масла.
Расход серной кислоты составляет в среднем 230 кг (в расчете на моногидрат) на 1т выработанного сырого таллового масла. Выход масла примерно равен суммарному содержанию в сульфатном мыле смоляных, жирных кислот и неомьшяемых веществ и на практике составляет 45...55 % от массы мыла, в зависимости от его состава и прежде всего влажности. При этом из мыла, промытого подщелоченным солевым раствором, талловое масло получается с несколько большим выходом, чем из непромытого, и к тому же со сниженным содержанием лигнина.
