СУХАЯ ПЕРЕГОНКА ДЕРЕВА ЛИСТВЕННЫХ И ХВОЙНЫХ ПОРОД

Переработка осадочного дегтя

В прежнее время, когда нефтяная промышленность не была так развита, как теперь, и поэтому не выбрасывала на рынок такой Массы осветительных и смазочных материалов, находили выгодным Подвергать деготь перегонке с целью выделения из него углеводо­Родов для освещения и смазки, фенолов и пека. В настоящее время
перегонку дегтя не ведут так далеко, а ограничиваются по большей части отгонкой воды, уксусной кислоты, древесного спирта и легких Насел. Эту операцию производят в медной кубе, снабженном медным змеевиком для нагревания паром и соединенном с медным же холо­дильником; для отделения переходящих легких масел холодильник -соединяется с флорентинским сосудом. Пуская пар в змеевик, на­гревают деготь на 140 — 150°Д при каковой температуре большая Часть воды, уксусной кислоты, древесного спирта и легких масел Переходит в дестиллят. Для полной отгонки указанных составных Частей дегтя в него пускают еще прямой пар и ведут перегонку до тех пор, пока не оттопится вся уксусная кислота. В кубе остается Деготь, обезвоженный и освобожденный от кислоты, но содержащий тяжелые масла. Эту перегонку, конечно, можно произвести и голым огнем без помощи прямого пара, но при этом деготь очень легко ленится, поднимается и может переброситься из куба в холодильник, Почему предпочитают первый способ, как более безопасный.

Вели имеют в виду получить из дегтя не только вышеуказанные продукты, но также тяжелые масла и пек, то необходимо перегонку вести на голом огне, так как тяжелые масла имеют такую высокую точку кипения, что не перегоняются полностью даже перегретым паром и с применением вакуума. Для этой операции употребляются перегонные кубы, сделанные в нижней части из чугуна, а в верхней части — из меди; ем­кость их обыкновенно не превышает 3000 — 5000 литров. Такой пе­регонный куб (рис. 74) имеет цилиндрическую форму; его чугунное дно обыкновенно дела­ется вогнутым внутрь. В нижней своей части он снабжен широкой трубой для выпуска пека. На медной крыш­ке куба находится мед­ный шлем, соединенный с коленчатым холодильником, удобным для чистки. Кроме термо­метра, укрепленного в шлеме, на крышке куба еще находится предохранительный клапан и труба с краном для наполнения куба дегтем; предохранительный клапан имеет своей задачей в случае сильного поднятия дегтя безопасно отвести его из куба.

Как труба, соединяющая перегонный куб с холодильником, так и холодильные трубы должны быть достаточно широки, чтобы преду­предить возможность закупоривания. Холодильник соединяется свфонообрааной трубкой с особым измерительным цилиндром, позво­ляющим наблюдать вытекание дестиллята. Сифонообразная трубка играет роль гидравлического затвора, благодаря чему некондея - сируемые газы, выделяющиеся из перегонного куба, не проходят в заводское помещение, а по воздушной трубке, находящейся пред гидравлическим затвором, отводятся за крышу завода. Наполнение куба производится обыкновенно посредством насоса, всасывающая труба которого опускается в резервуар для дегтя. В этом резервуаре находится змеевик, в который пропускается пар, чтобы пред загруз­кой в куб подогреть деготь и сделать его более жидким и подвиж­ным. Количество дегтя, загруженного в куб, определяется по измери-^ тельной рейке, поставленной в дегтярном резервуаре.

Наполнивши куб дегтем, разводят огонь в топке и начинают сильно топить, пока не прогреется крышка куба. Затем уменьшают огонь и ждут, пока не покажется первый дестиллят. С появлением, дестиллята перегонку ведут крайне осторожно, так как в этот период деготь очень легко перебрасывается в холодильник. В начале гонки выделяются вода, уксусная кислота и древесный спирт в виде желто­ватой жидкости, на которой плавают легкие масла. Уксусная кислота и древесный спирт отделяются в флорентийском сосуде от дегтярных масел ц соединяются с перегнанным древесным уксусом, а легкие масла отвадятся в особый приемник.

' Когда термометр покажет температуру около 110° Ц, происходит Обыкновенно временная остановка в перегонке. В это время большая Часть воды отогнана, ио остающееся небольшое количество ее сильно Понижает температуру кипения дегтярной массы. Как только вся вода отгонится, точка кипения содержимого в кубе должна быстро повы­Шаться, но для этого повышения приток тепла, вследствие слабой Предыдущей топки, оказывается недостаточным. Таким образом про­исходит остановка в перегонке, пока масса в кубе не получит необ­Ходимое количество тепла. После этого наблюдается довольно быетрое повышение температуры, опасность в перебрасывании жидкости исче­Зает, можно усилить топку н ускорить перегонку.

После Oi гонки большей части легких масел, что происходит температуре 110°Д, начинают переходить вышекипящие масла, с ко­торыми перегоняется еще небольшое количество древесного уксуса. При «том тяжелые масла, опускающиеся в воде, отводятся в один прнемннк, а легкие, которые всплывают на поверхность — в другой. И те, и другие не представляют еще готового торгового продукта, так как заключают в себе значительное количество дегтя. Когда темпера­тура поднимется до 260° Ц, перегонку считают закопченной, так как в это время оставшийся в кубе пек достаточно освобожден от масел и обладает надлежащей консистенцией. К концу операции следует время от времени брать пробы пека, чтобы в надлежащий момент прекратить перегонку. Нужно заметить, что благодаря теплоте раска­ленной печи перегонка продолжается и после прекращения топки. Поэтому топить перестают несколько раньше, чем пек получает же­лаемую консистенцию.

По окончании перегонки пек не сразу выпускают из куба, так как сильно нагретый пек во время выпуска может воспламениться от соприкосновения с воздухом; поэтому пеку дают в течение нескольких часов охладиться, для чего топочные дверцы и задвижку на борове открывают.

Охлажденный пек выпускают из куба через нижнюю выпускную трубу; иногда случается, что пек застывает в наружном конце этой трубы и не вытекает; в этом случае застывший слой протыкают же­лезным прутом, и пек быстро выпускается в железные ящики, где он скоро застывает в виде не очень толстого слоя, который можно легко вынуть из ящика.

Из полученных масел тяжелые масла букового дегтя находят применение, как сырой материал для добывания креозота, который с давстит пор употребляется в медицине для борьбы с туберкулезом.

Все маслообразные продукты, получающиеся при перегонке дегтя голым огнем, разделяются на три сорта:

1) Масла, переходящие с древесным уксусом и плавающие на нем,

2) Масла, выделяющиеся после отгонки древесного уксуса, кото­рые еще легче воды, и

3) Следующие аа ними тяжелые масла с удельным весом больше I.

Все они содержат более, или менее уксусную кислоту, кроме

Которой в № 1 находится еще древесный спирт и в Ж№ 2 и 3 —деготь. Чтобы сделать эти масла торговым продуктом, их подвергают пере­гонке, при чем деготь остается в кубе, а древесный спирт и уксусная кислота выделяются в начальном погоне.

Получающиеся при этой перегонке фракции масел, которые тяжелее воды, соединяются вместе и промываются водой или раствором соды для удаления кислоты. Промывание этих тяжелых масел, богатых содержанием креозота, лучше всего производить в особых медных аппаратах, снабженных мешалками. Промывные воды содержат уксус­ную кислоту и соединяются с древесным уксусом, а промытые масла заключают в себе около 50% фенолов и креозота и служат материалом для приготовления чистого креозота.

Нижеследующая схема (стр. 818) представляет переработку дегтя лиственных пород. Ддя переработки креозотовых масел на сырой креозот употребляется особый аппарат, так называемый, агитатор, состоящий иа цилиндрической верхней части и конической нижней; в нем находится мешалка, которая, работая подобно пароходному винту, перемешивает жидкости. Промытые креозотовые. масла посредством насоса или инжек­тора вводятся в этот аппарат к в нем перемешиваются со слабым едким натром, причем креозот и все феиолы переходят в щелочной раствор, а нерастворимые в едкой щелочи углеводороды выделяются в виде маслянистого слоя и могут быть удалены. В щелочном растворе кре­озота вместе с растворенными фенолообразными соединениями нахо­дятся еще в взвешенном состоянии разные углеводороды, которые удаляются нз раствора посредством вдувания пара. Пар вдувают до тех пор, пока проба дестиллята не покажет отсутствия масла. Для выделения креозота из щелочного раствора употребляют минеральную кислоту; для зтого берут обыкновенно разбавленную соляную или серную кислоту и прибавляют ее в щелочной раствор креозота при перемешивании. Креозот выделяется на поверхности жидкости, а рас­твор образовавшейся соли по осветлении его спускается через особые спускные краны.

Полученный таким образом продукт представляет сырой креозот, из которого на химических заводах приготовляется уже чистый меди­цинский креозот. По Тениусу чистый креозот приготовляется сле­дующим образом.

Сырой креозот, полученный разложением щелочного раствора креозота кислотой, подвергается дробной перегонке, при чем отделяют начальные и конечные погоны, и для приготовления креозота упо­требляют только средние погоны. В начальном дестилляте содержатся, главным образом, ксилол и другие. тяжелые углеводороды, а в ко­нечном заключается парафин. Средний дестиллят помещается в выло­женный свинцом чанок, прибавляется 8-процентная, серная кислота, все в течение целого часа усердно перемешивается мешалкой и для осветления оставляется стоять в течение около 24 часов. После этого отстоявшееся масло сливают с кислоты и промывают теплой водой, чтобы удалить остатки кислоты. К отделенному от воды креозотяому маслу прибавляют немного углекислого натрия для нейтрализации следов кислоты, помещают его в чистый медный перегонный аппарат и очень осторожно перегоняют. Первый и последний погоны отбирают, и для чистого креозота берут только средний погон, который обра­батывают 3 процентной английской серной кислотой и V* процентным двухромовокислым калием, при чем выделяются еще смолистые вещества; затем оставляют стоять 24 часа, промывают масло теплой водой, по-

Мешают опять в чистый перегонный апаарат и медленно перегоняют. Переходящий теперь креозот почти совершенно чнст и бесцветен, как вода» особенно если ату перегонку ведут - в стеклянной реторте. Чистый древесный креозот представляет бесцветную, сильно прелом­ляющую свет, жидкость с резким запахом дыма и жгучим вкусом, которая имеет уд. вес 1,64 и кипит при 208° Ц, не кристаллизуется и не замерзает даже при сильном холоде. В воде креозот мало рас­творим, в этиловом спирте и эфире растворяется легко.

Креозот из каменноугольной смолы значительно отличается от креозота, приготовленного из букового дегтя: он показывает иные реакции и обладает другой точкой кипения.

Креозот состоит из следующих соединений: гваякола С6Н4(ОСН8) (ОН) (1,2), креозола С6На (СН3) (00Н8) (ОН) (1,:М> и метнлкреозола СвНаСН8 (СНа). (0СН3) (ОН) (1,3,4), крезола СвН* (СН3) ОН и ксиленола СеН3 (СНа)2. ОН. В хорошем креозоте содержится 50—60°/» гваякола и креозола.

Иногда выделение креозота из легкого и тяжелого масел ведется еще так. Масло тщательно перемешивают с концентрированным рас­твором соды, количество которой определяется предварительной пробой, и оставляют стоять. Нерастворившиеся легкое и тяжелое масла отделяют от водянистой жидкости и перегоняют в кубе, снабженном термометром, причем собирают фракцию 150—250® Ц, содержащую креозот. Эту фракцию смешивают с раствором едкого натра крепостью в 36° Б и всплывшее масло, состоящее из углеводородов, отделяют от водного раствора. Щелочной раствор помещают в перегонный куб И пускают в него открытый пар для удаления суспендированных в нем углеводородов до тех пор, пока в дестилляте выделяются Маслянистые вещества. После этого в особом резервуаре к щелочной раствору прибавляют серной кислоты до кислой реакции для выде­ления креозота, который всплывает на поверхность в виде масляни­Стого слоя. Выделившийся креозот отделяют, снова обрабатывают Раствором едкого натра, разлагают серной кислотой и т. д. до тех пор, пока полученный креозот не будет полностью растворяться в едком натре. Наконец, креозот промывают для удаления кислоты И фенола очень разбавленным раствором едкого натра, осторожно Перегоняют и собирают фракцию 200 — 220° Ц.

Для получения бесцветного продукта его смешивают с '^-про­центным раствором двухромовокислого калия и »/3—1-процентной сер­ной кислотой, оставляют на сутки стоять, после чего промывают водой и перегоняют.

Получение чистого креозота с уд. весом 1,08 при 15° Ц, который при смешении со спиртовым раствором едкого кали превращался бы через короткое время в твердое соединение и растворялся бы без по­мутнения в слабом растворе едкого натра, представляет довольно трудную и хлопотливую операцию. Для этой цели нужно креозот несколько раз растворять в слабом едком натре, пропускать через раствор, струю пара, выделять..креозот кислотой и подвергать фрак­ционированной перегонке, при чем первые перегонки ведут в медном кубе с медным же холодильником, а для последней перегонки упо­требляется серебряный холодильник.