ТЕХНОЛОГИЯ ПИРОГЕНЕТИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ

ЖИДКИЕ ПРОДУКТЫ Состав жидких продуктов обугливания древесины

Жидкие продукты, получаемые при обугливании древесины,

Лред.-та в ■.'"■!', I - смесь, оостляи!лх из весьма большого количества разных веыеста, выход которых -.асисит о г породы и качества дре - :л ;кды ;: услетмы обугливания. При быстром повышении темпера­туры время пребывания парогазов в аппарате, в котором обугли - ' г ил, v. е рапол тсч и, следовательно. уменьшается воз-

••н члк с;л, ге - ,'";чсского распада их ог соприкосновения с раскален - !•!:•• ••! угло - окгкам:. аппарата. При медленном повышении тем - кератур-д :к-р.-ят. .-..> нротскапия вторичных реакции возрастает;

Sr. му :кндкле к.:о;_. к;к; обуглкпашш древесины в этом случае состоят большей ча.-тыо из продуктов вт( оичных реакций терми­ческого ра-спада (конденсации, полимеризации, замыкания и раз­рыва колец и т. д.) и в меньшей степени — из продуктов первич­ных реакции, возникающих непосредственно при термическом рас­паде составных веществ древесины.

В жидких продуктах обугливания древесины доказано присут­ствие свыше 180 разных веществ. Эти вещества можно разбить на 11 групп: 1) кислоты, 2) спирты, .3) кетоны, 4) альдегиды, 5) сложные эфиры, 6) простые эфиры, 7) фенолы и их эфиры, 8) лактоны, 9) углеводы, 10) углеводороды, 11) гетероциклические соединения. Большинство этих веществ находится в жижке в та­ких незначительных количествах, что выделить их, каждое отдель­но, при промышленной переработке жижки не представляется воз­можным.

При переработке жижки содержащиеся в ней вещества, всту­пая в те или иные реакции, претерпевают разные изменения, давая новые многочисленные соединения. Следовательно, жижка, обра­зующаяся при пирогенетическом разложении древесины, не пред­ставляет собою постоянно!": смеси, а есть смесь, непрерывно изме­няющаяся в зависимости от продолжительности ее соприкоснове­ния с воздухом и светом и от других условий.

Прежде чем перерабатывать жижку для получения из нее кис­лот и спиртов, ее предварительно подвергают отстаиванию. При этой операции жижка, полученная из древесины лиственных по­род, разделяется на два слоя: отстоявшуюся жижку (водный рас­твор органических веществ) и отстойную смолу, которая вслед­ствие большого удельного веса осаждается на дно.

Жижка, полученная при обугливании хвойной древесины, раз­деляется на три слоя: вверху — скипидар с растворенными в нем смолистыми веществами — скипидар-сырец; под ним — водный раствор органических вешеств — подсмольная вода или отстояв­шаяся жижка; внизу — нерасгзоримые в воде органические веще­ства — отстойная смола.

Отстоявшаяся жижка. Не все смолистые вещества при отстаи­вании переходят в отстойную смолу. Значительная часть их ос­тается в жижкс вследствие растворения их в воде, содержащей кислоты, спирты и другие вещества.

Жижка имеет удельный вес от 1,025 до 1,050, характерный за­Пах, окраску от желтой до красно-бурой. Интенсивность окраски увеличивается с повышением концентрации' в жижке кислот, спир­тов и эфиров. в которых растворены смолистые вещества.

Отстоявшаяся жижка содержи- 80—90% воды и от 20 до 10% < нганическкх веществ, прсчшушест? енио алифатических. В ней установлено присутствие 61 соединения, а именно: 44 алифати­ческих (17 кислот, 7 слиптов. G сложных эфиров, 4 кетопа, 6 аль­дегидов, 2 амина, 2 лаптопа) п 17 ароматических и гетероцикличе­ских соединении При переработке жижки в товарные лесохими­ческие продукты лишь немногие соединения можно выделить в хи­мически чистом или почти в химически чистом состоянии (ледяная уксусная кислота, метанол).

Другие соединения получают в виде групп однородных вешеств или смесей веществ, которые можно применять в промышленно­сти, например, спиртовые растворители, представляющие собой смесь в различных соотношениях сложных эфиров, кетоноз, мети­лового спирта. Некоторые вещества являются весьма вредными примесями, которые приходится тщательно удалять, например аллиловый спирт, при ректификации метилового спирта, муравь­иную кислоту — при ректификации пищевой уксусной кислоты.

Чем более совершенно ведется переработка жижки, тем боль­шее количество соединений можно выделить из жижки в виде то­варных лесохимических продуктов.

На крупных сухоперегонных заводах можно получать даже те вещества, которые содержатся в ней в сравнительно небольших количествах.

Таким образом, жижка представляет богатое сырье для полу­чения разнообразных органических соединений, которое в настоя­щее время используется в небольшой части. По мере же развития органической химии, появления спроса на новые вещества, увели­чения выработк И ЖП/К кн и улучшения способов ее переработки, она сможет дать много новых товарных продуктов.

В настоящее время из многих веществ, содержащихся в жижке, наибольшее практическое значение имеет уксусная кислота; из спиртов наиболее важным является метиловый, из альдегидов — ацетальдегид и фурфурол, из сложных эфиров — метилацетат. из кетонов — ацетон, а из непредельных соединений — аллиловый спирт.

В жижке также содержатся смолистые вещества или так на­зываемая «растворимая смола». При повторной перегонке она остается в кубе в виде смолистого остатка (кубовая смола). Часть растворимой (кубовой) смолы представляет те вещества отстой­ной смолы, которые растворяются в жижке вследствие содержа­ния в ней кислот, спиртов, кетонов, сложных эфиров и других органических веществ, являющихся хорошими растворителями для древесной смолы. Эта «растворимая смола» образуется в процессе термического разложения древесины.

Другая часть «растворимой! смелые возникает во - время пере­гонки жижки в резо.-тьтате реакций конденсации фенолов с альде­гидами и других реакций, происходящих в этих условиях.

При перерабодке жижки очень большое значение имеет содер­жание в ней воды. Для удаления ее приходится затрачивать много пара и охлаждаюшен воды; чем больше воды в жижке, тем мень­ше производительность аппаратов, тем больше расход пара и воды и тем дороже обходится ее переработка. В жижке содержится вода, получающаяся при пирогенетическом разложении древесин­ного вещества, и влага, с одержашаяся в древесине (гигроскопи­ческая и капиллярная вода). Количество влаги может быть зна­чительно уменьшено предварительной сушкой древесины (умень­шением влажности от 30—40 до 10—15%), что значительно улуч­шит состав жижки.

Хвойные породы дают вдвое меньшие выходы уксусной кис­лоты и метилового спирта, чем лиственные породы. Поэтому рань­ше все заводы сухой перегонки древесины работали на березе, ду­бе, буке и других твердолиственных породах. Лучшим сырьем для получения жижки считается береза.

При крупном современном производстве вполне возможно пе­рерабатывать жижку хвойных пород (сосны и ели), как это и де­лается на непрерывнодействующих печах.

Отстойная смола. Отстойная смола — жидкость с характерным запахом, с удельным весом 1,01 —1,10; цвет ее — от желтого до черного. Смола лиственных пород — черного цвета, смола хвой­ных пород в тонком слое — желтого цвета, переходящего в корич­невый. В смоле лиственных пород содержатся продукты разложе­ния целлюлозы, лигнина, гемицеллюлоз; в смоле хвойных пород, кроме того, — продукты термической изомеризации и разложения терпенов и смоляных кислот, которые придают ей особенно цен­ные свойства. Состав отстойной схтолы очень сложен. Вследствие неполноты отстаивания, отстойная смола содержит некоторое ко­личество воды. В отстойной смоле также находятся летучие кис­лоты, спирты, эфиры и другие вещества, в количествах, соответ­ствующих их распределению между водой и смолой.

При разгонке отстойной смолы лиственных пород получают следующие выходы продуктов: при перегонке до пластичного пека 20—25% масел. 55—60% пека; при перегонке до твердого пека 45—50% масел. 25—30% пека; при перегонке до кокса 50—55% масел, 20—25% кокса.