КАНИФОЛЬ

ПРОИЗВОДСТВО, СОСТАВ И ПРИМЕНЕНИЕ ЭКСТРАКЦИОННОЙ КАНИФОЛИ

Кроме живицы, сырьем для выработки канифоли и скипи­дара служит пневый сосновый осмол. Идея получения канифоли из пневого осмола возникла в России. Впервые предложение о производстве экстракционной канифоли было выдвинуто в конце XIX века профессором Петровской сельскохозяйствен­ной академии В. М. Рудневым. Затем в 1908—1910 гг. проф. И. И. Курсанов предложил применять для извлечения смоли­стых веществ бензин. На основе его патента по проекту С. П. Лангового инженер Л. Я - Карпов совместно с И. Ф. Фи - липовичем и Б. И. Збарским [99], успешно закончив в конце 1912 г. лабораторные и полузаводские испытания, пустили в 1913 г. в Судогодском уезде Владимирской губ. канифольно - экстракционный завод пропускной способностью 5 тыс. скл. м3 осмола. Выпускаемая канифоль нашла рынок сбыта и была зна­чительно дешевле живичной, однако, несмотря на это завод проработал только непродолжительное время, а затем был за­крыт.

Второе канифольно-экстракционное предприятие позднее было создано Л. Я - Карповым на севере Финляндии.

Таким образом, еще в начале XX в. была доказана пригод­ность заготовляемого на севере пневого осмола для получения канифоли. Но попытки создать в дореволюционной России соб­ственное производство экстракционной канифоли были безус­пешны.

Канифольно-экстракционная промышленность возникла в на­шей стране только с 1927 г., когда был пущен крупный по тому времени экстракционный завод «Вахтан» (Горьковская обл.). В 1927 г. было переработано 44500 скл. м3 осмола.

На этом заводе из пневого осмола приготовляли технологи­ческую щепу. Щепа поступала в периодически действующий экстрактор, где бензином из щепы извлекались смолистые ве­щества. Экстракт выпаривали и после отгонки растворителя и скипидара получали канифоль.

В 1932 г. Н. В. Туховицкий и Н. А. Свадковский [86] пред­ложили дефлегмапионный метод экстракции. Осмольную щепу, находящуюся выше слоя растворителя, обрабатывали флегмой, которая получалась при конденсации паров растворителя, про­ходивших через щепу.

Непрерывное орошение щепы чистым растворителем способ­ствовало более полному извлечению смолистых веществ. Это усовершенствование и ряд других привели к тому, что произво­дительность завода «Вахтан» непрерывно росла и к 1940 г. почти удвоилась. В 1940 г. переработали 76989 скл. м3 осмола и получили около 3200 т экстракционной канифоли.

В 1952 г. вступил в строй крупный цех экстракционной кани­фоли на Новобелицком лесохимическом комбинате, в 1954 г.— такой же цех на Нейво-Рудянском лесохимическом комбинате. В 1957 г. был пущен в эксплуатацию Верхотурский канифоль - но-экстракционный завод. На этих канифольно-экстракционных заводах экстракцию проводят в противоточной батарее под дав­лением и дальнейшую переработку растворов ведут непрерыв­ным методом [102].

Батарейно-противоточный метод экстракции, разработанный под руководством инж. В. И. Филатова, дает более высокую степень извлечения смолистых веществ, составляющую 85 — 90%, тогда как на старом заводе «Вахтан» она не превышала 80% [86].

В последние годы освоен новый батарейно-дефлегмационный метод, разработанный ЦНИЛХИ и Гипролесхим. Этот метод применяется заводом «Вахтан», реконструированным в 1960 г. 1«7].

Для извлечения смолистых веществ из щепы методом де­флегмации в верхнюю часть экстрактора через ороситель не­прерывно подают горячий бензин. Стекая по щепе, бензин экстрагирует часть смолистых веществ, и экстракт поступает в испаритель, где бензин частично отгоняется. При этом пары бензина идут из испарителя в нижнюю часть экстрактора, а за­тем поднимаются вверх через слой щепы навстречу стекающему раствору, в результате чего создаются особо благоприятные ус­ловия извлечения смолистых веществ.

Экстракторы соединены в батарею. В пяти из восьми эк­стракторов происходит экстракция, в двух — отдувка бен­зина, в одном — выгрузка и загрузка. Экстрактор, в котором обрабатывают свежую щепу, является головным, а экстрактор, где происходит последняя стадия экстракции, хвостовым. Ниж­ние части аппаратов соединены трубопроводом, по которому рас­творы перетекают из хвостового к головному. В хвостовой эк страктор бензина (с темп. кип. 80° С) подается больше, так как щепа там содержит уже мало смолистых веществ. В головной экстрактор бензина (с темп. кип. 100° С) подается относительно меньше, потому что здесь в основном происходит сушка щепы и упаривание раствора до необходимой концентрации.

Упаренный раствор (мисцелла) из головного экстрактора поступает через фильтры в сборник, а из сборника его перека­чивают на дальнейшую переработку.

Батарейно-дефлегмационный метод экономичнее, чем бата- рейно-противоточный. Так, на заводе «Вахтан» расход раство­рителя (бензина) на один скл. ж3 осмола составляет 6,5—7 кг, А на других заводах 10—12 кг; продолжительность экстракции при переработке сырого осмола уменьшилась с 6—8 до 4 ч. [97].

Ф. А. Медников с сотр. из Ленинградской лесотехнической академии [68, 70] разработали и проверили на полузаводской установке на Повобелицком лесохимическом комбинате и внед­ряют на Нейво-Рудянском лесохимическом комбинате еще один способ экстракции смолистых веществ. Экстракцию смолистых веществ из измельченной смолистой древесины производили на непрерывно действующей шнековой установке.

Экстрагируемый материал загружают в бункер и шнековым питателем непрерывно подают в верхнюю часть загрузочной колонны экстрактора. Потом он перемещается шнеком но ко­лонне сверху вниз, а затем горизонтально по соединительному звену и попадает на нижний виток шнека экстракционной ко­лонны, по которой поднимается вверх.

Растворитель подается через форсунки в верхнюю часть экстракционной колонны и движется по колонне в обратном экстрагируемому материалу направлении. Мисцелла сливается из верхней части загрузочной колонны в сборник. Температура экстракции регулируется впуском в паровые рубашки колонны пара или воды в зависимости от свойств применяемого раство­рителя.

С верхней лопасти шнека экстракционной колонны проэкст - рагированный материал лопатками сбрасывателя направляется через шлюзовый затвор в испаритель, также снабженный шне­ками, для отгонки впитанного в древесину органического рас­творителя. Отгоняют растворитель острым паром, подаваемым в нижнюю трубу испарителя. Обогрев ведется через паровые рубашки. Щепа после отдувки выводится из испарителя через шлюзовый затвор.

При экстракции смолистых веществ на непрерывно дейст­вующей шнековой установке повышается коэффициент извлече­ния с 0,83 до 0,90, а в случае измельчения древесины в во­локно— до 0,93. Время экстракции цепы сокращается на 25%, а продолжительность экстракции из волокна составляет всего лишь 20 мин. Это приводит к снижению эксплуатационных расходов, ввиду чего на шнековой установке можно будет пе­рерабатывать менее смолистое, чем это принято на действую­щих заводах, сырье.

Наибольший удельный вес у нас занимает самая трудоемкая и дорогая по себестоимости живичная канифоль. Между тем па производство 1 т экстракционной канифоли по сравнению с живичной требуется в 2 раза меньше капиталовложений и в 5 раз меньше трудовых затрат, а себестоимость экстракционной каннфолн в 2,5 раза меньше, чем живичной (табл. 15).

В связи с этим перспективными планами намечено изменить структуру канифольно-скипидарной промышленности со значи­тельным повышением удельного веса экстракционной и талло - вой канифоли. Предполагается строительство ряда новых круп­ных канифольно-экстракционных заводов, каждый из которых ґіудет перерабатывать до 300 тыс. скл. мА осмола в год.

Свойства экстракционной канифоли. Она темнее, чем жнвнч пая, размягчается при более низкой температуре, имеет вяз­кость при 130° С 25,4° Е; при 150° С 6,6° Е, а также больше при­месей. Состав экстракционной канифоли показан в табл. 13.

Ьолее подробный анализ экстракционной канифоли (завода «Вахтан») [49] приведен ниже.

Жирные кислоты:

Связанные летучие............................

» нелетучие................................

Свободные Ненасыщенные....

» насыщенные..........................

Нейтральные неомыляемые вещества:

Скипидар, камфора.............................

Спирты алифатические.....................

Фнтостернны..................................

Прочие вентральные продукты

В экстракционной канифоли в качестве основного продукта кристаллической смеси смоляных кислот содержалась абиети­новая кислота с темп. пл. 172—173° С и [ab20^- 108,72°.

Состав канифоли из свежих сосновых пней {65, 69] и осмо - лоподсочной древесины [43] показан в табл. 16.

Таблица 16

Полученная при промышленных опытах канифоль из свежих сосновых пней была успешно использована на жировом ком­бинате для приготовления хозяйственного и туалетного мыла.

Канифоль экстракционную используют почти во всех тех •отраслях промышленности, где применяют и живичную кани­фоль. Нельзя применять экстракционную канифоль для произ­водства малеопимаровой кислоты, кабельной канифоли, выс­ших сортов бумаги и мыла.