ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ЛЕСОХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ

Производство понизителя вязкости из растворимых смол

Растворимые смолы содержат летучие кислоты, оксикислоты, фенолы и другие соединения. По элементному составу они от­личаются пониженным содержанием углерода (около 55 % про­тив 75 % для отстойных смол) и высоким содержанием кисло­рода (38 % против 18 %).

В настоящее время наиболее важным использованием рас­творимых смол является синтез на основе их фенольной части полифенольного лесохимического понизителя вязкости (ПФЛХ). Другими продуктами переработки растворимых смол являются СДХО, крепитель KB и др.

Синтез ПФЛХ по методу Д. В. Тищенко и И. П. Уварова состоит в следующем. Третью часть фенольного концентрата, например экстракционной смолы, обрабатывают формалином в присутствии едкого натра, охлаждая смесь, чтобы темпера­тура не поднималась выше 40 °С. На 1 кг-моль фенолов, со­держащихся в сырье, берут 2 кг-моль формальдегида и 0,5 кгХ Хмоль щелочи. Присоединение формальдегида происходит в орто- и пара-положениях к фенольной гидроксильной группе; находящиеся в этих так называемых реактивных положениях атомы водорода способны участвовать в реакциях присоедине­ния и конденсации. Количество образующихся при этом в мо­лекуле фенола метилольных (спиртовых) групп соответствует числу имевшихся свободных (т. е. не замещенных какими-либо боковыми группами) реактивных положений. В нижеприводи­мых формулах в качестве исходных фенолов взяты для примера л-крезол и пирокатехин; крестиками обозначены свободные ре­активные положения.

ОН

Днжетилол-дара -крезол

Полученные фенолоспирты конденсируют при 100 °С в при­сутствии минеральной кислоты как катализатора с остальными двумя частями фенольного концентрата.

Х -

X

Он

Трехкол^чатын новолас

Поскольку в исходном сырье имелась смесь различных одно-, двух - и трехатомных фенолов, в действительности получается смесь новолаков различного строения в общем виде типа

R _сна—R"—СНа—R'".

Новолак промывают водой, растворяют в щелочи и подвер­гают сульфометилированию, т. е. обработке оксиметансульфо - натом натрия, получаемым путем смешения формалина с раство­ром сульфита натрия:

CH20+ Na2S03 + НвО^НО—СН2—S03Na + NaOH.

В результате этой обработки получают щелочной раствор Понизителя вязкости:

-pCH2S03Na 1—ONa

ОН

Понизитель вязкости

На Амзинском лесохимическом заводе ПФЛХ изготовляют из экстракционной смолы, содержащей 50—55 % фенолов, по­лучаемой при экстракционной переработке необесспиртованной и неперегнанной жижки, предварительно отделенной от отстой­ной смолы. Синтез ПФЛХ ведут упрощенным способом, обра­батывая сразу всю смолу формалином, который берут в зна­чительно уменьшенном количестве, в результате чего получа­ются не трехкольчатые, а двухкольчатые новолаки типа

R' —СН2 —R", R' —CH2— R'"

И др. и соответственно двухкольчатый готовый продукт.

В этом случае процесс получения новолака ведут при на­гревании до 80—90 °С и перемешивании в реакторе периоди­ческого действия. Новолак промывают горячей водой при непре­рывном перемешивании, после чего растворяют в 42%-ном растворе едкого натра. Готовят 25%-ный раствор оксиметан - сульфоната натрия растворением сульфита натрия в горячей воде и перемешиванием раствора с формалином. Затем щелоч­ной раствор промытого новолака подвергают сульфометилиро­ванию при нагревании до 100 °С и перемешивании с последую­щей выдержкой при той же температуре для дозревания. Полу­ченный раствор понизителя вязкости упаривают до влажности не более 7 %, охлаждают, дробят в крошку (размеры частиц от 2 до 50 мм) на двухвальцовой дробилке и упаковывают в мно­
гослойные бумажные мешки. Содержание нерастворимых в воде веществ в готовом продукте не должно превышать 2%.

На 1 т готового продукта расходуется примерно 1050 кг экстракционной смолы, 250 кг сульфита натрия (безводного), 84 кг формальдегида, 40 кг серной кислоты и 100 кг каусти­ческой соды (безводной).

Промывная вода от промывки новолака, количество которой составляет 1,5 т на 1 т ПФЛХ, сильно загрязнена — ХПК до­стигает 350 000 мг/л; ее обезвреживают в печи для сжигания сточных вод.

Использование ПФЛХ при бурении нефтяных и газовых скважин обеспечивает улучшение свойств глинистых промывоч­ных растворов и в результате этого повышение скорости и снижение стоимости буровых работ.

Успешно применяется ПФЛХ также в литейном производ­стве, где его введение в формовочные смеси придает им доста­точную текучесть в сочетании с хорошими прочностными свой­ствами и значительно снижает брак форм и отливок. Однако ПФЛХ, вырабатываемый для буровых работ, недостаточно полно растворяется в воде, что не отвечает требованиям техно­логии современного литейного производства. Для получения полностью растворимого в воде ПФЛХ на стадии образования новолака увеличивают расход формальдегида на 25—30 %, сер­ной кислоты на 10%, продолжительность и температуру кон­денсации, а на стадии растворения новолака — количество ще­лочи, общий расход которой возрастает почти вдвое. Получае­мый продукт содержит 10—15 % влаги и не способен дробиться в крошку, поэтому его транспортируют в виде водного рас­твора, содержащего обычно 50 % сухого вещества.