ТЕХНОЛОГИЯ ПИРОГЕНЕТИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ

Пирогенетическая переработка древесины

Книга содержит краткие сведения по истории промышленности пирогенетической переработки древесины в России и СССР, под­робные данные о современном состоянии этой промышленности в СССР, об аппаратах, их устройстве и работе, о сырых материалах и товарных продуктах. Кроме того, приведены краткие сведения об основных положениях теории пирогенетической переработки древесины.

Вопрос о том, что именно включать и чего не включать в кни­гу, решен в соответствии с современным положением промышлен­ности пирогенетической переработки древесины, которое является переходным и не может сохранить прежние организацию и методы работы.

Что касается сырого материала, то благодаря увеличению в заготовках выхода строевой и деловой древесины пирогенетиче­ской промышленности древесины приходится рассчитывать лишь ка неликвидную дровяную древесину и на лесосечные отходы.

Что касается товарных продуктов, то следует сказать, что ас­сортимент их резко меняется. Сбыт древесного угля для домен­ного процесса, ранее очень крупный, теперь почти прекратился, так как дорогой древесный уголь заменен коксом. Прекратилось производство и лесохимического ацетона, так как он заменен аце­тоном брожения. Теперь вырабатываются не только лесохимиче­ские метиловый спирт и уксусная кислота, но и синтетические, причем синтетический метиловый спирт дешевле лесохимического.

Следовательно, необходимо изменять методы и оборудование заводов пирогенетической переработки древесины, чтобы упро­стить и улучшить производство и снизить себестоимость продук­тов; необходимо искать новое применение для вырабатывавшихся ранее продуктов, получать новые продукты для новых областей применения.

При всем этом надо вводить новую технику, стремиться к не­прерывности, механизации и автоматизации производства.

Поэтому при составлении книги особое внимание было обра­щено на:

Описание непрерывнодействующих печей, вполне механизиро­ванных, дающих не только древесный уголь, но и химические продукты;

Создание таких же, но упрощенных печей для переработки от­ходов древесины при лесозаготовках с получением древесного угля для газогенераторов, тракторов, автомобилей и катеров или для стационарного газогенератора, на газе которого должна ра­ботать электростанция;

Разработку порошкового способа переработки парогазов, иду­щих из непрерывнодействующих печей, на товарную смолу и дре­весноуксусный порошок;

Переработку древесной смолы на флотореагенты — вспенива - тели, антиокислители, фенолы;

Переработку древесноуксусного порошка не только на уксус­ную кислоту, но и непосредственно на ацетатные растворители, на переработку древесного угля на активированный уголь и кар­бюризатор;

Улучшение производства древесно-спиртовых продуктов и на использование отходов и отбросов путем переработки окшары на строительный материал, шлама древесноуксусного порошка — на кетоны, кислой смолы — на кетоны, ацетатные растворители и флогомасла.

В книге приведены материалы по теории процесса пирогене - тического разложения древесины, по экстракции, абсорбции, азе - отропии.

Вот почему книга может помочь не только тому, кто работает в установившемся производстве с точно разработанными и осво­енными методами и аппаратами, но и тому, кто ищет новых путей для развития промышленности пирогенетической переработки дре­весины.

[1] П. М. Лукьянов, История химических промыслов и химической про­мышленности России, т. III, гл. V, изд. АН СССР, М., 1951.

[2] П. М. Лукьянов, История химических промыслов и химической про­мышленности России, т. III, стр. 551.

[3] В. И. Шар кое и В. С. Муромцева, Лесохимическая промышлен­ность, № 3, 1940.

[4] А. А. Ливеровский, журн. «Лесная промышленность», 1941, № 5, стр. 23.

[5] Д. В. Тищенко. К. Бардышева и Н. Носова, «Журнал прикл. химии», 1948, т. 21, стр. 976.

* Heuser, Skioidebrand, Zeit. angew. Ch. 1919,32, 1, 71.

[6] В. Н. Козлов и Б. Н. Гуляев, Труды Института химии и металлур­Гии, УФАН СССР, № 6, 1954.

[7] Теплота испарения водьг и других конденсирующих веществ.

[8] Нелетучий углерод — глерод с небольшим количеством водорода, кис­лорода и золы, остающийся в угле при прокалке его до 900'J без доступа воз­духа.

[9] Содержание в абсолютно сухом и безвольном угле углерода, водорода, кислорода определяется конечной (максимальной) тем­пературой обугливания древесины.

[10] В. Н. Ко-1.1 ов II А. О. Мишин;]. Труды ЦНИЛХ1 Г. вып. 5. стр. 42. Г с...стехн. илт. 1934.

* П. A. CoKo. iwi,, В. Ь. Ивашов и А. С. Матвеев, Исс 1<>в.!тс. г,- екпо рапоты но металлургии чугуна. железа и стали, Уралмег, 1928.

[11] В. А. Коробкинн В. Н. Козлов, жхрн. .Уральский техник* 1929 № 10.

[12] Н. И. Никитин, О теплоте горения древесных углей, «Журнал прикладной химии", 1932, № 8, сгр. 991.

[13] В. Н. Козлов, Реконстркц.1Я и'лежжег. ия на Урал:, егр 61, н. и. ЛЬ' СССР, л 1941.

[14] П. А. Бобров, журн. «Лесохимическая промышленность», № 3, 1935.

Труды ЦНИЛХИ,' вып. V, стр. 3—41, Гослестехиздат. М„ 1934.

[15] В. Н. Козлов, Пиролиз древесины, изд. АН СССР, стр. 153, 1952.

- В. Н. Козлов, Н. Б. Андроников и М. Г. М ы ш к и н, Сборник работ лаборатории лесохимии Института химии и металлургии УФАН СССР № 6, 1954.

[16] В. Н. Козлов и Г. П. Крымский, Сборник работ лаборатории лесо­химии Института химии и металлургии У ФАН СССР, № 6, 1954.

[17] Журн. «Химия твердого топлива», 6, стр. 565, 1935.

Метоксильные группы........................ 4,5S 4,г»У | 5,73 в. 13

Метиловый спирт........................... 0.8S, 0,96 ; 1,6 2,07

Данные табл. 58 показывают, что только часть метоксильных трупп переходит в метиловый спирт, большая же часть их пере­ходит в другие продукты обугливания. Что касается метоксиль­ных групп в древесине твердолиственных пород, то они легче от­щепляются с образованием метилового спирта, чем метокспльньк группы хвойных пород древесины.

Легко отщепляемые метокснлы (около 0,1—0,17%) входят в состав пектиновых веществ. Эти метоксильные группы связаны с гидроксильными группами простой эфирной связью, являю­щейся менее прочной, чем связь с гидрохсилами ароматических ядер. Метоксильные группы обнаружены также связанными с углеводным комплексом — холоцеллюлозой.

Количество метоксильных групп, связанных с углеводным ком­плексом, составляет в древесине сосны 10%, березы — около 20%, и дуба — 90%) от общего количества метоксилов в древесине со­ответствующих пород.

В условиях термического разложения древесины и прокали­вания получающегося древесного угля, метиловый спирт может подвергаться следующим химическим превращениям:

Ml ОН - СО 1.1. (41)

СН80Н->-СН,0 + Н, (42)

CHgOH + СО СН3СООН (43)

СН;.ОН -f СО -> СОо -- СН4. (44)

Все эти реакции могут идти одновременно, причем имеются условия, способствующие течению этих реакций: высокая темпера­тура, повышенное давление, наличие угля, являющегося хорошим катализатором, и раскаленных металлических стенок аппарата.

Из уравнения

СО — 2Н2 ^ СН:;ОН — 25 150 кал. (45)

Видно, что образование метилового спирта протекает с выделе­нием тепла. Следовательно, с повышением температуры равнове­сие этой реакции будет передвигаться влево, т. е. в сторону раз­ложения метилового спирта на окись углерода и водород. Поэтому, чем ниже температура, при которой происходит пиролиз древе-

[18] В. П. Сумароков. «Химия и технология переработки древесных смол», Гослесбумиздат, М., 1953.

-Д. Тищенко, К. Барды ш е в а, Н. Носов а, «Журнал прикладной химии». 1948, т. XXI, стр. 976.

•2) Vv'acek Д.. Warner и. „Osterr. Chem. Ztg." 1937. 40, .V 17. ста 387; X? IS, стр. 401.

[19] помещение дтя толкателя; 1 входной тамбур; .?—камера сушки и обугливания; 4 —средний тамбур; 5 камера тушения тгля; 6, 7 и шиберы; <?-днерь; W—Рельсовый путь; //—газопровод; 12 - вентилятор; 13—башня-смолоотделитель; 14—Башня «ля промывки парогазов известковым молоком; /,»—конденсатор; 16—скруббер: 17 и 18— регенераторы; 19--Дымовая труба: 20— -цчопровод; 21 и 22 перекидные клапаны (13—16— подробнее показаны на следующем рисунке)

[20] сме«:1. пне - •иого о «.'мо­ла и пря - i мушки

[21] Н. В. Курин и П. Н. Зингер, журн. «Автомобильная и тракторная

Промышленность», № 2, 1952.

[22] А. А. Ганшин. Журнал «Лесохимическая промышленность», № 9, стр. 47, 1940.

[23] Р — параметр, от которого зависит содержание кислоты в отрабогавшен - воде и содержание кислоты в экстракте. Р (К ■ L) : №. Здесь К -—обратная величина термодинамического коэффициента распределения: /. — объем рас­творителя з л; W — объем водной среды в л.

[24] Н С. Постникова, журн. «Лесохимическая промышленность», N° 8, 1939.

[25] Под крепостью спирта-сырца следует понимать содержание спирта (в ве­совых или объемных процентах), определяемое по удельному весу или спирто­мерами. Наличие в сырце других органических соединений (ацетона, метил - ацетата и др.) не дает возможности по показателю крепости судить об истин­ном содержании в нем метилового спирта Ред.

[26] С. О. Скворцов, журн. «Деревоперерабатывающая и лесохимическая промышленность», № 4. 1953, стр. 10—12.

[27] Этот аппарат и оппсквасмке ниже трехколонный НДА для получения товарного метанола « трехколонный НДА для получения растворителей, ра­ботали в 1940—1941 гг. на Гайновском заводе. Ред.

' Метанол-сырец с описываемого двухколонного аппарата имеет крепость 99% и соответствует укрепленному метиловому спирту. Ред.

[28] Крепостью порошка, согласно ГОСТ 848—41, называется процент­ное содержанке в сухом продукте солея летучих кислот в пересчете на безводну ю уксуснокальциеьую соль.

Значение отдельных составных веществ порошка при его пере­работке. Ценной составной частью порошка является ацетат каль­ция, так как при переработке порошка только он дает основной продукт — уксусную кислоту. Все другие вещества, входящие в состав порошка, являются нежелательными примесями. Эти при­меси — гомологи уксусной кислоты (муравьиная, прс-пионовая, масляная и Др.), смолистые и минеральные вещества, вода.

Муравьиная кислота частично разлагается в присутствии сер­ной кислоты и частично переходит при переработке порошка в кислоту-сырец, ухудшая ее качество. При дальнейшей перера­ботке кислоты-сырца для получения из нее товарного продукта |ледяной, пищевой, реактивной кислоты, ацетата натрия и аце­татных растворителей) муравьиная кислота должна быгь удалена по возможности нацело.

Нежелательными примесями являются и высшие гомологи Уксусной кислоты (проптнэвая, масляная и другие кислоты), так Как при малом их содержании в кислоте-сырце выделить их путем Ректификации практически невозможно. Одна ЧЗСТЬ ВЫСШИХ ГС1МО"

[29] Л. Хор ели, Таблицы азеотропных смесей, Изд. иностранной литера­туры, стр. 29, 1951.

[30] Состав тронной азеотропной смеси см. в табл. 91.

[31] В. Н. Козлов, Н. И. Королева, «Журнал прикладной химии», т. XXV, стр. 434, 1952.

[32] Подобные же фракции получаются и при переработке газогенераторной смолы, получениой из смеси дроз хвойных пород (до 80%) и лиственных (20%). Ред.

[33] В. М. А р а ш к е а и ч и Ф. И. Н а г и р н я к, Селективная флотация, М., Металлургиздат, 1948.

[34] В. Н. Козлов и А. Е. К а з а в и н а, Получение флотореагеятов-пено - образователей из древесной смолы. Труды Института химии и металлургии УФАН СССР, JV» 6,' Л., 1953.

[35] В. П. Козлов, В. Б. Смоленский, В. М. Арашкевич, Журнал прикладной химии, № 9, 1953.