Получение лесохимических продуктов на основе побочных продуктов сульфатцеллюлозного производства

Переработка сырого сульфатного мыла. При сульфатной и натронной варках целлюлозы из хвойных пород древесины смолистые вещества получают в виде сульфатного скипидара и сульфатного мыла: являющихся побочными продуктами суль-фатцеллюлозного производства. Очистка их и дальнейшая переработка позволяют получать широкий ассортимент лесохимических продуктов: талловое масло, талловую канифоль, жирные кислоты, талловые эфиры, фитостерин, сульфатный скипидар, флотомасло, сульфан и др.

Экстрактивные вещества древесины в процессе сульфатной варки превращаются в продукты, пригодные к дальнейшей целевой переработке: смоляные кислоты нейтрализуются и в виде водорастворимых натриевых солей переходят в черный щелок; жирные кислоты и их эфиры, содержащиеся в древесине в виде глицеридов олеиновой, линолевой, линоленовой и пальмитиновой кислот, также переходят в щелок в виде натриевых солей жирных кислот; терпеновые углеводороды отгоняются с паром и удаляются в процессе сдувок.

В определенных условиях под влиянием электролитов щелока натриевые соли жирных и смоляных кислот коагулируют и всплывают на поверхность черного щелока в виде легкого пенистого слоя. При всплытии они увлекают нейтральные и окисленные вещества. В результате образуется продукт, называемый сырым сульфатным мылом. По внешнему виду это мазеобразное вещество от темно-желтого до темно-коричневого цвета. Плотность сульфатного мыла находится в пределах от 0,9 до 1,113 г/см3.

Большое разнообразие факторов, влияющих на выход сульфатного мыла, дает противоречивые данные о выходе этого продукта на разных предприятиях. В основном выход его составляет от 40 до 100 кг на 1 т целлюлозы. Количество сульфатного мыла в черном щелоке при смолистости сырья 3 % составляет около 130 кг, а при смолистости 4,5 % до 190 кг на 1 т целлюлозы. Обычно из черного щелока выделяется в среднем 50—60 % смолистых веществ от их содержания в древесине. Качественный состав сырого сульфатного мыла примерно одинаковой для разных предприятий, но имеет некоторые количественные отличия. Например, состав сульфатного-мыла Сегежского ЦБК, %: смоляные кислоты 26,71; жирные кислоты 23,03; неомыляемые 6,86; натрий в органических соединениях 4,43; лигнин и др. 2,99; свободная щелочь 1,93; сульфат и сода 0,63; вода 33,42.

Производство сырого таллового масла. Талловое масло получают разложением сульфатного мыла серной кислотой. Под действием серной кислоты натриевые соли смоляных и жирных кислот разлагаются выделением свободных смоляных и жирных кислот. Процесс получения таллового масла производится периодическим или непрерывным методом в специальных реакторах. Расход серной кислоты плотностью 1,66—1,67 г/см3 на разложение сульфатного мыла на отечественных предприятиях составляет 200—290 кг на 1 т сырого таллового масла. Сырое талловое масло —т емная вязкая жидкость (плотность 0,96—0,99 г/см3) — представляет собой смесь смоляных и жирных кислот с нейтральными веществами и продуктами окисления черного, щелока.

Состав и основные физико-химические показатели таллового масла Сегежского ЦБК следующие: жирные кислоты 40,2%; смоляные кислоты 40,3; неомыляемые 10,44; кислоты, нерастворимые в петролейном эфире 7,84 %; кислотное число 167,2 мг/г; число омыления 192,6 мг/г; плотность 0,993 г/см3. Сырое талло-вое масло является ценным сырьем для производства талловой канифоли и талловых жирных кислот, линолеума, твердого и жидкого мыла, лаков, смазочных масел, алкидных смол, сиккативов, красок и др.

Производство талловой канифоли и жирных кислот. Основную часть таллового масла подвергают ректификации для выделения талловой канифоли, талловых жирных кислот и других продуктов. Ректификация таллового масла осуществляется на 3, 4-колонных установках непрерывного действия под вакуумом. Схема ректификации сложна. Расчетные выходы продуктов на новых установках составляют, %: канифоли 26—36; жирных кислот 26—30; дистиллированного и легкого масла 18—24; пека 16—20.

Талловая канифоль (Т) и ее модифицированные виды — талловая модифицированная (ТМ) нашли широкое применение в бумажном производстве для проклейки бумаги как полноценные заменители дефицитной живичной канифоли. Талловый пек, содержащий 40—45 % смоляных кислот, успешно применяется для проклейки темных сортов бумаги, картонов и ДВП. В нем также содержатся фитостерины, извлечение которых позволяет получить ценные медицинские препараты.

Производство сульфатного скипидара. В процессе сульфатной варки целлюлозы скипидар вследствие своей летучести отгоняется с паром и удаляется из котла со сдувками. После охлаждения и конденсации парогазовой смеси сульфатный скипидар отделяется от воды и поступает на переработку. Сырой сульфатный скипидар имеет желтую или светло-коричневую окраску, плотность 0,85—0,87 г/см3 и неприятный запах вследствие высокого содержания дурнопахнущих сернистых соединений. Очищенный сульфатный скипидар по составу близок к живичному, он содержит, %: а-пинена 70; р-пинена 3,5; Д3-карена 15—20; моноциклических терпенов 3—5; прочих компонентов 3—5. Выход сульфатного скипидара на 1 т целлюлозы составляет при переработке сосны 9,6—12,1 кг, ели 1,4—1,9 кг.

Выработка таллового масла, талловой канифоли и других продуктов переработки сульфатного мыла быстро возрастает с развитием сульфатно-целлюлозного производства. Этому способствует невысокая себестоимость талловых продуктов, поскольку для их получения требуются значительно меньшие затраты труда, чем для получения экстракционной и особенно живичной канифоли.