Dầu cao: thành phần, sản xuất, ứng dụng

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Dầu cao được sản xuất bằng cách nghiền bột kraft. Axit béo, thu được từ dầu thô, được sử dụng rộng rãi: sản xuất xà phòng, vật liệu sơn, nhựa epoxy, chất kết dính, sử dụng làm chất phụ gia trong sản xuất các vật liệu khác nhau (cao su, bê tông, giấy và các loại khác).

Mô tả

Dầu cao (sunfat) là một hỗn hợp lỏng của các hợp chất hữu cơ (chủ yếu là axit béo và nhựa cao hơn), có màu sẫm và mùi hăng.

Chất có các đặc điểm vật lý và hóa học sau:

• độ nhớt (ở t=40 ° С) - từ 410 đến 1660 cSt;
• mật độ ở +20 ° С - 994-1001 kg / m3;
• nhiệt dung - từ 1,6 đến 4,1 kJ / (kg K);
• số axit - 158-163;
• điểm chớp cháy - 221 ° C;
• nhiệt độ tự động nhận diện - 304-311 ° С;
• dẫn nhiệt ở nhiệt độ bình thường - 0,13-0,15 W / (m K).

Các đặc tính của dầu cao (điểm đông đặc, độ nhớt) được cải thiện bằng cách thêm các chất phụ gia từ nhựa phenol-formaldehyde, rượu và các chất kháckết nối.

Tỷ trọng, hàm lượng axit nhựa, số axit và số xà phòng hóa phụ thuộc vào thành phần của gỗ nguyên liệu (theo thứ tự giá trị giảm dần của các chỉ số này):

• cây lá kim;
• kết hợp giữa gỗ mềm và gỗ cứng;
• gỗ cứng.

Muối của axit dầu cao được gọi là chất cao.

Nhận

Sulfate nghiền thành bột được thực hiện bằng cách xử lý dăm gỗ với dung dịch nước của natri hydroxit và natri sunfua. Hiện tại, công nghệ này là một trong những công nghệ hàng đầu trong sản xuất bột giấy. Dưới tác dụng của các thuốc thử trên, nhựa cây và axit béo đều bị xà phòng hóa. Chúng biến thành chất lỏng màu đen, là một loại xà phòng sunfat. Sau này được sử dụng hoàn toàn để chế biến thành dầu cao.

Sự bay hơi của rượu dẫn đến sự phân tách một phần tỷ trọng thấp, nổi lên trên bề mặt. Sản lượng của chất này nằm trong khoảng 100-140 kg một tấn nguyên liệu. Dầu cao thô được sản xuất theo 2 phương pháp:

1. Định kỳ. Xà phòng sunfat được bơm vào lò phản ứng, nơi nó tiếp xúc với dung dịch H₂SO₄ 30%. Quá trình phân hủy kéo dài 2-3 giờ, sau đó cùng một khoảng thời gian hỗn hợp sẽ lắng trực tiếp trong bể phản ứng. Chất lỏng được phân tầng thành 3 lớp, lớp trên cùng bao gồm dầu. Nó được bơm ra để rửa và làm khô thêm.
2. Liên tục. Đầu tiên, xà phòng được rửa bằng dung dịch kiềm, sau đó được đưa qua thiết bị đồng hóa và lọc bỏ các tạp chất cơ học. Việc trộn với H₂SO₄ được thực hiện liên tục trong máy bơm. Quá trình phân tách thành các phần diễn ra trong một máy tách, từ đó tất cả các thành phần nhanh chóng được chuyển đến bể chứa.

Lượng dầu cao được tạo ra phụ thuộc vào một số thông số. Đây là:

• thành phần của nguyên liệu nguồn;
• độ ẩm của xà phòng sunfat;
• chất lượng giặt của nó;
• cẩn thận tách các phần (phần giữa, bao gồm lignin, có thể chiếm tới 50% lượng dầu trong đó);
• công nghệ phân hủy.

Thành phần

Các yếu tố chính sau đây ảnh hưởng đến thành phần hóa học của dầu:

• loại gỗ và giống của nó;
• thời điểm trong năm mà nguyên liệu thô được thu hoạch;
• thời hạn và phương pháp bảo quản gỗ;
• điều kiện quy trình.

Dầu cao chứa các chất sau:

• nhựa, hoặc nhựa thông, axit (palustral, abietic, neoabietic, dihydro- và tetrahydroabietic) - 40-45%;
• axit béo không bão hòa (oleic, stearic, linolenic, linoleic, palmitic) - 40%;
• chất không xà phòng hóa (hydrocacbon béo, diterpene, stearin, phytosterol, rượu và những chất khác) - 12%;
• axit hydroxycarboxylic - khoảng 5%.

Làm sạch mà không cần chưng cất

Các thành phần riêng lẻ của dầu cao có giá trị thực tế lớn nhất. Việc tách axit béo và các thành phần khác được thực hiện theo một số cách:

• sử dụngdung môi và hỗn hợp của chúng (propan lỏng, furfural, rượu diacetone, hydrocacbon xăng và các loại khác);
• phản ứng với urê;
• khử cacboxyl hóa (nếu chỉ cần tách axit béo);

Chưng

Trong điều kiện công nghiệp, quá trình chưng cất phân đoạn được thực hiện bằng công nghệ hai giai đoạn:

1. Chưng cất. Khi đun nóng đến 200 ° C, các chất dễ bay hơi được chưng cất từ dầu cao.
2. Chỉnh lưu (tách hỗn hợp do khối lượng và trao đổi nhiệt với hơi nước).

Một cách khác để điều chỉnh dầu là oligome hóa, tạo ra chất khử axit béo. Tại các nhà máy công nghệ ở Mỹ, quá trình này được thực hiện ở nhiệt độ 230-250 ° C, dưới áp suất và có mặt chất xúc tác - montmorillonite. Ở Nga, quá trình oligome hóa được thực hiện bằng phương pháp tự oxy hóa. Dầu cao được làm nóng đến 195 ° C, trong khi liên tục cho không khí đi qua nó.

Đơn

Sau khi chưng cất và chỉnh lưu, một số loại hợp chất hữu cơ thu được, được sử dụng rộng rãi:

• Axit béo dầu cao lên đến 97% nguyên chất (ngành sơn và in ấn).
• Nhựa thông cao (sản xuất giấy và xà phòng, sản xuất chất kết dính cho các tông và giấy, ngành công nghiệp cáp).
• Dầu cao chưng cất (làm xà phòng, sản xuất vecni, nhựa, sơn, chất nhũ hóa, linoleum; tái sinh cao su, giới thiệu làm chất kết dính vào đúc cát-sétbiểu mẫu).
• Sân cao (sản xuất nhựa đường, ván sợi).

Dầu ở dạng thô, chưa cất được sử dụng cho các mục đích sau:

• Tẩm tẩm ván sợi để làm cứng và chống thấm nước;
• phụ gia trong sản xuất bông khoáng và bông thủy tinh (cải thiện đặc tính độ bền trong điều kiện độ ẩm cao);
• sản xuất chất tạo bọt-chất tạo bọt;
• chất làm mềm cho cao su;
• sản xuất nhựa và sơn và vecni (sơn, vecni), chất làm dẻo;
• chất bôi trơn và chất bôi trơn cho gia công dệt may;
• phụ gia vào bitum để cải thiện tính chất kết dính của nó.

Tallates được sử dụng trong sản xuất các chất sau:

• sơn dầu và vecni (phụ gia để tăng tốc độ khô của chúng);
• chất xúc tác cho các phản ứng hóa học;
• thuốc diệt côn trùng;
• chất làm ướt;
• chất làm cứng nhựa đường và sáp;
• giấy sáp để bảo vệ chống ăn mòn.

Dầu cao cũng chứa một lượng sterol cao (lên đến 3%) so với các loại dầu thực vật khác. Những chất này có hoạt tính sinh học và hứa hẹn được sử dụng trong y học, thẩm mỹ và công nghiệp thực phẩm.