содержание   ..   150  151  152  153  154  155  156  157  158  159  ..

§ 56. СПОСОБЫ ПЕРЕРАБОТКИ ДРЕВЕСНЫХ СМОЛ

Отстойная смола. При тепловой обработке смолы в условиях разгонки в присутствии воды и кислоты высокомолекулярные соединения ее претерпевают реакции деполимеризации и гидролиза, приводящие к образованию масел. Параллельно идут реакции уплотнения с образованием пека. Таким образом, процесс разгонки смолы — процесс физико-химический: образование низкомолекулярных соединений, составляющих древесно-смоляные масла, посредством химических реакций деструкции и отгонки образовавшихся масел. Изменяя условия тепловой обработки смолы, можно регулировать полноту образования масел 

и пека. Течение химических реакций, приводящих к образова­нию масел, зависит от кислотности среды, температуры раз­гонки, продолжительности реакции; полнота отгонки образовав­шихся масел зависит от относительной летучести масел и парциальной упругости их над жидкостью. Наиболее благоприятные условия для процесса маслообразования могут быть созданы в трубчатом реакторе. В этом аппарате вода и органические кис­лоты проходят вместе со смолой всю нагревательную зону, обес­печивая течение реакций кислотного гидролиза: нагрев смолы длится непродолжительное время; температура разгонки, скорость подачи сырья, продолжительность нагрева смолы хорошо регулируются. Для избежания закоксовывания труб обязательно соблюдение развитого турбулентного режима потока смолы на всем реакционном участке трубы при равномерном ее нагреве. Принципиальная схема реактора изображена на рис. 89.

Выход масел при разгонке образца газогенераторной смолы влажностью 17,4 %, и кислотностью 4,7 % при различной температуре и остаточном давлении 0,3 * 10² кПа представлен в табл. 47. Для сравнения в этой же таблице приведен выход фракций масел при периодической (производственной) разгонке смолы.

Подобная закономерность выхода масел наблюдается для всех видов древесной отстойной смолы. В смоле содержится значительное количество низкомолекулярных соединений, пере­гоняемых при ее тепловой обработке и образующих масла. Однако основное количество масел образуется в результате кислотного гидролиза при температуре выше 200 °С.

5                 % не приводит к дальнейшему возрастанию выхода масел. Природа кислоты не оказывает заметного влияния (муравьи-

47. ВЫХОД МАСЕЛ ПРИ РАЗГОНКЕ ОБРАЗЦА ГАЗОГЕНЕРАТОРНОЙ СМОЛЫ И ФРАКЦИЙ МАСЕЛ ПРИ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ РАЗГОНКЕ СМОЛЫ

Разгонка газо­генераторной смолы при разной кислотности дала зависимость содержания масел от кислотности смолы, показанную на рис. 90. Положительное влияние кислот на образование масел определено и в других видах смолы. Увеличение кислотности более

на я, уксусная, ортофосфорная кислоты, а также смесь органических кислот с одинаковым эффектом действуют на процесс образования масел). В реакционной зоне трубчатки присутствует двухфазная смесь (жидкость — пар) исходного сырья, продуктов реакции, кислоты и воды, поэтому реакции масло- и пекообразования идут в гетерогенной среде. Последовательно-параллельные реакции указанных типов возможны в кинетической и диффузионной области. Определяющими факторами протекания реакций, при данной температуре, а следовательно, и количественного выхода продуктов разгонки являются: время контакта (продолжительность пребывания смеси в реакционной зоне трубчатки) — в кинетической области и степень турбулизации потока — в диффузионной области. При разгонке смолы в про­мышленных трубчатых печах при температуре 260—280 °С критерий Рейнольдса изменяется в нагреваемом участке от 1,4Х Х10⁴ до 3*10⁵. Оптимальное время пребывания смеси в реак­ционной зоне составляет (1-2) • 10^-2 с. Процесс идет в кинети­ческой области. Найденные расчетным путем размеры трубча­того реактора и сопротивление системы для разной производи­тельности представлены в табл. 48.

В зависимости от породы переугливаемой древесины, от способа пиролиза, а также выделения древесной смолы и сроков

хранения химический состав ее неодинаков. При разработке ре-жимов непрерывной разгонки смолы в трубчатой печи учтены следующие обстоятельства: а образование масел при разгонке смолы идет в присутствии воды и кислот, поэтому целесообразно перерабатывать смолу после естественного отстоя с влажностью 15—18 % и кислотностью 4—8 %,; б) наиболее легко осуществим на отечественных смолоперерабатывающих заводах вакуум порядка (0,7-0,8) • 100 кПа, поэтому для промышленной разгонки рекомендуется остаточное давление в системе (0,2-0,25) * 100 кПа.

48. РАЗМЕРЫ ТРУБЧАТОГО РЕАКТОРА И СОПРОТИВЛЕНИЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ РАЗ­НОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ