Tall ulje: sastav, proizvodnja, primjena

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:29

Tall ulje se proizvodi kraft pulpiranjem. Masne kiseline, koje se dobivaju iz sirove nafte, imaju široku primjenu: u proizvodnji sapuna, lakiranih materijala, epoksidnih smola, ljepila, koriste se kao aditivi u proizvodnji raznih materijala (guma, beton, papir i drugi).

Opis

Tall (sulfatno) ulje je tekuća mješavina organskih spojeva (uglavnom viših masnih i smolnih kiselina), koja ima tamnu boju i oštar miris.

Tvar ima sljedeće fizičke i kemijske karakteristike:

• viskozitet (pri t=40°S) – od 410 do 1660 cSt;
• gustoća na +20 °S – 994-1001 kg/m3;
• toplinski kapacitet - od 1,6 do 4,1 kJ/(kg K);
• kiselinski broj – 158-163;
• plamište - 221 °C;
• temperatura samopaljenja - 304-311 °S;
• toplinska vodljivost pri normalnoj temperaturi – 0,13-0,15 W/(m K).

Svojstva tall ulja (njegova točka skrućivanja, viskoznost) poboljšavaju se dodavanjem aditiva iz fenol-formaldehidnih smola, alkohola i drugihveze.

Gustoća, sadržaj smolne kiseline, kiselinski broj i broj saponifikacije ovise o sastavu sirovog drva (slijedom pada vrijednosti ovih pokazatelja):

• četinjača;
• mješavina mekog i tvrdog drveta;
• tvrdo drvo.

Soli kiselina tallovog ulja nazivaju se talati.

Primi

Sulfatno pulpiranje se provodi obradom drvne sječke s vodenom otopinom natrijevog hidroksida i natrijevog sulfida. Trenutno je ova tehnologija jedna od vodećih u proizvodnji celuloze. Pod djelovanjem navedenih reagensa dolazi do saponifikacije smole i masnih kiselina. Pretvore se u crnu tekućinu, koja je sulfatni sapun. Potonje se u potpunosti koristi za preradu u talno ulje.

Isparavanje tekućine dovodi do odvajanja frakcije niske gustoće, koja ispliva na površinu. Prinos tvari je u rasponu od 100-140 kg po toni sirovine. Sirovo talno ulje proizvodi se na 2 metode:

1. Periodično. Sulfatni sapun se pumpa u reaktor gdje se izlaže 30% otopini H2SO4. Proces razgradnje traje 2-3 sata, zatim isto toliko vremena smjesa se taloži izravno u reaktoru. Tekućina je stratificirana u 3 sloja, gornji sloj uključuje ulje. Ispumpava se za daljnje pranje i sušenje.
2. Neprekidno. Najprije se sapun ispere otopinom lužine, zatim se propušta kroz homogenizator i filtrira od mehaničkih nečistoća. Miješanje s H₂SO₄ vrši se kontinuirano u pumpi. Razdvajanje na frakcije odvija se u separatoru iz kojeg se sve komponente brzo uklanjaju u spremnike.

Količina proizvedenog tall ulja ovisi o nekoliko parametara. Ovo je:

• sastav izvornog materijala;
• vlažnost sulfatnog sapuna;
• kvaliteta pranja;
• pažljivo odvajanje frakcija (srednja frakcija, koja se sastoji od lignina, može sa sobom ponijeti do 50% ulja);
• tehnologija razgradnje.

Sastav

Sljedeći glavni čimbenici utječu na kemijski sastav ulja:

• vrsta drveta i njegova pasmina;
• doba godine tijekom kojeg su sirovine ubrane;
• trajanje i način skladištenja drva;
• uvjeti procesa.

Tall ulje sadrži sljedeće tvari:

• smole, ili kolofonij, kiseline (palustralne, abietičke, neoabijetičke, dihidro- i tetrahidroabijetičke) - 40-45%;
• nezasićene masne kiseline (oleinska, stearinska, linolenska, linolna, palmitinska) - 40%;
• nesapunibilne tvari (alifatski, diterpenski ugljikovodici, stearin, fitosterol, alkoholi i drugi) – 12%;
• hidroksikarboksilne kiseline - oko 5%.

Čišćenje bez destilacije

Pojedinačne komponente tall ulja imaju najveću praktičnu vrijednost. Odvajanje masnih kiselina i ostalih sastojaka vrši se na nekoliko načina:

• korištenjeotapala i njihove smjese (tekući propan, furfural, diaceton alkohol, benzinski ugljikovodici i drugi);
• reakcija s ureom;
• dekarboksilacija (ako je potrebno izolirati samo masne kiseline);

Destilacija

U industrijskim uvjetima, frakcioniranje se provodi pomoću dvostupanjske tehnologije:

1. Destilacija. Kada se zagrije na 200 ° C, hlapljive tvari se destiliraju iz tall ulja.
2. Rektifikacija (odvajanje smjese zbog izmjene mase i topline s parom).

Drugi način za modificiranje ulja je oligomerizacija, što rezultira dimerima masnih kiselina. U tehnološkim postrojenjima u SAD-u ovaj se proces provodi na temperaturi od 230-250°C, pod pritiskom i uz prisutnost katalizatora - montmorilonita. U Rusiji se oligomerizacija provodi metodom autooksidacije. Tall ulje se zagrijava na 195 °C, uz kontinuirano propuštanje zraka kroz njega.

Prijava

Nakon destilacije i rektifikacije dobiva se nekoliko vrsta organskih spojeva koji se široko koriste:

• Tall ulje masne kiseline do 97% čistoće (industrija boja i tiska).
• Kalofonij (proizvodnja papira i sapuna, proizvodnja ljepila za karton i papir, industrija kabela).
• Destilirano tall ulje (izrada sapuna, proizvodnja lakova, smola, boja, emulgatora, linoleuma; regeneracija gume, uvođenje kao vezivo u odljevke od pijeska i glineobrasci).
• Visoki teren (proizvodnja asf alta, vlaknastih ploča).

Ulje u svom sirovom, nedestiliranom obliku koristi se u sljedeće svrhe:

• Impregnacija od vlaknastih ploča za stvrdnjavanje i hidrofobizaciju;
• aditiv u proizvodnji mineralne i staklene vune (poboljšanje svojstava čvrstoće u uvjetima visoke vlažnosti);
• proizvodnja sredstava za flotaciju-sredstva za pjenjenje;
• omekšivač za gume;
• proizvodnja smola i boja i lakova (boje, lakovi), plastifikatora;
• maziva i maziva za obradu tekstila;
• aditiv bitumenu za poboljšanje njegovih ljepljivih svojstava.

Talati se koriste u proizvodnji sljedećih tvari:

• uljane boje i lakovi (aditiv za ubrzavanje sušenja);
• katalizatori za kemijske reakcije;
• insekticidi;
• sredstva za vlaženje;
• učvršćivači za asf alt i vosak;
• voštani papir za zaštitu od korozije.

Tall ulje također sadrži visoku količinu sterola (do 3%) u usporedbi s drugim biljnim uljima. Ove tvari su biološki aktivne i obećavajuće za primjenu u medicini, kozmetologiji i prehrambenoj industriji.