Химическая переработка скипидара

Развитие производства дешевых органических растворите­лей, в основном на базе продуктов нефтехимического синтеза, привело к резкому сокращению использования скипидара в ка­честве растворителя.

Основное назначение скипидара в настоящее время — синтез на его основе различных вторичных продуктов. Ранее для хи­мической переработки применяли только живичный скипидар, как продукт наиболее высокого качества, но теперь используют также экстракционный и очищенный сульфатный скипидар.

Отечественный живичный скипидар представляет собой мно­гокомпонентную смесь терпеновых углеводородов: а-пинена (65—70 %), р-пинена (5—7%), А3-карена (10—15%), а также незначительных количеств p-мирцена, l-лимонена, дипентена и др. Из этих компонентов получают разнообразные вторичные продукты: камфен, камфару, терпингидрат, синтетическое фло­тационное масло, душистые вещества (из р-пинена) для пар­фюмерной промышленности и др. В последние годы приобрели важное значение терпеновые смолы — терпенофенольные и политерпеновые; они используются как компонент адгезивных композиций, например в клеевом слое липких лент различного назначения, в том числе для изготовления картонной тары и упаковки товаров. Введение термопластичных терпеновых смол повышает клейкость адгезивных материалов и обеспечивает сохранение клейкости при низких температурах.

Очистка сульфатного скипидара. Сырой сульфатный скипи­дар — резко и неприятно пахнущая жидкость желтого или чаще темно-красного цвета. Он содержит терпенов при переработке сосновой древесины 70—85 %, еловой 50—60 %, а также 10— 30 % сернистых соединений. Скипидар очищают путем ректи­фикации, обычно в двухколонном аппарате, в сочетании с хи­мической обработкой, но предварительно его промывают рас­твором щелочи и высушивают. В первой колонне отбирают лег­кие масла, обогащенные сернистыми соединениями. Легкие масла используют для получения одоранта, а также сырья для выработки диметилсульфоксида (одорант—средство для при­дания запаха газу, используемому в газовых плитах; это дает возможность вовремя обнаружить по запаху утечку газа). Во второй колонне скипидар освобождают от высококипящих фрак­ций, после чего его обрабатывают в реакторе раствором гипохлорита натрия при перемешивании (хорошие результаты дает также промывка скипидара перекисью водорода). Затем ски­пидар отделяют от раствора гипохлорита натрия, промывают раствором щелочи и водой и высушивают поваренной солью.

По качеству очищенный сульфатный скипидар подразделя­ется на три сорта — высший, I и II.

Производство камфары. Камфара представляет со­бой бициклический терпеновый кетон с эмпирической формулой Ci0Hi6O. Известны два вида камфары — естественная и синте­тическая.

Естественную камфару добывают из древесины и листьев камфарного дерева, произрастающего на острове Тайвань, в южной части континентального Китая и в Японии. В чистом виде естественная камфара обладает следующими свойствами: температуры плавления 179 °С, кипения 209 °С; р420 = 0,995; а420 = +40-^44° (10%-ный раствор в этиловом спирте); раство­римость при 20 °С в воде 0,16%, а в абсолютном этиловом спирте около 150 % и в ксилоле 160 %.

Синтетическая камфара — это продукт переработки скипи­дара (пинена) или пихтового масла. Она находит применение в производстве целлулоида, небьющегося стекла и др. Камфара и ее производные, отвечающие требованиям фармакопеи, при­меняются в медицине.

Из предложенных методов получения синтетической кам­фары на основе скипидара (пинена)—пиненхлоргидратного, тетрахлорфталевого, изомеризационного и др.— наиболее ши­рокое применение получил изомеризационный метод, основан­ный на изомеризации пинена (как а- так и р-пинена) в камфен в присутствии поверхностно-активных кислых катализаторов.

Промышленный метод получения синтетической камфары разработали В. Е. Тищенко, Г. А. Рудаков, С. Я. Коротов и др. В качестве сырья они использовали свободный от продуктов окисления живичный скипидар или же выделенный из него технический пинен, а в качестве катализатора — акти­вированную глину, которую получали, обрабатывая природную глину Зикеевского месторождения 10%-ной соляной кислотой, затем промывая водой и высушивая при 150 °С. В настоящее время вместо активированной глины применяют титановый ка­тализатор. Процесс синтеза камфары по изомеризационному методу идет в такой последовательности:

пинен камфен изоборкилформиат изоборнеол камфара

Ректификация скипидара. Из скипидара под разрежением путем ректификации выделяют пиненовую фракцию. Подогре­тый скипидар подают в среднюю часть непрерывнодействующей ректификационной колонны, снабженной каландрией или подкубком. Колонна имеет 40—60 колпачковых тарелок. Пары пинена выводят сверху колонны в дефлегматор-конденсатор, а вышекипящую часть скипидара — снизу колонны. Дистиллят — пиненовую фракцию частично отбирают в приемник, а осталь­ную часть возвращают в колонну в виде флегмы, поддерживая флегмовое число от 4 до 8. Давление на верху колонны реко­мендуется поддерживать около 15 кПа, при этом температура на верху колонны составляет около 100 °С, а в каландрии до 140 °С.

Пиненовая фракция содержит 88—92 % а-пинена и 6—7 % р-пинена; ее плотность 0,858—0,861 г/см3, показатель преломле­ния 1,465—1,467.

Вышекипящая часть скипидара (кубовый остаток) содер­жит около 50 % А3-карена, 20 % лимонена, 3—4 % а- и р-пиненов и др. Ее смешивают с другими скипидарными отходами камфарного производства и подвергают перегонке для отделе­ния от смолистого остатка. Дистиллят называется «скипидаром без пинена». Плотность его 0,856—0,870 г/см3, nD20 1,4735— 1,4820, отгон до 170 °С не более 5%, а до 190 °С — не менее 90%.

Все ректификационные колонны в камфарном производстве должны быть хорошо герметизированы, так как в случае заса­сывания воздуха происходит окисление терпенов.

Несомненно при производстве различных химических предприятий необходимы очистительные сооружения.

Очистка сточных вод — комплекс мероприятий по удалению загрязнений, содержащихся в бытовых и промышленных сточных водах.

Первичные отстойники, куда на этом этапе попадает вода, предназначены для осаждения взвешенной органики. Это железобетонные резервуары глубиной пять метров и диаметром 40 и 54 метра. В их центры снизу подаются стоки, осадок собирается в центральный приямок проходящими по всей плоскости дна скребками, а специальный поплавок сверху сгоняет все более легкие, чем вода, загрязнения, в бункер.

Также в биологической очистке, после первичных отстойников и аэротенков существует вторая линия радиальных отстойников. Во вторичных отстойниках находятся илососы. Они предназначены для удаления активного ила со дна вторичных отстойников очистных сооружений промышленных и хозяйственных стоков.

Физико-химический этап

Данные методы используют для очистки от растворенных примесей, а в некоторых случаях и от взвешенных веществ. Многие методы физико-химической очистки требуют предварительного глубокого выделения из сточной воды взвешенных веществ, для чего широко используют процесс коагуляции.

В настоящее время в связи с использованием оборотных систем водоснабжения существенно увеличивается применение физико-химических методов очистки сточных вод, основными из которых являются:

— флотация;
— сорбция;
— центрифугирование;
— ионообменная и электрохимическая очистка;
— гиперфильтрация;
— нейтрализация;
— экстракция;
— эвапорация;
— выпаривание, испарение и кристаллизация.

Дезинфекция сточных вод

Для окончательного обеззараживания сточных вод предназначенных для сброса на рельеф местности или в водоем применяют установки ультрафиолетового облучения.

Для обеззараживания биологически очищенных сточных вод, наряду с ультрафиолетовым облучением, которое используется, как правило, на очистных сооружениях крупных городов, применяется также обработка хлором в течение 30 минут.

Хлор уже давно используется в качестве основного обеззараживающего реагента практически на всех очистных городов в России. Поскольку хлор довольно токсичен и представляет опасность очистные предприятия многих городов России уже активно рассматривают другие реагенты для обеззараживания сточных вод такие как гипохлорит, дезавид и озонирование.

Дата добавления: 2015-07-16