Никитин Н.И., Солечник Н.Я., Комаров Ф.П. Химическая технология дерева

Подождите немного. Документ загружается.

202

—

достаточно легко фильтруемую, а, кроме того, продолжительное

выдерживание влажной щелочной целлюлозы в закрытых ящиках

содействует

более глубокому и равномерному набуханию веще-

ства, что оказывается благоприятным для последующего хими-

ческого воздействия на него

сероуглерода.

Во время предварительного созревания в щелочной целлю-

лозе происходит особый процесс медленного распада комплекс-

ных частиц (CfiH^O-)^ при чем показатель п в них посте-

женно уменьшается. В первой

главе

этой книги говорилось уже

о. значительной численной величине показателя п для клетчатки—

вещества, обладающего поэтому большою величиною частиц. Из

праткики

вискозного производства, а также из лабораторных

испытаний

известно, что созревшая предварительно щелочная

целлюлоза

дает

гораздо более жидкую вискозу, по сравнению

с несозревшей.

Изменяя

температуру

при предварительном

созревании, или меняя его срок, можно регулировать процесс

дезаггрегации (распада) частичек щелочной целлюлозы, с целью

•олучения вискозы, обладающей вполне определенной вязкостью,

•беспечивающей правильный ход ее фильтрования и надлежащие

механические свойства нитей.

После предварительного созревания в течение 72 час, ще-

лочная целлюлоза выгружается из ящиков в особые гермети-

чески закрываемые, вращающиеся аппараты — б араты, где

•на

обрабатывается сероуглероцом при перемешивании и из

рыхлой белой хлопьевидной массы в течение

3'/.

—4

час. пре-

вращается в пластичный оранжевый ксантогенат, в котором

структура

отдельных волокон уже не сохраняется, в чем можно

убедиться рассматриванием пробы вещества под микроскопом.

Образование ксантогенового соединения клетчатки, имеющей

спирта и обладающей тремя гидроксилами в элемен-

тарной частице С

Н.О,(ОН)

или С

1О

;

, происходит таким же

образом, как например, при действии

сероуглерода

на щелочной

раствор обыкновенного этилового спирта:

..00,11

—

C=S'*

+ Н

0 .... (1>

«войства

0,11.011

-4-

£,\}О

••

Подучающийся ксантогенат этилового спирта надо рассматри-

вать, как производное ксантогеновой кислоты, имеющей формулу:

,011

\SH

(2)

Ксантогеновая кислота родственна угольной кислоте,

структур-

ная

формула которой имеет следующий вид:

С=0

ОН

(3)

Для получения ксантогеновой кислоты, в последней формуле

нужно заменить два кислородых атома на два атома серы.

Ксантогенат этилового спирта представляет, таким образом,

сложный

эфир

этого алкоголя и ксантогеновой кислоты, полу-

чающийся е отщеплением воды. Кроме того, один водород

группе SH замещается в нем натрием (см. форм. 1). Ксанто-

генат клетчатки получается по такому же уравнению, как и для

спирта, т. е.:

,00,11,0,

Н„О

(ОН)

+ ХаОН + CS

-> C=S + Н,О . . (4)

SXa

При

образовании последнего ксантогената, в химическую

реакцию

вступает

только один из

трех

гидроксилов целлюлозы.

Если представить схематически один из гидроксилов целлюлозы

вступившим во взаимодействие с группой ОН ксантогеновой

кислоты, при отщеплении частицы воды, то понятие о ксанто-

генате, как о сложном

эфире,

делается более наглядным.

Выше было сказано, что образование пластического оранже-

вого ксантогената происходит во вращающемся герметически

закрываемом аппарате — барате. Схематический черт, (рис.102)

этого аппарата представлен здесь для уяснения его устройства.

Варат

представляет круглый или шестигранный горизонтально

расположенный металлический барабан, вместимостью

600—800

л,

двойными стенками, для охлаждения реагирующей массы

— 204 —

воцош.

Барабан приводится в движение на горизонтальных

осях, расположенных на подшипниках, утвержденных на массив-

ных стойках. Вращательное медленное движение достигается от

привода при помощи червячной передачи С. Впуск сероугле-

рода внутрь барата производится через полую ось я, через ко-

торую

можно также отсасывать избыток сероуглерода действием

вак$м-насоеа. Труба Ъ служит для впуска воды в полое про-

странство двойной оболочки аппарата. С противоположной сто-

роны

имеется непоказанная на чертеже подобная же отводящая

Рис.

102. Барат.:

воду

труба.

Буквою d обозначен на чертеже мерный цилиндр

для сероуглерода.

Практически

для получения ксантогената

берут

около Зо

/„

сероуглерода от веса сульфитной целлюлозы. Нагревание массы,

происходящее при смешении с сероуглеродом, получается не-

большое и легко умеряется водяной оболочкою

между

двойными

степк.чмя барата. Подача сероуглерода нз цистерн-хранилищ

производится, в виду большой огнеопасности и летучести этой'

ЖИДКОСТИ,

помощью давления на ее поверхность газообразной

углекислоты или

другого

инертного газа. Для наблюдения за

ходом реакции в крышке барата вделано толстое стекло и,

кроме того, в барате имеется термометр.

— 205 —

По

окончании взаимодействия с сероуглеродом, кеантогенат

высыпают из опрокинутого барата по широкой

трубе

в резер-

вуар-растворитель, снабженный мешалкою, вертикальная ось

которой

приводится во вращение посредством шкива и шестерен.

Подобные растворители обычно помешаются в нижнем этаже

фабрики,

непосредственно под баратами.. Резервуар раствори-

теля имеет также двойные стенки для охлаждения проточной

водою. Емкость его составляет от 1500 до

3000

л. Кеантогенат

здесь растворяется в слабом едком натре, взятом с таким рас-

четом, чтобы конечное содержание NaOH в вискозе составляло

6—8°/

а целлюлозы

7-8"/,,.

Перемешивание в растворителе

производится в течение Г.'/„-4 часов. По окончании растворения

получают вязкую

буроватую

вискозу, которую пропускают

для фильтрации через фильтрпрессы и затем перегоняют в так

называемый вискозный погреб, *де она хранится и «созревает,

цилиндрических железных закрытых баках в течение 80—

ПО

часов '). Материалом для фильтрования-вискозы в фпльтрпрес-

сах служит бумазея,

ТОНКИЙ СДОЙ

ваты и плотное бумажное полотно.

В процессе фильтрования должны быть тщательно удалены из

вискозы

все остатки нерастворившихся волокон и механические

примеси,

которые

могут

закупоривать отверстия в платиновых

колпачках-фильерах при процессе получения нитей из вискозы.^

Баки

для созревания, помещающиеся в вискозном погрсое.

имеют арматуру для выкачивания

воздуха

пз свободного про-

странства над поверхностью вискозы. Делается это для облегче-

ния

освобождения вискозы от заключающихся в ней воздушных

пузырьков, быстрее исчезающих при разрежении.

Самый

процесс созревания вискозы состоит в нижеследую-

щем.

При продолжительном стоянии щелочного раствора ксан-

тогената в баках, он претерпевает медленно идущий гидролиз по

следующей приближенной схеме:

/ОС.Н.О,

/О(0.Н.О

ОН ОН

4C=S

2Н

О-ЗО=8 +2С

Stfa

SNa

-SXa

находятся в зависимости от температуры.

—

206

/О(С,Н,О

),ОН

О(С,Д1

О,)

(ОН)

ОН

O-*C=S

c=-

SNa

SXa SNa

Процесс

созревания вискозы может прогрессировать

далее,

что происходит

при

дальнейшем увеличении числа целлюлозных

групп

при

группах С =S

Освобождающаяся

во

время гидро-

SNa

лиза кеантогеновая кислота распадается, благодаря своей

не-

устойчивости,

выделением сероуглерода

едкого натра:

SXa

кислый

ксактогено-

вокполый натрий,

сероуглерод.

Получающийся

едкий

натр

сероуглерод

вступают

растворе

во вто-

ричную

реакцию

образуют,

так

называемый,

тиоуглекислый

натри*,

сероводород-.

ХаОН

4- з

CS,,

-* 2

Xa,CS

Со

+ ;

, щ

Ka,CS

+ 3 Н,0 -^ 2

Ка.

СО

+ з H,S.

моуглияелого

натрия прадает

оозреваюЩ

ей

РаЛПРИ11РЯД

НИИ

бВД

РУ

живавт

^пях

выделшощегосл

сро-

результате

процесса созревания

накопления целлюлоз-

ных групп постепенно увеличивающая свою вязкость вискоза

может обратиться

студень,

т. е.

коагулироваться.

До

этого,

однако созревание

не

доводят.

прядению вискоза считается

готовой

тому моменту, когда

в ней

образуется продукт

с че-

тырьмя частицами целлюлозы,

т. е. "

На

быстроту созревания вискозы оказывают влияние темяе-

«^

ИСК03Н

р°

Г0

Греба>

соде

жан

едкой щелочи

растворе

др.

условия. Температура погреба строго регулируется даровым

-207

обогревом,

одной стороны,

и при

помощи холодной воды,

пропускаемой

по

змеевикам

иди при

помощи холодильных

ма-

шин—с

другой. Обычная температура

при

согревании

1о—16 .

Процесс

можно сильно ускорить

(48 час,

вместо

80-100

час),

если повысить температуру

до 20°.

Надлежащая степень созре-

вания

обеспечивает достижение желаемой

для

производства

вязкости

вискозы, необходимой для правильного

хода

процесса оса-

ждения нитей,

также надлежащие механические свойства нитей.

СЛИШКОМ

мало созревшая вискоза

при

этом плохо осаждается.

Созревштю вискозу перед прядением тщательно фильтруют

через фндирирессы,

затем

она

подается давлением

воздуха

15-3

атмосферы

прядильный

зал, где

распределяется

по-

мощью трубопроводов

между

отдельными прядильными машинами.

В прядильных машинах вискоза поступает

особые неболь-

шие насосы, работающие

таким расчетом, чтобы

равные

промежутки времени посылать одинаковые количества жидкости

прядильный колпачкам-фильерам. Подобная ровная подача

обеспечивает равномерность получающейся нити.

новейших

прядильных машинах,

так

называемой, цевтрофугальнои системы,

каждое веретено снабжено особым иасосом, приводимым

в дви-

жение отдельным электромоторчиком

в '/

lrt

л. с. (см.

ниже»,

ток

что

засорение одного какого-нибудь колпачка

не

влечет

остановку работы

других

веретен,

каждое веретено может

быть выключено

для

замеиы фильеры новым платиновым колпач-

ком,

прокаленным

дм

прочистки засоренных отверстий

) от

случайных органических загрязнений. Насосы раоотают

или на

принципе

двух

зубчаток, увлекающих

при

вращении проходя-

щую

между

ними вязкую жидкость

(см. рис. 103

зуочатого

на-

coca),

или же при

помощи поршней.

(105—0

08 *«.

прочистка

фильер

Н,8О,

В..™».

—

208

Подаваемая насосами вискоза

еще раз

фильтруется перед

самым образованием нити. Фильтрация производится

неболь-

ших эбонитовых фильтр-бужах, один

из

которых изображен

на рис. 104.

Вискоза поступает через отверстие

центральный канал,

на

боковых

стенках которого имеется несколько

отверстий.

Из

отвррстий вискоза

ра-

стекается

по

многочисленным попереч-

„

„ , ным и

продольным канавкам

затем

Рис.

ЮЗ. Зубчатый насос.

проходит через фильтрующий слой,

на-

пример,

из

полотна

батиста

свободное пространство

между

фильтрующим слоем

наружной оболочкой,

затем отво-

Ряс.

104.

Фильтр-буж.

дится через стеклянную

изогнутую

трубку,

на

конце которой

укреплена платиновая фильера

многочисленными тонкими

209

отверстиями, образующими отдельные нити. Выдавливание

этих нитей происходит

ванне

серной кислотой

(8°/

к ко-

торой прибавлено: некоторое количество глюкозы (7—10

/,,)—для

придания

эластичности нити; около

1°/„

сернокислого цинка—

для увеличения блеска шелка

несколько

°/о

сернокислого

натрия

или

других

солей—для высаживания студневидного

ксан-

тогената

из

раствора. Ксантогенат этот почти моментально

раз-

лагается серной кислотой, нейтрализующей щелочность вискозы

вызывающей весьма быстрый гидролиз ксантогената,

т.-е. при-

соединение частицы воды

выделение свободной ксантогеновой

кислоты

) и

целлюлозы

по

уравнению:

O=S

Cell.

Н„О

C=S

+ Cell.

SNa

Целлюлоза выделяется

виде набухшей нити, кислая

же

соль ксантогеновой кислоты претерпевает дальнейшее разло-

жение

при чем

образуется

NaHSO

вода.

Из

описания

этого химического процесса видно,

что

получаемые

результате

его

нити искусственного шелка состоят

из

чистой

целлюлозы,

этим

они

отличаются

от

шелка натурального,

по

составу своему представляющего совершенно

другое,

азот-

содержащее вещество. Искусственный вискозный шелк,

будучи

промыт, отбелен

высушен

под

натяжением^ обнаруживает

чисто внешнее

сходство

блеске

красоте

натуральным,

шелком.

На

рис. 105

изображена

деталь

так

называемой центрофу-

гальной прядильной машины, именно, одно веретено. Выдавлл-

вываемый

из

фильеры

под

поверхностью кислой ванны

(см. са-

мую правую часть

рис. 105)

пучок осаждающихся нитей полу-

чает

настолько значительную прочность,

что

выдерживает

тре-

ние

направляющего стеклянного крючка

или

ролика

трение

направляющей стеклянной палочки. Через поднимающуюся

опускающуюся воронку (17) скручивающаяся нить проходит внутрь

') Вернее, квелой натриевой

ее

соля.

Инки

тин.

Технология дерева.

— 210 —

быстро

вращающейся на

своей

оси алюминиевой

кружки

(цен-

трофуги),

производящей

тягу

и кручение нити, посредством от-

брасывания ее к своим стенкам и сматывания в так называе-

мый

«кулич».

Алюминиевая кружка имеет в своих стенках

отверстия (1а), для сто-

ка

жидкости, увлеченной

нитью из ванны и отбра-

сываемой при вращении

кружки. Скорость вра-

щения—5200 -

5500

обо-

ротов в минуту. Это

быстрое вращение дости-

гается или от электро-

моторчиков или от ка-

кого-либо иного привода.

Общий вид прядильной

машины,

имеющей с каж-

дой стороны по

30—40

веретен, изображен на

рис.

106. Каждая такая

машина

может вырабо-

тать

60—80

кг ниток в

сутки. Толщина получае-

мых на таких машинах

нитей зависит от ско-

рости подачи раствора

насосами и от числа и

диаметра отверстий в

фильерах. Так как непо-

средственное измерение

толщины нитей является

Рис.

105. Веретено центрофугальной машины, менее удобным, нежели

сравнение их веса, то за

меру принимают этот последний и выражают в граммах вес

нити

10000

м длиною (в практике обычно

9000

м). Коли-

чество граммов выражают числом

«денье»

(лионское счисление)

— 211 —

так

что

нить

в 150

денье будет весить

150

г,

при

длине

9000

м.

Мотки,

вынутые из алюминиевых кружек прядильных ма-

шин,

подвергаются затем пропариванию, перемотке, промывке

14*

— 212 —

сушке. Далее искусственный шелк обрабатывается раствором

сернистого натрия для удаления осевшей на нитях серы, и

отбеливается раствором хлорноватистокислого натрия, после

чего

промывается и сушится вновь.

Выход

шелка в хорошо поста-

вленных современных предприятиях составляет около

75°/

считая на вес исходной сульфитной целлюлозы.

Вискозный шелк, состоящий из осажденной клетчатки, яв-

ляется гигроскопичным и способен легко

набухать

в воде. При

набухании пряжи вискозного шелка, она теряет в прочности на

разрыв процентов на

60—80.

Сопротивление на разрыв влажного

натурального йелка уменьшается при таких же условиях только

на

1О°/„.

Сильно выраженная у вискозного шелка способность

набуханию ограничивает возможность частого его мытья, так

как

ткани при этом легко повреждаются. Сильная набухаеыость

вискозного шелка в последнее время понижается при помощи

прядения

вискозы из растворов в формалине, закрепляющем

нити,

но делающем их менее эластичными. В ткачестве вискоз-

ный

шелк применяется или в чистом виде, или в виде тканей,

у которых основа, например, состоит из хлопковой пряжи, а

уток состоит из шелка, или в виде

других

комбинаций, бле-

щущих разнообразием окраски и рисунков. Значительное рас-

пространение вискозный шелк имеет для изготовления гардин,

дамского белья, различных материй,

галстухов,

чулок, кружев

т. л. Стоимость вискозного шелка в несколько раз меньше

стоимости шелка натурального. С экономической стороны про-

изводство это считается за границей очень выгодным, о чем

свидетельствует

число возникающих новых предприятий. Пред-

приятия

эти конкурируют

между

собою, применяя различные

усовершенствования и патенты, разрабатываемые в недрах соб-

ственных лабораторий.

сотрудничеству в этих предприятиях привлекаются извест-

ные специалисты в области химии целлюлозы, а также инже-

неры,

связываемые особыми условиями, согласно которым они

лишаются права передавать свои знания

другим

предприятиям

мировая продукция

всех

видов искусственного шелка, соста-

влявшая в 1913 г. 16,5 тысяч т, возраслак1925г. до

70.000

— 213 —

в настоящее время еще расширилась. Вискозный способ

производства искусственного волокна занимает в указанной ми-

ровой продукции первое место, именно, в 1924 г. —

88°/,).

Вто-

рое место

(7,8°/

)

занимал в 1924 г. искусственный шелк, из-

готовляемый по нитрационному способу (нитро-шелк). По при-

близительному нашему

подсчету,

общее количество перерабо-

танной

на искусственный шелк древесины составляло в 1925 г.

около

600000

куб. м плотной древесной массы.

Выше уже было сказано, что в качестве сырья для произ-

водства вискозного шелка применяется отбеленная сульфитная

целлюлоза. Целлюлоза эта изготовляется из отборных еловых

балансов. Старая и молодая древесины, отличающиеся различ-

ной

впитывающей способностью к варочной кислоте,

дают

целлюлозный картон не вполне одинаковых физических .и хими-

ческих качеств,

даже

при строго единообразных условиях варки.

При

превращении такой целлюлозы в ксантогенат получаются

вискозы,

различной вязкости. Еще большие колебания в- вязкости-

вискоз

получаются, если исходная целлюлоза варится с несоблю-

дением условий постоянства состава варочной кислоты, постоян-

ства в

ходе

температуры и давления во время варки, а также

лри различной отбелке. Сильные колебания в вязкости вискозы

затрудняют процесс ее фильтрования и заставляют часто изме-

нять

некоторые производственные операции, что весьма неудобно

для производства. Для увеличения чистоты сульфитной целлю-

лозы, применяемой в вискозном производстве, после отбелки

хлорноватистокислым натрием, или хлорной известью, ее под-

вергают

промывке слабым раствором едкого натра (например,

Va'/oJt

чт0

благоприятно влияет на удаление остающихся в цел-

люлозе следов лигнина, несколько уменьшает остающееся в ней

количество нентозанов ') и увеличивает процентное содержание

стойкой части, нерастворяющейся в 18°/

едком натре, так назы-

ваемой, альдОа-целлюлозы. При последующем вымачивании картона

18°/

едком натре, производимом на вискозных фабриках (см.

выше, стр. 200), отжимаемый щелок в таком

случае

менее за-

грязняется гемицеллюлозами и прочими переходящими в раствор

') О составе сульфитных целлюлоз си. стр. 151.

— 214 —

веществами. Исследование, произведенное нами в Лесотехниче-

ской

академии '), показали в последнее время, что довольно

подходящая сульфитная целлюлоза может быть получена для

вискозного

производства из лиственной

породы—осины.

Надле-

жащим выбором температуры и продолжительности сульфитной

варки

и подходящим подбором концентрации варочной кислоты

условий отбелки может быть получена осиновая целлюлоза,

почти не уступающая по своей чистоте целлюлозе из ели.

В частности, несмотря на высокое начальное содержание пен-

тозанов в дравесине осины (22—23%, вместо

11°/

обычно

содержащихся в древесине ели), полученная в лаборатории

небеленая сульфитная целлюлоза осины содержала только 7,7,%

пентозанов.

Содержание пентозанов в осиновой сульфитной

целлюлозе сильно падает после мерсеризации

17,5°/

едким

натром,

так что в стойкой по отношению к щелочи части

)

пентозанов

содержится всего

2,7°/

Малая длина волокон оси-

новой

древесины

(1,2—1,5

мм, вместо

3—3,5

мм для древесины

ели),

не может служить препятствием для переработки осиновой

целлюлозы на вискозу, так как для последнего производства

длина целлюлозных волокон не имеет значения. Интересно

также отметить, что осиновая древесина, пораженная, напри-

мер,

второй стадией обычной гнили Fomes igniarius,

дает

цел-

люлозу, не отличающуюся по химическому составу и вязкости

от целлюлозы из здоровой осины. Все эти обстоятельства ука-

зывают на возможность применения осины для варки хотя и

коротковолокнистой,

но химически довольно чистой целлюлозы,

которая

должна оказаться пригоднбй для вискозного произ-

водства.

Отбеленная чистая сульфитная древесная целлюлоза в по-

следние годы стала применяться, кроме вискозного производ-

ства, еще и для нитрации, т. е. для производства бездымного

пороха, двунитроклетчатки, целлулоида и т. п. пластических

продуктов. Для равномерности пропитки нихрационной смесью

(смесь крепкой серной и азотной кислот), древесная ц«ллю-

Труды по лесному опытному

делу,

вып. 2, стр. 3 (1930 г.).

В так называемой альфа-целлюлозе, о которой только что говорилось.

— 215 —

лоза берется в виде очень тонкой креповой белой бумаги, по-

добной той, которая применяется для изготовления перевязоч-

ных пакетов. Что касается до искусственного шелка из ацетил-

целлюлозы, представляющего продукт действия уксусного ангид-

рида [(СН

СО)

О] на клетчатку, то таковой готовится главным

образом из целлюлозы хлопка и древесная целлюлоза в этом

случае. применяется лишь частично, в виде примеси к хлопковой.

Являясь по своему химическому составу диацетилклетчаткой—

(СН

СОО)

, ацетатный шелк не

набухает

в воде и почти

не

теряет своей прочности при стирке. Ацетатный шелк является

более ценным продуктом, нежели вискоза, и по цене и по ка-

честву,

представляя в настоящее время один из самых благо-

родных продуктов химической переработки целлюлозы.

В последние годы число првизводных клетчатки, применяе-

мых для получения пластических продуктов (пленок, Лаков,

пластических масс и т. п.) продолжает увеличиваться. Особого

упоминания

заслуживают простые эфиры клетчатки получаемые

технике действием хлористых алкилов на щелочную целлюлозу.

Так,

метилцеллюлоза может быть, получена по следующей реакции:

H,O

(OB), + 3 Na ОН + 3 СН

С1 = С

Н,О

(ОСИ,),

КС1

ЗНО

Реакцию

производят в закрытых автоклавах, при повышен -

ной

температуре и давлении. Пленки этилцеллюлозы отличаются

прозрачностью и химическою стойкостью. Бензилцеллюлоза

Н,О

(ОСН

) может быть получена таким же путем.

Если

действовать на щелочную целлюлозу хлористым амилом

C1,

при температуре около 140°, то получается новое

производное клетчатки—амилцеллюлоза ').

') Н.

Никитин

и Л. Сахаров: печатается.

ГЛАВА

YII.

Сухая перегонка дерева.

Общие

сведения.

В основе процесса

сухой

перегонки дерева, имеющей целью

получение уксусной кислоты, метиловогЪ спирта,

угля

и проч.

продуктов, лежит нагревание древесины до высоких температур

без Доступа

воздуха,

например, в реторте. Древесина при этом

разлагается и претерпевает глубокие химические изменения.

Вместе с этим

реторте образуются газообразные и паро-

образные продукты разложения древесины, а также углистый

остаток. Первые продукты отводятся из реторты в холодильники,

которых парообразные продукты конденсируются до жидкого

состояния

н образуют водянистый и смолистый погоны. Прохо-

дящие через холодильник газообразные продукты не изменяют

своего физического состояния и являются отдельным отходом

сухой

перегонки дерева. При

сухой

перегонке хвойных пород,

кроме

того, выделяется содержащийся в них скипидар. Продукты

термического разложения древесины не являются однородными

химическом отношении и представляют собою смеси разно-

образных воществ. Так, в состав газов входит углекислый газ,

окись

углерода,

метан и др. газы; в состав водянистого погона

(дестиллата) входит уксусная кислота, почему этот погон часто

называется древесным уксусом,-а такж.е метиловый спирт, ацетон,

часть растворимых ,« древесном

уксусе

смолимн. др. вещества.

Наконец,

в состав смолистого погона входят различные легкие

тяжелые смоляные масла. Водный и смолистый дестиллаты не

являются,

таким образом, готовыми продуктами, а представляют

собою полупродукты, подлежащие дальнейшей переработке.

— 217 —

Состав дестиллатов прежде всего зависит от породы дерева, из

которого они получены. Наиболее резкая разница в составе

продуктов

сухой

перегонки дерева наблюдается при перегонке

лиственных и хвойных пород. Дестиллат лиственных пород отли-

чается от дестиллата хвойных пород большим содержанием

уксусной кислоты и метилового спирта. Однако, дестиллат

лиственных пород не содержит скипидара и такой ценной смолы,

какая

образуется при

сухой

перегонке хвойных пород.

Выход

уксусной кислоты из некоторых лиственных пород составляет,

например,

5—7°/

от веса воздушно-сухого дерева, а из хвойных

пород всего

2—3°/

Выход

метилового спирта составляет для

лиственных пород, в среднем, около

1,5°/

для хвойных же

только

0,7—0,9°/

от веса воздушно-сухого дерева.

Наиболее распространена

сухая

перегонка лиственных пород.

Причины

этому

следует

искать не только в большем выходе

уксусной кислоты и метилового спирта из этих пород, но также

в том обстоятельстве, что для извлечения смолы и скипидара

хвойных пород имеются

другие

методы переработки. Очень

большие количества древесины хвойных обугливаются, однако,

у нас, например, на Урале, а также в Швеции, т. е. там, где

древесный

уголь

может быть использован для металлургических

целей (для выплавки чугуна).

Наиболее высокие выхода уксусной кислоты и метилового

спирта

дают

следующие лиственные породы: береза, бук, дуб,

липа,

осина и граб, из которых береза уиотребляется у нас

главным образом, в

сухой

перегонке дерева. Обособленно

следует

отметить

сухую

перегонку березовой (бересты) и осиновой коры,

которые

дают

большое количество дегтяи Из хвойных пород

сухой

перегонке дерева находят себе применение сосна, ель.

пихта, но особенно ценным сырьем являются, сосновые пни и

корни,

а также подсоченная сосна, содержащие большое коли-

чество смолы и скипидара, которые являются главными и

наиболее ценными продуктами

сухой

верегонки хвойных пород.

Ниже

приводится таблица выходов (в °/

от веса дерева)

нродуктов

сухой

перегонки дерева лиственных и хвойных пород

(таблица Ел аз она и его сотрудников).

— 218 —

ТАБЛИЦА

Выходы продуктов сухой перегонки дерева

по

данных

Клазона

(в % от

веса

древесины).

Продукты сухой

перегонки

Угоаь

Газы:

СО

Метан

. . . .

Углеводороды

Уксусная кислота

. . .

Метиловый спирт

. . .

Ацетон

Растворимая

древесном

уксусе?смола

. . . .

Смола

Вода

Береза

31,80

9,96

3,32

0,54

0,19

7,08

1,60

0,19

8,15

7,93

27,81

Бук

34,97

10,90

4,22

0,47

0,20

6,04

2,07

0,20

5,89

8,11

26,58

Сосна

37,83

10,13

3,74

0,23

0,59

3,50

0,88

0,18

8,03

11,79

22,27

Ель

37,31

10,30

3,7t;

0,20

0.62

3,19

0,96

0,20

7,75

8,08

25,70

Древесина, поступающая для

сухой

перегонки дерева, должна

быть по возможности сухой, так как влажная древесина

требует

большего количества тепла, идущего на испарение влаги и,

кроме того,

дает

более жидкий водный дестиллат (о влиянии

влажности см. ниже). Таким образом, срубленные и разделанные

для

сухой

перегонки деревья должны пролежать на открытом

воздухе

12—18 месяцев, иногда даже два года. Заготовку дров

поэтому целесообразнее производить зимой, когда в дереве

содержится наименьшее количество соков. Кроме того, для более

быстрого высыхания можно с поленьев удалять кору, при этом полу-

чаются при весенней*з"аготовке «соченые» дрова. «Соченые

дрова»

219 —

вместе с тем

дают

и более чистый водный дестиллат. Кора

березы и осины используется отдельно для получения дегтя.

Для понижения влажности дерева возможно также применять

искусственную сушку в специальных сушилах. Искусственная

сушка дерева применяется в данном случае довольно редко.

Размер поленьев для

сухой

перегонки дерева не должен быть

очень крупным или мелким.

Пригодными для

сухой

пере-

гонки

дерева являются, на-

пример,

поленья

0,5—0,75

длиною и толщиною в 12

15 см. Толстые поленья раска-

лываются, для чего имеются

специальные механические ко-

луны (см. рис. 107). Еолку,

конечно,

можно производить и

вручную. Размер поленьев за-

висит также от величины ре-

торт, в которых идет пере-

гонка. Для

сухой

перегонки

могут

употребляться пеоко-

ренные дрова, но окорка зна-

чительно

улучшает

качество

получающихся продуктов, так

что ее полезно производить.

Вблизи завода необходимо

Рис.

107.

Механический колун.

ЬОЛИЗИ

завода

acuMv««.«

сосредоточить запас дров, достаточный, примерно, на год ра-

боты. Дрова укладывают в штабеля в направлении ветров. М,-

жду

штабелями делают промежутки для лучшей ЦЦ^

воздуха

и сушки дров. Целесообразно также устраивать навес

из

досок для защиты дров от дождя.

Теория

сухой

перегонки

дерева.

Процесс

сухой

перегонки

требует

для своего практического

заверения /емпературн около 40*. т. «• выше эт<,. „«пе-

ратуры из дерева образуется сравнительно ничтожный процент

—

220 —

летучих

продуктов.

При

сухой

перегонке наблюдаются следую-

щие

фазы процесса.

При

под'еме температуры

до 170° из дре-

весины

выделяется, главным образом, вода

наблюдается лишь

слабое разложение.

От 170° до 270°

разложение

это

постепенно

прогрессирует,

и в это

время образуется некоторое количество

кислород

содержащих газов

очень немного паров уксусной

кислоты.

При 270°—280°

наблюдается экзотермическая фаза,

протекающая

бурным выделением тепла,

при

одновременном

энергичном

обугливании. Выделение тепла

при

этом настолько

значительно,

что его

почти

хватает

для

практического закан-

чнвания

процесса, лишь

малым нагревом снаружи.

момента

экзотермического распада

(270°)

начинается главный период

сухой

перегонки, причем

до

температуры

380°

образуются

наи-

более существенные количестве уксусной кислоты

метилового

спирта

(см.

таблицу

35, Э. Ф.

К)

на).

этот главный период

образуется

отходит

из

реторт

легкая емола. Выше

380°

до 500°

наблюдается образование сравнительно

уже

небольших

количеств жидких продуктов

сухой

перегонки, именно, здесь

образуется тяжелая смола.

Что

касается отходящих неконден-

сируемых газов,

то

начиная

с 280° и

выше кислород-содер-

жащие газы

(С0

и СО)

постепенно

все

более

уступают

место углеводородам (этилену, метану

и т. п.), а при

самых

высоких температурах

составе газов начинает преобладать

водород. Выше

500°

вообще происходит разложение (тепловая

диссоциация)

возникающих

летучих

продуктов, протекающая

при

каталитическом воздействии раскаленного

угля

металлических

стенок

реторт

(см.

табл.

35).

Из

таблицы

видно,

что

образование уксусной кислоты

сиирта заканчивается

при

температурах, близких

к 400° С;

таким

образом

для

сухой

перегонки лиственных пород

эта

температура

является

достаточной,

что и

подтверждается

на

практике.

При

сухой

перегонке хвойных пород температура должна быть

не-

сколько

выше

400° С, так как при

этих температурах отгоняется

дополнительное количество тяжелой смолы. Температура

про-

цесса

сухой

перегонки оказывает влияние

не

только

на

весь

ход процесса,

но и на

природу

количество получающихся

221

—

Я"

СО

КЗ

СО

см

оЗ

Н"

•я

Фаз1

«ttodotfoa

9HH91t9VncT

••

ЧV *L v IL

М.Л

ЪШ

пиУтииУглл

ПнисНИUv

-1Ни

VfinrfflTT

VUl ДиДир |

•doVoa9iui

9ИН9Сэ¥нд

aofcodotfoa

-9Kj£

'H9It9tf

-не

oirebBH

'00

9ИНЭ!ГЭУнд

•ntfoa

ВИН91Г91Г

-на

3'oBhodji

900

1О

со

••?!

—280

200"

сч

(

•

печи

о»

ОО

•**

ее

со

'С

t->

о"

сч

|О

со

>о

35,

•

со

от

сч

со

20,

ее

о"

со

•

7»

-ago

.о"

со

ет

ю"

<м

о"

-шю

с"

36,

«с

[ев

•-»

s aosej

вахоэыигон

•я

lire

laaoH

пворн.

го

со

•*#

(73

ста

,210

кал.

В*

ile

г;

ев

р;

О)

>»

ее

ко;

•§•

§.

аЗ

1ирт

кие

ВОД

ксуон,

р.

=в

-во,

Пары

ЕС

ата

юла

слота

Оче

ОС

•S-4

•

ffi

ест