Пантелеев В.П. Сухая перегонка дерева. Переработка подсмольной воды на уксусную кислоту, уксуснокислые соли, метиловый спирт, ацетон, хлороформ и иодоформ

Подождите немного. Документ загружается.

—

Порода.

аз

•С Я

Дубъ

л-Ьтн.(стволъ)')

„ „

вътвн

») .

„ „

хворостъ

Букъ

краен,

(стволъ).

„ „ хворостъ .

Береза

(стволъ)

„ стволъ и вт>твн.

„ хворостъ. . .

„ хвор.оченьтонк.

б-Бл.

(стволъ) .

стволъ и вътви.

380

317

277

380

314

3(4

33*

332

318

269

370

224

1*7

163

224

18.5

179

199

Hit;

IMS

159

218

213

Букъ

бт>л.

(хворостъ). I 313

„ (хвор. оч.

TOHK.J.

298

Ольха

Iстволъ) . . .

„ (стволъ и в"Ьтви)

„ (хворостъ). . .

Ива

(хворость).

Ель

(стволъ) . . .

„ (вътви) ....

„ (хворостъ). . .

Сосня

(стволъ).

. .

„

(вътви)

. . .

„

(хворостъ)

. .

29:!

291

283

276

277

247

312

256

281

« "

185

17В

173

172

1Н7

163

164

1«9

184

151

2НЗ

! 167

Такимъ

образомъ изъ приведенныхъ данныхъ мы можемъ

составить ясное представлеше о колебанш уд-1зльнаго веса

даже одного и того же дерева.

Какъ

сказано выше, на в-всъ дерева вл1яетъ весьма боль-

шое

количество услов1й; такъ напр., дерево т+.мъ тяжелее,

ч'Ьмъ

благопр!ятнъ-е услов1я его роста:

дубъ

им-ветъ несрав-

ненно

бол'Ье уд-вльный въхъ, когда онъ выросъ на глубокой

черноземно-глинистой

почв-в, въ болъ-е тепломъ, чт.мъ хо-

лодно.мъ климат+»; сосна, наоборотъ, когда она выросла на

почвЬ

песчаной и не въ елншкомъ тепломъ климатв и, на-

конецъ,

букъ, poCTymiii на известковой иочв'Б, имветъ уд-вль-

ный

в-Ьсъ бол-fee, ч-Ьмъ выросш1й на какой-либо другой почвъ\

Дерево, произраставшее въ густомъ насажден1и, бываетъ

тяжел-fee, выросшаго на открытомъ м-Ьст-fe.

Дерево старшаго возраста тяжелее молодого.

Пзъ

приведенной таблицы мы видимъ, что стволъ дерева

всегда тяжел-fee, ч-Ьмъ въ-тви и корни, хотя въ хвойныхъ по-

родахъ, всл'Ьдств1е большаго содержатя смолы, в'Ьтви и корни

тяжелее ствола.

') Полынья.

Кругляки.

—

13 —

Дерево, срубленное зимою, тяжелее срубленнаго Л-БТОМЪ.

Последняя

разница у лиственныхъ породъ доходитъ до 8°/

у хвойныхъ до 5°/

Самое

сильное вл!яше на изм-Ьнен1е въ В-БСБ дерева им-Бетъ-

степень

его сухости. Всего сыр-ве, и, сл-вдовательно, тяжел-Ье

св-вже-срубленное дерево; просохнувъ въ

л-fecy,

оно теряетъ

около

15°/

въ В-БС-Б; на открытомъ

воздух-в

или въ сухомъ

заишшенномъ

отъ дождя, МЪЧГГБ, В-БСЪ его уменьшается на

30"/„;

искусственной и<е просушкой можно уменьшить в'Ьсъ

на

45°/„.

При

этомъ потеря въ вътъ- при сушкъ-

будетъ

сравни-

тельно бол-ве у мягкихъ породъ, въ дерев-fe молодомъ, въ ме-

н-fee смолистомъ и срубленномъ въ соку, ч-Ьмъ у твердыхъ по-

родъ, въ дерев-fe старомъ, смолистомъ и срубленномъ зимою.

Цвптъ

дерева им-ветъ важное значеше, какъ признакъ-

для отлич1я породъ и ихъ доброкачественности.

У нашихъ древесныхъ породъ встр-вчаются цв-feTa ВСБХЪ-

отт^нковъ

отъ б-Ьлаго до бураго, окрашивая древесин}- бо-

л-fee

или мен-fee равномерно.

На

эти отлич1я им^ютъ большое вл1яше, кром-Б индиви-

дуальныхъ свойствъ, почва, климатъ, роетъ, возраетъ и здо-

ровье дерева.

Б-влая

древесина встречается преимущественно у липы,,

граба, тополей, ивъ и пихты.

Желтовато-буроватая и красновато-б-влая у бука, клена

березы, ольхи, ясеня, рябины и ели.

Желтовато и краснобурая у

дуба,

ильма, ор-вшника, чер-

ной

ольхи, сосны и лиственницы.

Цвътъ дерева бываетъ гЬмъ опред-вленн-fee и ярче,

Ч-БМЪ

лучше, благопр1ятнъ-е была почва,

Ч-БМЪ

гуще насаждеше иг

старше возраетъ дерева.

Съ

болезнью дерева изм-вняется его цвъть, такъ чта

онъ

можетъ даже служить въ извъттныхъ случаяхъ призна-

комъ

доброкачественности, или порока дерева.

Такъ

напр., желтый ЦВ-БТЪ древесины

дуба

указываетъ на

здоровое состоян1е его; наоборотъ же, фюлетовый отт-Ьнокъ

можетъ служить признакомъ болъ-зненнаго состоян1я

дуба.

Ч-кмъ

равном-];рн+,е пвъ-тъ

дуба,

т-Ьмъ онъ доброкаче-

ственнее.

Синевато-серый

цв'Ьтъ древесины сосны составляетъ из-

вестный

признакъ ея гнилости.

Вл1ян1е на дерево воды и

воздуха.

Дерево подъ вл!яшемъ

воздуха

и воды подвергается зна-

чительнымъ изменешямъ, которыя въ окончательномъ виде

представляютъ полное разрушен1е дерева.

— 14

Подъ

вл1яшемъ же одного изъ названныхъ агентовъ дерево

можетъ сохраняться весьма продолжительное время, такъ напр.,

въ н'Ькоторыхъ египетскихъ пнрамидахъ найдено дерево, про-

лежавшее бол-fee

4000

лъ"гъ и ВПОЛНЕ сохранившее свои хоро-

ння

качества.

Точно

также въ ВЪ-НБ въ одной нзъ церквей половыя

балки (изъ сосны) сохранились вполнъ впродолжеше 600 Л-БТЪ.

Дерево же, подвергающееся одновременному дънств1ю

воздуха

и влажности, разрушается весь.ма быстро даже при

низкой

температур-h.

Подобное разрушерпе начинается обыкновенно съ азо-

тнстаго древеснаго сока, вс„тЬдств1е проникновешя въ него

изъ

воздуха

различныхъ микробовъ и бактерш.

Атмосферный

воздухъ

наполняетъ обыкновенно собою

Bcfe

скважины, век отжившде сосуды дерева и такимъ обра-

зомъ способенъ поддерживать разложеше дерева, даже безъ

доступа внъшняго

воздуха.

Горячая вода весьма энергично хвйствуеть на дерево;

такъ по опытамъ Либиха, дерево, нагр'кваемое въ паровомъ

котл'Ь

при температур-fe

120—130°

впродолжеше недели пре-

вращается въ продуктъ, похожи! на бурый уголь.

Дерево, которое въ теченш нвкотораго времени было

подвержено выщелачивашю водой, напр., при сплавленш его

по

рт5кт5, сильнтзе сопротивляется разрз'шительному дъ-йствш

воды и

воздуха.

Последнее обстоятельство обусловливается извлечешемъ

изъ

дерева легко разлагаемаго древеснаго азотистаго сока.

Однако,

подобное выщелачиваше водою, т. е. сплавлеше

л-feca отчасти обезц-вниваетъ его, какъ топливо и какъ ма-

тер1алъ, употребляемый для химической переработки.

По

произведеннымъ опытамъ оказывается, что при

д-fefi-

ствш воды въ течен!и нед-вли, дерево теряетъ около 9°/„ перво-

начальной теплотворной способности. Въ практик-fe обыкно-

венно

нринимаютъ, что 112,3 объемовъ плавленнаго лъта рав-

ноценны

100 объемамъ лъта, доставленнаго сухимъ путемъ.

Объемъ л-feca при сплавленш увеличивается въ среднемъ

около

6-ти и бол-fee процентовъ.

Въ виду изложеннаго для сохранешя дерева отъ бол-fee

сильнаго разложен!я предложено много средствъ, такъ напр.,

быстрое высушиваше л-feca, выборъ л\

чшаго времени для

рубки л-feca, пропитываше его различными противогнилост-

ными

составами и проч.

Вл1ян1е высокой температуры на дерево.

Если

подвергать дерево постепенному нагръ-вашю въ закры-

томъ сосуд-fe, безъ доступа

воздуха,

то получаемъ

Ц-БЛЫЙ

рядъ

газообразныхъ, жидкихъ и твердыхъ продуктовъ разложен1я

дерева.

— 15 —

, -г f

••,• V .-*

Подобны!!

процессъ въ техник-fe носитъ назван1е сухой

перегонки

дерева и весьма подробно изел-вдованъ француз-

скимъ

химикомъ В1олеттомъ.

При

этомъ надо заметить, что опыты Вюлетта им-Ьли

главною своею ц'Ьлью изучение условш, вл1яющихъ на вы-

ходъ

древеснаго угля.

Следующая таблица даетъ ясное представлеше о

ход-fe

самаго процесса при постепенномъ повышенш температуры

нагр+>ваемаго

сосуда.

Для этого опыта была взята крушина.

j -JN-

•)

;.{

1Я

Потеря

въ

В^БСБ

при

высушива-

Н1И

дерева при

150" С.

15.00

17.17

14.04

14,36

17.28

15.40

15.80

12.73

15.58

13,16

14.76

12.91

14,94

14,43

13.69

12.54

12.52

14.48

14,3*

16.37

12.Р8

13.90

13,90

13.84

14.60

14,60

Температура

гонки

дерева.

160

170

180

190

200

210

220

230

240

250

260

270

280

290

300

310

320

.330

340

350

432

1023

1100

1250

1300

1500

темпер, плав-

ленш платины.

100 ч. безвод-

наго дерева вы-

Д-БЛЯЮТЪ

жид-

кихъ продукт.

2,00

5.45

11,41

18.01

22,90

26,86

32,50

44,63

49,21

51.33

58,77

62,86

63,84

65,91

66.39

67.13

(>7,77

68,23

68.47

70.34

81.13

81,25

81.60

82,06

82.54

82.60

85,00

100 ч. безвод-

раго дерева

даютъ твердаго

остатка.

98.00

94.55

88,59

81,99

77,10

73,14

67.50

55,37

50,79

49,57

40,23

37.14

36,16

34.09

33,61

32.87

32.23

31,77

31,53

29,66

18,87

18.75

18,40

17,94

17.46

17,31

15,00

а.

-S

а,

— 16 —

Изъ

этихъ опытовъ видно, что при нагр+,ванш дерева

при

150° С. происходить только высушиваше безъ разло-

жешя его.

При

температуре выше 150° С. начинается уже заметное

разложение дерева съ выд-влешемъ вначале воды, спирта,

уксусной кислоты, ацетона, метиламина и др.

Выд-Ьлеше газообразныхъ и смолистыхъ продуктопъ при

этомъ происходить въ весьма незначительномъ количестве.

При

повышенш температуры отъ

260°

С. обугливаемое

дерево выдЪляетъ, кроме водянисто!! части, газообразные

продукты: углеводороды, углекислоту, окись

углерода,

ме-

танъ, этиленъ, ацетиленъ и др.

Наконецъ,

въ пре.тЬлахъ температуры

330—432°

С. раз.то-

жеше дерева идетъ съ вы.тплешемъ ' по преимуществу смо-

листыхъ веществ!,.

Изъ

этой же таблицы мы видимъ, что при температура

до

260°

получается только слегка поджаренное дерево; отъ-

260 до

330°—бурый

или красньп"!

уголь

и, наконецъ. при

340°

выше — черный уголь.

При

температур* выше

432°

С. выделяется уже незначи-

тельное количество дестпллата: такъ изъ таблицы мы видимъ,

что при

1023°

выдълеше веществъ увеличивается всего на

0,1 проц.

ПОЭТОМУ

температуру

432°

С. принимаютъ при

сухой

пере-

гонке дерева предельной и оканчиваютъ процессъ.

Теплотворная способность дерева.

Iеплотворною или теплопроизводительною способностью

дровъ, или вообще топлива, называютъ то количество теплоты

(въ опредъ-ленныхъ единипахъ). которое способно развить

одна весовая единица топлива при своемъ гортшш.

Такъ

напр., если говорить, что теплотворная способность

дровъ

2820,

то это значить, что одна весовая единица де-

рева (килограмм!,, фунтъ, граммъ) способна выделить при

своемъ горёши такое количество теплоты, которое въ со-

стоянш

нагреть

2820

такихъ же в'Ьсовыхъ единипъ воды

(килограммъ, фунтъ, граммъ) на 1° С.

Для изм^ренля теплотворной способности выбрали еди-

ницу, выражающую количество теплоты, способное нагреть

одну весовую часть воды на 1°, отъ 0° до 1° С.

Опред-Блеше теплотворной способности дерева важно при

оценке

дровъ, какъ горючаго матер1ала.

Подобное опред'влен1е можно производить либо теорети-

ческимъ путемъ по химическому составу дровъ, либо же пу-

темъ опыта, основаннаго на законахъ

физики.

— 17 —

Изъ

многочисленныхъ опытовъ найдены числа, выражаю-

нця

теплотворную способность различныхъдревесныхъпородъ:

Воздушно-сухое.

Букъ б-Ьлый. . .

Дубъ

Ясень

Кленъ

Iеплопроизво-

дительная спо-

собность.

3100

2400-3000

;

3000—3500

3600

Воздушно-сухое.

Букъ красный . .

Лиственница . .

Липа

Тополь . .

Геплопроизво-

дительная спо-

собность.

3300—3600

2800—3700

3400—4000

3400—3700

Въ среднемъ можно принять

следующую

теплопроизво-

дительную способность:

для дерева твердаго, вполне

сухого

. . . 4144

„ „ мягкаго „ „ ...

4236

„ „ въ среднемъ „ „ ... 4170

„ „ воздушно-сухого (съ 15°/

О) .

3550

(съ 10°/

НЮ) . 4100

„ „ обожженнаго

4700

Кроме

описанныхъ способовъ, имеющихъ целью опре-

делить все количество тепла, которое можетъ дать данное

топливо,

въ практике употребляютъ

другой

чисто-эмпири-

ческш способъ оценки топлива, состоящш въ опредБлен1и

количества воды, которое можетъ быть испарено весовою

единицей

топлива, при сожиганш его подъ паровикомъ опре-

деленнаго устройства, такъ напр., считаютъ, что 1 килогр.

воздушно-сухихъ дровъ способенъ выпарить отъ 3,4 до 4Д

килогр.

воды, или 1 килограммъ

сухихъ

дровъ —

4,25—5,1

килогр.

воды.

Brix

произвелъ значительное количество опытовъ надъ

испарешемъ воды при хорошо конструированныхъ топкахъ

для различныхъ древесныхъ породъ.

Результаты этихъ опытовъ приведены въ след. таблице:

Сосна

(старая). .

Сосна

(молодая) .

Сосна

(сухая)

. .

Ольха

Береза

Дубъ

Букъ (краен, стар.)

„ (крас, молод.)

„ (б*лый) . .

ПЕРЕГОНКА

ДЕРЕВА.

0° до 110° С.

0 - 110 „

| о —

по

„

—

по

„

| О - 110 „

| о — по .

0-110 „

; о - по „

- по „

— 18 —

П.

Дровяной

л$съ.

Дровяной

л-fecb

представляетъ тамя деренья и части ихъ,

который

не

могутъ

быть обращены ни въ строевой, ни въ

поделочный .тЬсъ.

При

заготовка дровяного л'кса обращаютъ внимаше на

сортировку, способъ складки. мЪру и хранеше его.

Дрова обыкновенно сортируются по разм+фамъ, формЬ

по порода л"Бса.

Деревья, предназначенныя для дровъ, по срубкт, и очистки

отъ сучьевъ, распиливаютъ или

перер}"баютъ

на иол1;нья и

складываютъ въ правильный кучи опредъменнаго объема.

Объемъ этотъ зависитъ отъ мЬстнмхъ обычаепъ и \сло1нй.

При

заготовка лиственнаго ;г!;са для казановъ или ре-

тортъ необходимо обращать внимаше на размеры по.ткньенъ

делать ихъ такой длины, чтобы они умещались въ аппа-

ратЬ

по длин'В или ширин'Ь и/Ьлое число разъ. Также необ-

ходимо мри этомъ заботиться о бол+>е правильной форлИ;

дровъ для того, чтобы по возможности избежать неплотной

загрузки казана или реторты.

Кром-fe того, такой л'Ьсъ полезно, весною при срубкЬ его,

освобождать отъ коры и ТБМЪ самымъ способствовать по-

лучению бол-ве чистыхъ продуктовъ

сухой

перегонки—уксус-

ной

кислоты и древеснаго спирта.

У насъ въ Россш за нормальную мтфу дровъ принята

кубическая сажень, въ которой плотной древесной массы

считаютъ только 250 кубич. футовъ.

Въ разныхъ мъттностяхъ Россш. при различномъ назна-

ченш дровъ, приняты друпя мЬры, oтличaющiяcя

между

про-

чимъ, длиною ио.твньевъ.

Длина пол'Ьньевь обыкновенно зависитъ отъ способности

породъ колоться: ч"вмъ дерево

легче

колется, ГБМЪ длиннЬе

можегь быть ио.ткно; отъ устройства печей и аппаратовъ

сухой

перегонки; отъ особенностей сплавной р-вки и проч.

Длина полъ-ньевъ им-ветъ громадное в.пяше на содержа-

Hie

плотной древесной массы въ сажени, на что. обыкновенно,

у насъ мало обращаютъ внимашя.

По

опытамъ Konig'a видно, что при прямомъ, расколо-

томъ Л"БСВ, содержаше плотной древесной массы въ куби-

ческой сажени уменьшается на 1 проц. съ каждымъ футомъ

удлинешя полъ'ньевъ.

При

прямомъ кругляк-fe и кривыхъ расколотыхъ дровахъ,

это

уменьшеше составляетъ 1'/2 проц.

При

узловатомъ колотомъ

л-fecfe

и кривомъ круглякЪ,

уменьшен!е плотной массы доходить до 2°/

при удлинен1и

пол+^ньевъ

на одинъ футъ.

— 19 —

При храненш дровъ, по Mfcp'fe высыхангя ихъ, происхо-

дить значительная усушка; такъ по опытамъ Frey ') подоб-

ное

высыхан1е вдоль волоконъ и поперекъ выражено въ

нижеследующей таблиц^:

Породы

дерева.

Дубъ ....

Ясень.

. . .

Букъ

....

Сосна.

. . .

Вязъ

....

Тисъ

....

Кленъ

. . .

Осина.

. . .

Лиственница.

Ель

....

Липа

....

Пихта

. .

с ы

хан

Сухое дерево.

Вдоль

воло-

конъ.

0,0

0.0

0,0

0,3

0,0

0,4

0,2

0,0

0.0

Поперекъ

волоконъ.

3.1

4.3

4,3

3.4

3,4

1,1

1.7

3,8

3,4

2,3

5,7

3.1

Объемное.

6.1

8,4

6,7

7,0

2.1

3,4

7,8

6,9

4.6

ИД

6,1

e в

Высуш

Вдоль

воло-

конъ.

0,0

0,2

0.1

0.5

0.0

0.3

0,4

0,1

0,3

ъ п

3 О Ц (

искусственно.!

Поперекь

волоконъ.

6.8

8.6

7,5

6,9

5.9

4.3

4,5

6,1

5.2

5,7

8.8

5,7

Объемное.

13,3

16,5

14,4

13.5

11.5

8,9

12,1

10,5

11.4

16,9

11.3

; н т а х ъ.

Обугленное.

Вдоль

воло-

конъ.

6,5

10,5

8.5

8,5

Поперекъ

волоконъ.

26,5

10.5

25,5

10,5

Объемное.

35,2

47,7

43,1

50,8

41,4

19,6

30,7

32,8

26,7

28,7

48,9

27,1

Обыкновенно

принимаютъ, что при храненш дровъ въ

кучахъ

происходитъ усушка на сажень отъ 3 до 7" въ за-

висимости отъ породъ дерева.

Время

рудки

лша иногда весьма сильно вл1яетъ на до-

брокачественность .твса, такъ напр., дерево, срубленное

зимою,

плотиве и кръ-пче, ч-вмъ срубленное въ

другое

какое

нибудь время

года.

Хотя, конечно, нельзя отдать безусловно

предпочтешя зимней рубкъ\, ибо есть факты, указывающее

противное,

такъ напр.,

дубъ

и пихта, срубленные л'втомъ, не

уступаютъ

по прочности и по своимъ качествамъ зимней

рубк-в.

Высушивание

лтса

принадлежитъ къ самымъ простымъ

пблезнымъ средствамъ для сохранешя и улучшешя ка-

чествъ его.

Frey.

Jahresber.

chem.

Techn.

1883, 1195.

— 20 —

Для этой ц-Кли пользуются или естественною сушкою

его на воздухе, или, что реже, высушиваше леса произво-

дять искусственно въ особыхъ камерахъ, нагр^ваемыхъ тепло-

тою отработавшихъ продуктовъ заводскихъ печей.

По

опытамъ Шевандье и Вейсбаха въ 100 ч. дерева за-

ключается по весу воды:

Пор

ода.

ПОСТЕ

6-ти-

, М-БСЯЧНОЙ

воздушной

сушки

;

7" НЮ.

Посл-fe од- Посл-fc

18-ти-ПОС.ТБ

2-хъ-

ного года ! месячной „тЬтнен

воздушной j воздушной

воздушной

сушки

.'« Н-О.

сушки

7о НЮ.

Дубъ

Береза .

Осина

Ольха .

Ель .

Сосна

29,63

25,28

31,00

22,37

28,56

29,31

23.75

18.10

21.55

19,17

16,65

18,54

20,74

15,98

15,87

15.27

14,78

15,81

сушки

% Н-'О.

19,16

17.17

16.17

16,72

17,22

17,96

Изъ

этихъ опытовъ видно, что самое сильное высыхаше

бываетъ въ первые шесть мъ-сяцевъ

ПОСТЕ

срубки дерева,

при

чемъ содержаше воды въ среднемъ съ 50 /

понижается

черезъ шесть мътяцевъ до

31—32

проц.

Минимальнымъ

содержашемъ воды обладаютъ дрова, вы-

сушенныя въ теченш 18 месяцевъ.

Следовательно, при воздушной сушке дровъ вполне до-

статочно 18-ти м-всяцевъ, после чего дрова снова поглощаютъ

влагу,

что видно изъ праваго столбца выше приведенной

таблицы.

Дрова съ 16 проц. влаги въ сухомъ

воздухе

продолжають

высыхать и влажность понижается, обыкновенно, до 7 — Ю°/

Что касается высушивашя леса искусственной теплотою,

то оно можетъ иметь место ВЪ самомъ ограниченномъ раз-

мере для н-вкоторыхъ производствъ и для самаго ц-Ьннаго

лтвса.

Для заводовъ сухой перегонки дерева весьма полезно и

выгодно сушить дрова, такъ какъ этой операщей повышается

крепость подсмольной воды, а, следовательно, происходитъ

уменьшеше лишняго расхода топлива при дальнейшей ея

переработке.

Подобное высушиваше возможно производить утилизиро-

вашемъ отработавшихъ продуктовъ горешя ретортъ, каза-

новъ

другихъ

печей и аппаратовъ.

_ 21 —

III.

Продукты сухой

перегонки

дерева.

При

сухой перегонке дерева выделяется довольно значи-

тельное количество несгущающихся газовъ, а въ пр1емнике

получается жидкость, которая после непродолжительна™

стояшя

разделяется на два слоя: верхнш слой представляетъ

красно-бурую, сильно кислую жидкость съ специфическимъ

запахомъ, удельный весъ которой колеблется отъ

1,025—1,050

нижнш слой более плотную, смолистую массу. Верхняя во-

дянистая

часть носитъ назваше подсмольной воды или дре-

веснаго уксуса и служитъ матер!аломъ для подучешя уксус-

ной

кислоты и древеснаго спирта.

Нижнш

же слой представляетъ древесную смолу, идущую

въ дело непосредственно, или перерабатываемую въ более

ценные

продукты, напр., варъ, колесную мазь и др.

При

переработке смолистыхъ породъ подучаютъ при от-

стаиванш дестиллата еще третш слой — скипидаръ, плаваю-

щаго въ виде тонкой пленки поверхъ подсмольной воды.

Имея

въ пр1емнике на различной высоте краны, возможно

отделить эти слои

другъ

отъ

друга

и такимъ образомъ по-

лучить более или менее чистые продукты сухой перегонки

дерева.

Для полной иллюстрацш процесса сухой перегонки де-

рева приведемъ услов!я, при которыхъ образуются различ-

ные

продукты, а также и составъ полученныхъ веществъ.

Газообразные

продукты

при начале разложешя дерева,

т. е. между 160

—190°

С. выделяется значительное коли-

чество углекислоты съ небольшою примесью окиси

угле-

рода.

При

температуре между

200—220"

С. количество выде-

ляющейся углекислоты и окиси углерода становятся почти

равными.

Въ пределахъ этой же температуры въ продуктахъ пере-

гонки

появляется незначительное количество болотнаго газа.

Когда температура въ аппарате достигаетъ

320—360°

С,

то количество выделяющейся углекислоты и окиси углерода

уменьшаются почти до первоначальнаго объема, а количество

метана при этомъ увеличивается. Вместе съ метаномъ въ

газообразныхъ продуктахъ разложешя дерева появляется

свободный водородъ и более тяжелые углеводороды.

Эти газообразные продукты представляютъ весьма цен-

ный

горючш матер1алъ; поэтом}' на рацюнально устроенныхъ

заводахъ сухой перегонки несгущаемые газы проводятъ подъ

топку аппарата и сжигаютъ ихъ вмЬсте съ употребляемым!»

топливомъ.

Вначале процесса

сухой

перегонки выделяющееся. газы,

всл"Бдств*е значительнага содер&ашя въ ннхъ углекислоты,

не

воспламеняются: спустя некоторое время, когда въ про-

дуктахъ

перегонки появляется въ значительном!» количестве

окись

углерода,

выделявшиеся газы воспламеняются и сго-

раютъ въ топке перегоннаго аппарата синевато-безцв+,т-

нымъ

пламенемъ.

По

мере возрасташя температуры гонки светимость го-

рящихъ газовъ начннаетъ мало-по-малу увеличиваться и подъ

конецъ

процесса пыделяюииеси газы сгораютъ яркимъ све-

тящимся

пламенемъ, вследегае присутсгая въ

газахъ

более

тяжелыхъ углеводородовъ.

Следующая таблица даетъ ясное представлеше о составь-

выделяющихся газообразныхъ, жидкихъ и

твердыхъ

продук-

тов'ь

сухой

перегонки дерева:

Температура,

При

160—360°

С.

Отъ

360-432°

С |

При

высшей тем-

ператур* выде-

ляется

только не-

значительное ко- |

личество газовъ. i

о е л и н

Назваше.

углекислота. .

< окись углерода.

метанъ. . . .

• водородъ . .

ацетиленъ

. .

этиленъ

. . . |

пропиленъ

. .!

бутиленъ. . .)

бензолъ

... 1

толуолъ ...

ксилолъ . . . '

кумолъ. . . . !

нафталинъ

. . j

е и i я.

Составъ.

со.

СО

СН

С-№

С=Н

С№

СН

С*Н

№

' ПримЪчашя.

При

обыкновен-

ной

температур^

газообразны.

| При обыкновен-

ной температур*

ЖИДКИ.

При

обыкновен.

! температ. твердъ

пШе

™'

°ставъ

выделяющихся газов-ь

пе

егон1

Дерева выражается следующими

ци

ф-

— 23 —

. : *

• :•>'•*•

Температура.

При

нагр-вва-

н)и

до

360°•

При

нагревая,

выше

360°

Воздуха.

Угле-

кислоты.

54,5

18—25

Окиси

углерода

38,8

40—50

Метана.

«*

8—12

Водорода

14-17

Тяж.

уг-

леводор.

6—7

Выде.теше такого громаднаго количества соединенш при

сухой

перегонке дерева возможно объяснить теми реакщями,

которыя

могутъ

происходить при известныхъ услов!яхъ въ

аппарате, (реторте или казане), такъ напр., образующаяся

изъ

углерода

клетчатки углекислота въ соприкосновенш съ

накаленнымъ-

углемъ

даетъ окись

углерода:

Выделяющейся метанъ при высокой температуре разла-

гается на ацетиленъ и свободный водородъ:

2 СН

= С

+ Н

Получающшся при этихъ

услов1яхъ

этиленъ можетъ раз-

ложиться на ацетиленъ и метанъ:

Взаимод.ейств1емъ болотнаго газа и окиси

углерода

воз-

можно получение пропилена и воды:

2 СН

-f СО = C'H

-f- Н

Образовавш1йся болотный газъ и этиленъ при сильномъ

перегреван1и даютъ нафталннъ и водородъ:

8С2Н4 = Сю Нв+ 6СН4

Кроме

того дерево, какъ известно, содержитъ азотистый

сокъ,

который при нагреванш разлагается съ вьцгБлешемъ

амм1ака, реагирующаго со спиртами съ образовашемъ раз-

личныхъ аминовъ, такъ напр.:

СН

ОН + N№ = СН

+ Н-О

Такимъ

образомъ, изъ этого краткаго перечня реакцщ

мы видимъ, что процессъ

сухой

перегонки дерева представ-

ляетъ целый рядъ химическихъ реакцш, совершающихся

последовательно при нагреванш дерева безъ доступа воз-

духа.

Следующая таблица даетъ данныя о количестве выде-

ляющихся газовъ изъ 1 кубич. метра дровъ:

— 24 —

Порода.

- •-.--... -. —

_=_=--.

Береза

Букъ

краен. . .

БУКЪ

бъчяын.

, .

Дубъ

Сосна

В-Ьсъ 1 куб.

метра дровъ

въ кнлограм.

338

380

370

380

| Выдъмяетъ

[ куб. метровъ

' газа.

94 !

»i |

80 !

100 килограмма

дерева даютч.

газа въ кило

граммахъ.

13,2

13,3

14,9

14,!

20.0

Въ среднемъ изъ одного кубич. метра дровъ, в"ксомъ въ

344,8

килогр., получается 83,6 куб. метра газа, или изъ 100

килограм. дерева выделяется 15,1 килограмма газа.

Количество получающагося газа находится въ прямой

зависимости отъ продолжительности ведешя самаго процесса

сухой

перегонки. Такъ, при быстро возрастающей темпера-

туре

аппарата, количество газа доходитъ до 50 и

бол-fee

про-

центовъ, т. е. изъ 1 кубич. метра дровъ полз

чается около

ПО—120 куб. метр. газа.

По

опытамъ Fischer'а 100 килогр. буковаго дерева выдъ--

ляютъ 28 килограмма газа, содержащаго:

углекислоты 20,0 килогр.

окиси

углерода

7,00 „

метана 0,50 „

водорода 0,05 „

воды 0,45 „

Такой

газъ при своемъ сгоранш выд+.ляетъ около

24,000

калорш и по ценности равенъ 3 килогр. каменнаго угля.

JKuOnie

щюдукты

сухой

перегонки дерева, проходя че-

резъ холодильникъ въ пр1емникъ, после отстаивания въ

поелтинемъ, разделяются обыкновенно на два слоя: водяни-

стый—

подсмольная

вода

и маслянистый —

смола.

Качество и

количество этихъ продуктовъ зависять отъ породы перего-

няемаго дерева, устройства перегоннаго аппарата, темпера-

туры

и продолжительности самой гонки.

Подсмольная

вода. Разложение дерева съ образова-

шемъ кислотъ жирнаго ряда начинается уже при умерен-

ной

температ}

ре,

такъ по Gillot образована

укс}

сной

кис-

лоты начинается при 124° С. и достигаетъ maximum'a при

225°

С.

По

мере возвышешя температуры перегонки образуются

выецпя

жирныя кислоты и, наконецъ, продукты ихъ разло-

жешя.

— 25 —

Подсмольная

вода содержитъ следующая кислоты:

муравьиную кислоту НСО

уксусную

прошоновую

масляную

валер1ановую

капроновую

СН'.

СО

'.СО

СН\СН

.СН

.СО

СН'.СН

.СН

.СО

СН'.

СН

. СН

. СО

Муравьиная кислота кипитъ около 100° С; каждый же

следующш членъ этого гомологическаго ряда имеетъ тем-

пературу кипешя примерно на 20" выше предыдущаго.

Одновременно съ выделешемъ кислотъ происходить такъ

же образоваше углекислоты, окиси

углерода

и метана.

Выделяюпц'яся кислоты, а также продукты взаимодейств1я

перечисленныхъ веществъ, подвергаются при высокой темпе-

ратуре

значительнымъ изменешямъ, состоящимъ въ образо-

ванш

новыхъ более прочныхъ соединешй.

Такъ,

напримеръ, метанъ съ углекислотою даетъ мети-

ловый спиртъ и окись

углерода:

СН

4- СО

= С№ . ОН + СО.

Выделяющаяся уксусная кислота при нагреванш отчасти

разлагается съ выделешемъ ацетона:

(С№.

СО

Н) = сн >

СО

Взаимодейств1емъ метиловаго спирта, уксусной и

другихъ

кислотъ возможно объяснить образоваше сложныхъ эфировъ,

напр.,

уксусно-метиловаго и др.

Подобными

же реакщями объясняется образовате алли-

ловаго спирта, фурфурола, аминовъ и проч.

Количество жидкихъ водянистыхъ дестиллатовъ и каче-

ственный

составъ ихъ зависитъ, какъ сказано выше, отъ

продолжительности гонки: ч^мъ медленнее идетъ гонка, темъ

более получается жидкихъ продуктовъ, и наоборотъ.

При

быстрой гонке едва получается \!ю часть

техъ

жид-

кихъ продуктовъ, которые могли бы получиться при медлен-

номъ

разложенщ дерева.

Въ среднемъ изъ воздушно-сухихъ дровъ получается отъ

30 до

53°/о

подсмольной воды, что, конечно, также зависитъ

отъ степени

сухости

дровъ и породы леса. Лнственныя по-

роды даютъ более подсмольной воды, чемъ хвойныя.

Плотность

подсмольно!! воды колеблется отъ

1,018—1,030

съ содержашемъ чистой уксусной кислоты отъ 2,5 до

8,5°/о;

при

этомъ хвойныя породы даютъ менее уксусной кислоты,

чемъ лиственныя.

Смола состоитъ изъ соединенш, въ большинстве случаевъ

состоящихъ изъ

углерода

и водорода и редко изъ кислорода,

т. е., другими словами, смолистыя вещества представляютъ

целый рядъ углеводородовъ.

Сложные углеводороды образуются изъ бол-fee простыхъ

мен-fee постоянныхъ соединений такъ напр., этиленъ при

нагр-Ьванш

можетъ перейти въ нафталинъ:

(С

)

= С'°Н' - 6 СН

ацетиленъ при этихъ

}'слов1яхъ

даетъ бензолъ и т. д.

= ОН'.

Изъ

бол-he извъ-стныхъ и точно оиред-Ьленныхъуглеводо-

родовъ древесная смола содержитъ стЬдуюння соединения:

бензолъ — CW кумолъ —

(СН

толуолъ — C'H

(CH

) нафталпнъ — СюН«

ксилолъ —

С'

Н*(С№)-

параффинъ — СгоНи

Кром-fe перечисленныхъ соединенШ, всякая смола заклю-

чаетъ въ ceo-fe незначительное количество уксусной кислоты

мало изслтЧдованныхъ продуктовъ, такъ напр., ирндоль,

цитрюль, рубидоль, бензидоль, креозотъ и .много

другихъ.

Посл-Ьдше

углеводороды им-Ьютъ незначительны!!

yfl-fe.ib-

ный

в-Ьсъ и низкую точку кшгЬшя, такъ

иридоль

кипнтъ

при 47° С. и

имъетъ

удъ-льн. въха 0,660

цитршль

„ „ 52 „ _ „ , i>,700

рубидоль

, „ 57 ,, - „ „ 0.75(1

коридоль

„ „ 60 „

,' „ „ 0,800

бензидоль

„ „ 70 , „ „ 0,850

Выходъ смолы при сухой перегонк'Ь зависитъ отъ темпе-

ратуры самой гонки, конструкцш аппаратовъ и породы пере-

гоняемаго дерева.,

Смолистыя деревья даютъ бол-fee значительное количество

смолы, ч-вмъ лиственныя породы; первыя при медленной romcfc

выд'Ьляютъ отъ 9—14 °/о, пocл

^.днiя отъ 5—11% смолы.

Чъ-мъ скорее идетъ гонка, тЬмъ мен-fee получается смо-

листыхъ веществъ.

Посл-fe краткаго обзора газообразныхъ и жидкихъ про-

дуктовъ весьма полезно привести полную таблицу наибо.гке

важныхъ соединен!!

}, получающихся при сухой " перегонкъ-

дерева.

Газ ы:

углекислота

окись

углерода

метанъ

водородъ

ацетиленъ

этиленъ

пропиленъ

бутиленъ

11 о д с м о л ь н а я вода:

•л

муравьиная кисл.

уксусная

пропюновая

масляная

валер1ановая „

капроновая

„

ацетонъ

метацетонъ

уксусномет.эфиръ

диметилацетонъ

альдегидъ

уксуснокисл. ме-

тиламинъ.

)-ЗО0°С.

(200—260°С.

Смола:

бензолъ

толуолъ

ксилолъ

КУМОЛЪ

нафталинъ

)

нараффинъ

фенолъ

крезолъ

флороль

— 27 —

Изъ

перечисленныхъ продуктовъ сухой перегонки дерева

наибол-fee техническую ц-Ьнность имъ-ютъ уксусная кислота

метиловый спиртъ. Остальные же ценные продукты, какъ

бензолъ, толуолъ и др. по незначительному ихъ содержат»

въ смол-fe не выдерживають расходовъ по очистк-fe и отд-fe-

леш'ю ихъ отъ постороннихъ смо:шстыхъ веществъ.

Кром-fe разсмотр-внныхъ продуктовъ сухой перегонки, въ-

ретортахъ остается довольно ц-Ьнный продуктъ—древесный

уголь.

Древесный уголь. Качество и количество, получаемое

при

разложеши дерева угля, зависитъ отъ свойствъ породы,

продолжительности процесса сухой перегонки, температуры

конструкцш аппарата.

Изъ

опытовъ Вюлетта, произведенныхъ ран-fce,, мы видимъ,

что при повышенш температуры процесса сухой перегонки

дерева, выходъ угля уменьшается; точно также изменяются

къ

лучшему и его качества, такъ напр., дерево, обугливаемое

продолжительное время при

300°

С, даетъ совершенно черный

уголь, содержащш уже около 73

углерода. Вл1яше же на

выходъ угля медленной и быстрой перегонки видно изъ

нижеследующей таблицы:

Порода.

Дубъ

молодой....

„ старый ....

Нукъ краен, молодой .

„ » старый .

Вукъ

6-БЛЫИ

молодой .

старый .

Ольха молодая. . . .

„ старая ....

Тополь

Вереза молодая . . .

„ старая ....

; При I При

быстромъ медленному

При

медленномъ нагр-Ьв.

нагр*ванш.

нагр*—""••

-J-

По

Karsten'y.

16,54°

15,91

14,87

14,15

13,11

13,65

14,45

15,30

По

inoWink-

Stolzy.

ler'y.

По

Nau,

; 25,71 I

25,87 ||,

! 26,15 I

, I

25,22 Ь

26,45 i\

25,65 V

25,65 /i

26,17»

22,8°/')

24,6

23,8

17,8

13.05 | 25,05 ;| 24,4 | 17,6

12,20

24,70

—

7,6

17,94

16,66-

— 28 —

Порода.

При Up"

быстромь

,медленцомъ При медленномъ нагрев.

[агр*Ьвавш.

нагр1шанш.

По

Karslen'v.

По

Wink.;

Stolz у. J !ег у. |

Кереза

столетняя. . .

12.5°/"

25,10°/°,

Лиственница молодая. ; 14.25 !

25,25

„ старая. . 14.05 I

25,00

Ель молодая 1Н,22 !

27.72

)

У.

„

старая 15.35 : 24,75 )

Сосна

молодая. . . . j 15,52 ! 26.07

„ старая .... | 13,75 j 25.95

Липа

13.30 | 24.60

Ясень

i _ | _

Ива

]

—

Осина

—

23,4°,.

21.5

23.7

22.8

21.1

22.2

20,67,.

20.1

l6,6*i°A

17,39

25,93

21,1»

16.2

19.4

15.0 15.32

19,35

[

;. i

Въ средиемъ высушенное при 150° С. дерево и обугли-

ванш

его при

300°

С. даетъ следующее количество угля:

р о д а.

|Количество

| угля въ "/" :'

Порода.

Дубъ

. . .

Кукъ б1;льш

Кереза, . .

Кленъ

, . .

Тополь. . .

Ольха . . .

Осина

. . .

Вязъ. . . .

46,09

34,44

.44,17

33.75

31,12

34.40

34.87

34.59

Ясень I

33,28

Ива

....

Липа . . .

Крушина

. .

Боярышннкъ

Орешина. .

Акащя. . .

Вишня.

. .

Груша . . .

Яблоня.

. .

Количество

угля въ %•

33.74

31X5

33.61

34.70

32.79

33.61

32,70

31.88

34.69

При

прокаливанш дерева въ совершенно закрытыхъ со-

судахъ

получается угля несравненно бол-ве, чъмъ ВЪ аппа-

ратахъ сухой перегонки дерева, такъ напр., при

300°

С. вы-

ходъ

угля достигаетъ 80

. При нагр-Ьванш же дерева отъ

300 до

400°

С. получается уголь, весьма похож!й на каменный.

— 29 —

IV. Свойства продуктовъ

сухо!

перегонки дерева.

Уксусная кислота.

С№.

СООН. Частичный в^съ равенъ 60.

Уксусная кислота—известный представитель ц-ктаго ряда

органическихъ кислотъ, которыя образуются окислешемъ

первичныхъ спиртовъ, характеризующихся группою

СН

.ОН.

При

подобномъ окисленш ВМ-ЕСТО

двухъ

водородовъ ста-

новится

одинъ атомъ кислорода, образуя при этомъ, такъ

называемую, карбоксильную группу СООН.

СН

. ОН -4- 20 = Н . СООН + Н

О.

метиловый спиртъ. муравьиная кисл.

СН

. ОН + 2 О = СН\ СО

Н + НЮ.

этиловый спиртъ. уксусная кислота.

Уксусная кислота въ форм-в главной составной части

уксуса изв-встна съ глубокой древности. Уксусъ упоминается

уже въ Ветхомъ Зав-ferk Мнопе старъ-йцпе народы подвер-

гали

Д-БЙСТВШ

воздуха

плодовый сокъ, по преимуществу ви-

ноградный, и получали кислую жидкость, которая служила

растворителемъ нъкоторыхъ камней и металловъ.

Мнопе

алхимики часто производили опыты съ уксусомъ,

такъ Geber уже въ 8-мъ столЪтш училъ очищать его пере-

гонкой.

Basiims

Valentinus въ 15-мъ столътш сконцентриро-

валъ его дробной перегонкой и приготовилъ ярь-дгЬдянку.

Stahl въ 1723

году

сконцентрировалъ уксусъ настолько,

что получилъ кислоту, застывающую въ ледяную массу. Для

последней цъли онъ жидкую кислоту нейтрализовалъ пота-

шемъ, выпаривалъ полученный растворъ и перегонялъ съ

сЬрной

кислотой. Этотъ сиособъ и по настоящее время слу-

жить для получешя кристаллической уксусной кислоты.

Lowitz впервые полумиль чистую кристаллическую уксус-

ную кислоту, многократной перегонкой и вымораживашемъ,

Получеше уксусной кислоты при сухой перегонк-fe дерева

другихъ

органическихъ веществъ было также

ИЗВ-БСТНО

старъйшимъ алхимикамъ.

Уксусная кислота находится въ природ-fe р-вдко въ сво-

бодномъ состоянш, чаще же въ вид-fe известковыхъ или ще-

лочныхъ солей въ сокъ различныхъ растенш.

—

30 —

Встречается въ минеральныхъ водахъ и представляегь

главную составную часть мясного сока млекопитающихъ и

пота.

Кромтв

того, встречается почти всегда въ бродящихъ ц

сщющихъ органическихъ вещеетвах'ъ.

Техническш способъ иолучешя уксусной кислоты состоит],

главнымъ образомъ:

a) въ окисленш этиловаго спирта;

b) въ разложенш органическихъ веществъ, главнымъ об-

разомъ дерева, при высокой температур-fe безъ доступа воз-

духа.

Для окислешя этиловаго алкоголя можно пользоваться

кислородомъ,

сгущающимся въ платиновой черни, либо же

какими-нибудь

другими окислителями, напр., хромовой кисло-

той

и проч.

Этотъ способъ въ технике не применяется.

Обыкновенно

же въ технике пользуются кислородомъ

воздуха

при сод'Ьйствш аеробическаго фермента, который

съ легкостью переводить разбавленын спиртъ въ уксусную

кислоту.

Подобная

же разбавленная кислота получается при

сухой

перегонке

дерева

СОВМЕСТНО

СЪ большимъ количествомъ по-

стороннихъ водянистыхъ и слюлистыхъ веществъ, отъ кото-

рыхъ помощью

ИЗВ'БСТНЫХЪ

техническихъ пр1емовъ и отде-

ляется

въ совершенно чистомъ вид-k.

Обыкновенно

слабую уксусную кислоту называютъ просто

уксусомъ, причемъ въ зависимости отъ сырого матер1ала,

изъ

котораго получается уксусъ, пос.тЬднш называется вин-

нымъ,

пивнымъ, солодовымъ, спиртовымъ и древеснымъ.

Чистая

уксусная кислота представляетъ безцветную жид-

кость,

которая при + 16,7° С. застываеп. въ кристаллическую

массу.

Иногда

можно охладить уксусную кислоту ниже темпера-

туры затвердъ-вашя въ закрытыхъ склянкахъ и она не

будетъ

кристаллизоваться;

но стоитъ только открыть пробку и слегка

встряхнуть, чтобы вся масса моментально затвердела, при

этомъ

выделяетъ столько теплоты, что опущенный въ жид-

кость

термометръ уже

будетъ

показывать "температуру кри-

сталлнзацш

уксусной кислоты.

По

свойству при низкой температуре становиться твер-

дой,

чистая уксусная кислота получила назваше

„ледяной"

или

„кристаллической"—acidum

aceticum

glaciale.

Изъ

водной уксусной кислоты выделяется кристалличе-

ская

въ томъ случае, если содержание воды не перешло из-

вестныхъ границъ, причемъ температура кристаллизацш

будетъ

всегда ниже 16,7° С.