松焦油的作用

概述^[1]

松焦油是松根干馏在240~400℃的高分子碳氢化合物的液态混合物。它的主要成分为树脂酸、松香酸、创愈木酚、甲酚、苯酚、松节油、沥青等,为深褐色至黑色粘稠液体,具有较浓的焦糊气味。相对密度为1011.06,易溶于乙醚、乙醇、氯仿、挥发性油等有机溶剂,溶于冰醋酸氢氧化钠等溶液,难溶于水。松焦油是橡胶工业制品通用的软化剂,粘着性好,它不仅有防止焦烧的作用,且有助于配合剂的分散,延缓橡胶压延和硫化作用,提高成品弹性、挠曲性能和使用期限。亦可作为再生橡胶的脱硫剂和软化剂松焦油还可以作丁二烯单体的阻聚剂。另外,松焦油还可以用在木材防腐、制造船舶、鱼网缆索和电器的制造。

作用^[2]

松焦油主要用作橡胶工业制品的软化剂能增加橡胶胶料的塑性利于配合剂在橡胶料中的分散,便于加上各种所需要的形状;它能加速橡胶的混炼过程的进行,便于压延、压出、模压等;它能改善豪胶胶料的加工性能,提高硫化胶和成品的弹性和耐磨性,延长使用寿命松焦油在橡胶上不仅有软化作用,而且有较好的防止焦烧作用,能增加混炼作业的安全性,既不发生早期硫化现象,又不妨碍在硫化温度下发挥促进剂的作用。松焦油还用于木材作防腐剂,也用于船舶、电器及鱼网缆索等的制造。

生产方法^[2]

松焦油的生产主要由松根干馏、原油分馏和配制松焦油三个部分组成。

1、松根干馏

将挖来的松根,收集起来的松枝,除去泥土和树皮等杂质,锯成长度为70厘米左右的小段,再劈成5~7厘米粗的方块,装满炭笼,再用吊车吊入干燥釜中,整齐地堆码起来,装满釜后盖上釜盖,用黄泥封闭好釜口缝隙,而后生火进行加热干馏。用约2小时由室温加热至100C左右,这个阶段的馏出物主要为水分,有少量的低沸点松节油逐步提高温度,用2~2.5小时将温度升至约200C,使木材由预热而F燥,馏岀物含α蒎烯、β-蒎烯、双戊烯、雄刈萱醇、松根油等,还有少量的醛、酮、酚类物质。木材在干馏过程中,随温度不断上升,由干燥逐渐变黑而被炭化,经4~6小时,温度从200C至280C,再至400C,馏出物的油水比由7:3升至8:2,馏出量不断减少直至没有,其馏出物主要为松根油、树脂酸、松香酸和沥青等高分子碳氢化合物的混合物。当温度升至400~450C,此时已无物馏出,让木炭煅烧1.5~2小时,使其充分炭化,干馏进行到终点。在干馏进程中,水蒸汽、油汽等经冷凝,不能冷凝的木煤气返回作干馏的燃料也叮作其它燃料;冷凝液经油水分离器分离岀木醋液,用于提取醋酸或醋酸钠等产品,分岀萜烯和萜烯醇类等即原油。由釜底排出的焦油收集起来与原油混合在一起称为混合原油,送去加工。

2、原油分馏

混合原油中含有部分水分,需脱水后,才能用泵注入分离器进行分离,原油装入量为釜的总容积量的~33,根据原油含水量的多少决定装多装少。装完料后,开蒸汽加热升温,由室温至100(,持续约4小时,可蒸出约占原油量3%左右的水分。当温度达到85C时,便有少量馏出物馏出,此时注意不要加热过快,控制温度缓慢上升。因油中含有水分,受热蒸发时会产生大量气泡,形成泡沫,容易发生冲锅或溢锅现象。要让原油平稳地加热至105℃左石,使油中的水分在此温度下充分蒸发出来。随水分的不断蒸发,泡沫减少,当冷凝器器壁上的水滴回流滴入釜中,马上汽化而产生爆炸声时,表明油中水分已基本跑尽,可逐渐升温加热,用约2小时达到210C,馏出约占原油量18%的粗松节油。继续加热,用约3小时加热至400C,此时有约占原油量78%的轻焦油馏出,至釜中沥青炭化,从冷凝器排岀黄色烟尘,继而温度明显下降,分离结束。金内为沥青焦炭,冷却之后,由人孔取出。

若在分离过程中,温度达到270C时便停止加热,冷却降温至150℃以下,放出釜中黑色粘稠性液态残油,即为重焦油。粗松焦油蒸出松节油以后的残油、焦油和混合原油分馏生产重焦油时,能得到6%、7%、13%的粗松节油,80%、74%、74%的重焦油;生产轻焦油时,能得到6%、7%、13%的粗松节油,74%、64%66%的轻焦油和6%、10%、8%的沥青焦炭,其余为损耗率。轻焦油重焦油同在一个釜内生产,每次只能生产一种,只有在生产轻焦油才有沥青焦炭。

3.松焦油配制

将重焦油和轻焦油按约65:35的比例加到混合加热釜中,加热到约100C,开启搅拌充分混合匀,取样在一定温度下测定其粘度,若粘度偏小,可适量加些重焦油,加入5%左右的重焦油,其粘度将提高约7秒;若粘度偏大,可适当加些轻焦油,加入5%左右的轻焦油,其粘度将降低约10秒。根据测定的粘度,确定应加的重焦油或重焦油的量,直至粘度合格为止。粘度调好后,加热升温至155~165℃,使残存于松焦油中的150℃以下的低沸点轻质油蒸发掉。因松焦油的着火点约为172C,只有将轻质油挥发后,才能将着火点控制在极限以内让松焦油在此温度下,静置沉淀约3小时,使机械杂质沉淀下来,然后把松焦油用压滤机过滤,得到松焦油成品。

松焦油生产工艺流程如图1.17-1所示。将备好的木块装入干馏釜1,加热进行干馏,汽(气)体经分离器2分离焦油,进入冷凝器4冷凝,液体流入原油槽5中,不凝性气体排入木煤气罐12作燃料气用;经分离器分离的焦油与干馏釜底流出的焦油并入焦油槽3。原油经齿轮泵注入脱水罐6,脱水后的原油与焦油由齿轮泵打入分馏釜7中,馏出物经冷凝器8冷凝,流入油水分离器9分去水分。焦油由泵打入焦配制加热釜10中配成合格的松焦油产品

参考文献

[1]詹益兴主编,现代化工小商品制法大全（第1集）,湖南大学出版社,1999年08月第1版,第137页

[2]潘长华,实用小化工生产大全 第二卷  林化制品·农化制品·生化制品·天然色素·有机中间体·涂料,化学工业出版社,1997年12月第1版,第70页