Talo ulje: sastav, proizvodnja, primjena

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

Tall ulje se proizvodi kraft pulpiranjem. Masne kiseline, koje se dobijaju iz sirove nafte, imaju široku upotrebu: u proizvodnji sapuna, lakiranih materijala, epoksidnih smola, lepkova, upotrebe kao aditiva u proizvodnji raznih materijala (guma, beton, papir i drugi).

Opis

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

Supstanca ima sljedeće fizičke i hemijske karakteristike:

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

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

Gustoća, sadržaj smolne kiseline, kiselinski broj i broj saponifikacije zavise od sastava sirovog drveta (po opadajućem redu vrijednosti ovih pokazatelja):

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

Soli kiselina talovog ulja nazivaju se talati.

Primi

Sulfatno pulpiranje se vrši tretiranjem drvne sječke sa vodenim rastvorom natrijum hidroksida i natrijum sulfida. Trenutno je ova tehnologija jedna od vodećih u proizvodnji celuloze. Pod dejstvom navedenih reagensa dolazi do saponifikacije smole i masnih kiselina. Pretvore se u crnu tečnost, koja je sulfatni sapun. Potonje se u potpunosti koristi za preradu u talno ulje.

Isparavanje tečnosti dovodi do odvajanja frakcije male gustine, koja ispliva na površinu. Prinos supstance je u rasponu od 100-140 kg po toni sirovine. Sirovo tal ulje se proizvodi na 2 metode:

1. Periodično. Sulfatni sapun se upumpava u reaktor gdje se izlaže 30% otopini H2SO₄. Proces razgradnje traje 2-3 sata, zatim isto toliko vremena smjesa se taloži direktno u reaktoru. Tečnost je slojevita u 3 sloja, gornji sloj uključuje ulje. Ispumpava se radi daljeg pranja i sušenja.
2. Kontinuirano. Prvo se sapun ispere rastvorom lužine, zatim se propušta kroz homogenizator i filtrira od mehaničkih nečistoća. Miješanje sa H₂SO₄ vrši se kontinuirano u pumpi. Razdvajanje na frakcije se odvija u separatoru iz kojeg se sve komponente brzo uklanjaju u rezervoare.

Količina proizvedenog talnog ulja zavisi od nekoliko parametara. Ovo je:

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

Kompozicija

Sljedeći glavni faktori utiču na hemijski sastav ulja:

• vrsta drveta i njena rasa;
• doba godine tokom kojeg su sirovine ubrane;
• trajanje i način skladištenja drva;
• uslovi procesa.

Tall ulje sadrži sljedeće supstance:

• smole, ili kolofonij, kiseline (palustralne, abietičke, neoabijetičke, dihidro- i tetrahidroabijetičke) - 40-45%;
• nezasićene masne kiseline (oleinska, stearinska, linolenska, linolna, palmitinska) - 40%;
• nesaponifibilne supstance (alifatski, diterpenski ugljovodonici, 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:

• koristećirastvarači i njihove mješavine (tečni propan, furfural, diaceton alkohol, benzinski ugljovodonici i drugi);
• reakcija sa ureom;
• dekarboksilacija (ako je potrebno izolovati samo masne kiseline);

Destilacija

U industrijskim uslovima, frakcionisanje se vrši dvostepenom tehnologijom:

1. Destilacija. Kada se zagrije na 200°C, hlapljive tvari se destiliraju iz talovog ulja.
2. Rektifikacija (odvajanje smeše usled razmene mase i toplote sa parom).

Drugi način modifikacije ulja je oligomerizacija, koja rezultira dimerima masnih kiselina. U tehnološkim postrojenjima u SAD-u ovaj proces se izvodi na temperaturi od 230-250°C, pod pritiskom i u prisustvu katalizatora - montmorilonita. U Rusiji se oligomerizacija provodi metodom autooksidacije. Tall ulje se zagreva na 195°C, uz kontinuirano propuštanje vazduha kroz njega.

Prijava

Nakon destilacije i rektifikacije dobija se nekoliko vrsta organskih jedinjenja koja se široko koriste:

• Tall ulje masne kiseline do 97% čistoće (industrija boja i štampa).
• Kalofonij (proizvodnja papira i sapuna, proizvodnja ljepila za karton i papir, industrija kablova).
• Destilovano tal ulje (izrada sapuna, proizvodnja lakova, smola, boja, emulgatora, linoleuma; regeneracija gume, uvođenje kao vezivo u livenje od peska i glineobrasci).
• Visoki teren (proizvodnja asf alta, vlaknastih ploča).

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

• Impregnacija od vlaknastih ploča za učvršćivanje i hidrofobizaciju;
• aditiv u proizvodnji mineralne i staklene vune (poboljšanje svojstava čvrstoće u uslovima 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 preradu tekstila;
• aditiv bitumenu za poboljšanje njegovih adhezivnih svojstava.

Talati se koriste u proizvodnji sljedećih supstanci:

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

Talo ulje takođe sadrži visoku količinu sterola (do 3%) u poređenju sa drugim biljnim uljima. Ove supstance su biološki aktivne i obećavajuće za upotrebu u medicini, kozmetologiji i prehrambenoj industriji.