Технология переработки живицы

      1.  Увеличение слоя живицы, через  который проходит водяной пар. При этом повышается время контакта.

      2.  Уменьшение размеров пузырьков  водяного пара, чтобы создать  эффективность испарения скипидара. Отверстия на барботере, через который вводится водяной пар, должны быть меньше, а число их больше.

      В зависимости от указанных условий эффективность перегонки чистого скипидара изменяется практически в пределах от 0 5 до 0,9.

Для сокращения расхода пара температуру в конце перегонки повышают до 170° и выше.

      Отгонка скипидара от живицы и уваривание канифоли производится в аппаратах периодического действия — канифолеваренных кубах или аппаратах непрерывного действия — канифолеваренных   колоннах.

Канифолеваренный  куб изготовляют из листовой меди толщиной 3—5 мм. Внутри он имеет змеевики, оформляемые обычно в виде нескольких секций, и барботер, уложенный по дну куба. В верхней части куба расположены каплеулавливающие устройства (отбойные тарелки) и штуцер для отвода паров в холодильник. Режим работы: куб загружают живицей до ²/₃ его высоты. После загрузки живицу нагревают до 105—110° глухим паром, чтобы избежать вспенивания ее при впуске в куб острого пара. При этом испаряется вода, содержащаяся в живице. По окончании подсушки в куб осторожно вводят, острый пар для отгонки скипидара. За ходом отгонки наблюдают по вытекающему из холодильника конденсату. Отгонку скипидара заканчивают, когда в конденсате  будет сверху тонкий слой скипидара или отдельные капли его на поверхности воды в пробе.  

      Температуру в конце отгонки поднимают до 140—150°.   Оставшуюся   в   кубе  канифоль   прогревают   глухим паром до 160—170° и сливают в сборник. Перед сливом берут пробу канифоли из краника, по которой устанавливают готовность продукта. Оборот куба зависит от его емкости и величины поверхности нагрева. Обычно он равен 40—60 мин, если загружается 1 т живицы и змеевики имеют поверхность нагрева 7 м². 

2.5 Охлаждение и разлив канифоли

      По  своей химической природе канифоль, как известно, представляет собой смесь изомерных смоляных кислот, главными из которых являются абиетиновые.

      С точки зрения физической структуры  канифоль —это аморфное стеклообразное вещество с характерным раковистым изломом. Аморфным состоянием канифоли обусловливается однородность этого продукта, относительная низкоплавкость, легкая омыляемость и целый ряд других ее технических свойств.

      В свете современных взглядов на аморфное или стеклообразное вещество канифоль представляет собой затвердевшую переохлажденную жидкость. Аморфное состояние канифоли объясняется тем, что образующийся в процессе ее получения сплав смоляных кислот при быстром охлаждении застывает, не кристаллизуясь. Поскольку скрытая теплота образования кристаллов при получении аморфной канифоли не выделяется, то такая канифоль имеет некоторый избыток энергии и является системой термодинамически неустойчивой. Незакристаллизовавшаяся канифоль может перейти при определенных, главным образом температурных, условиях в более устойчивое и естественное кристаллическое состояние. В канифоли обнаруживается свойство, называемое склонностью к кристаллизации. В производственной практике с кристаллизацией канифоли чаще всего встречаются при разливе ее в тару на канифольно-терпентинных заводах или потребители при применении канифоли.

      Канифоль  кристаллизуется в определенных температурных пределах. Для наших  отечественных канифолей зоной  появления кристаллов является температура 70—120°. При 70—80˚ выделяются кристаллы смоляных кислот в форме линз, при 80—90° — треугольников, при 90—100˚—подушечек и при 100—115° — прямоугольников и квадратов. Оптимальная температура кристаллизации канифоли находится в пределах 80—115°. Ниже 80˚кристаллизация замедляется в связи с большим увеличением вязкости канифоли, а выше 150° кристаллы канифоли начинают плавиться. Для получения аморфной канифоли необходимо быстро охлаждать, переводить канифоль из жидкого состояния в твердое, когда образование центров кристаллов чрезвычайно затруднено вследствие огромной вязкости среды.

      Если  горячей канифолью (160—165°) наполнить  деревянную бочку, то в середине бочки  канифоль длительное время будет  находиться при температуре, благоприятной  для кристаллизации. Поэтому канифоль в бочки разливали послойно. В настоящее время на заводах для разлива канифоли применяют охладитель, в котором температура канифоли снижается в тонком слое до 60—65° за 15—20 сек. Охладитель представляет собой полый медный барабан с водяным охлаждением. На станине под барабаном находится ванна. Для того чтобы канифоль не застывала в ванне, по дну ее проходит змеевик глухого пара, а торцовые стенки ванны снабжены паровыми рубашками. Горячая канифоль подается в ванну по обогреваемому трубопроводу через поплавковый регулятор уровня. Вода в барабан поступает через полую цапфу по трубам, из которых разбрызгивается по внутренней поверхности барабана. Отводят воду из барабана также через полую ось, которая на середине длины барабана разделена глухой перегородкой. Барабан приводится во вращение от электродвигателя через редуктор и трансмиссию. Скорость вращения 5—6 оборотов в минуту. Барабан соприкасается с расплавленной канифолью, находящейся в ванне. При вращении он захватывает тонкий слой канифоли, которая быстро охлаждается на его поверхности до температуры 60—65° и в виде густой текучей массы (ленты) снимается с барабана специальным ножом и поступает в тару.  

2.6 Разлив скипидара

      Скипидар, отделяемый от воды во флорентинах, часто  получается мутным, потому что в нем содержится эмульгированная вода. Для обезвоживания  скипидар пропускают через соляноватный фильтр, в котором влага впитывается поваренной солью, или отстаивают длительное время. На заводах скипидар хранят в железных, внутри цементированных цистернах, а транспортируют в железных оцинкованных бочках. По техническим условиям живичный скипидар (терпентинное масло) должен быть бесцветным или слегка бледно-желтым. Желтая окраска скипидара говорит о попадании в него канифоли при перегонке или продуктов термического разложения канифоли (канифольных масел). Иногда желтая окраска возникает как результат продолжительного действия кислорода воздуха, особенно в присутствии влаги. Красный цвет скипидара обусловлен присутствием солей или окислов железа. Он появляется сравнительно часто, так как в процессе получения скипидар соприкасается с железом. Зеленоватую окраску скипидару придают медные соли, которые попадают в скипидар при прохождении его через холодильники. Окрашенный живичный скипидар очищают перегонкой с паром или химическим способом, т. е. обработкой разбавленной серной кислотой или щелочью. Для получения бесцветного скипидара следует соблюдать технологические режимы при перегонке, а также выполнять правила хранения и транспортировки скипидара.

Канифольно-терпентинные заводы испытывают большие трудности в выпуске скипидара с 92% отгона до 170°, особенно с тех пор, как выборка живицы из приемников стала проводиться реже, чем после трех обходов вздымщика.  
 

3. Изделия и их применение. 

      Канифоль  и скипидар применяются во многих отраслях народного хозяйства. Как канифоль, так и скипидар используются в натуральном виде, а также и в виде многочисленных производных и служат исходным сырьем для многих химических синтезов. Основными потребителями канифоли являются бумажная, жировая, электротехническая, лакокрасочная, пластмассовая, резиновая, пищевая и другие отрасли промышленности.

      В   бумажной   промышленности   канифоль   применяют   для  изготовления канифольного клея, которым  проклеивают бумагу. Непроклеенная бумага пропускает чернила и плохо принимает типографскую краску. В среднем канифоль составляет от 1,3 до 1,6% веса в писчих и печатных бумагах.

      В жировой промышленности канифоль применяется  в мыловарении. При варке с каустической содой, а также с едким калн канифоль дает соли, которые называют канифольным мылом. Оно обладает большой моющей способностью,хорошо растворяется в воде, мылится и пенится. Входя в состав жировых мыл, оно улучшает их качество. Туалетные мыла содержат 10—15%, а хозяйственные — до 50% канифоли от их жировой основы.

      В электротехнической промышленности канифоль используется  в  качестве диэлектрика  при  изготовлении изоляционных материалов, а также в виде лака для покрытия частей машин и пропитки обмоток. Канифоль является основным компонентом в компаундах для заливки кабельных муфт, трансформаторов и др. В электротехнической промышленности важны электроизоляционные свойства канифоли. У живичной канифоли эти свойства выше, чем у экстракционной. Окисленная смола, получаемая из еловой серки, отличается высокими электроизоляционными свойствами и используется для пропитки обмоток и в масляных трансформаторах. Она применяется также в производстве граммофонных пластинок и в строительном деле как добавка к бетонам, чтобы придать им текучесть при заливке форм и гидроустойчивость. Канифольно-терпентинная промышленность осваивает выпуск специальной кабельной канифоли для электротехнической промышленности (полимеризованная канифоль, канифоль после термической обработки).

      В лакокрасочной промышленности из канифоли изготовляют лаки. Канифоль хорошо растворяется в лаковых растворителях и является основой лаков. Для улучшения лакотехнических свойств часто применяют эфиры канифоли, например глицериновый, который называется эфиром гарпиуса. Соли (резинаты), полученные при взаимодействии смоляных кислот с такими металлами, как Са, Zn, Mn, применяются в качестве сиккативов.

      В резиновой промышленности канифоль идет на изготовление галошного лака, линолеума, канифольного эмульгатора  вместо некаля, а также вводится как пластификатор и мягчитель в технические резиновые изделия, чтобы придать им эластичность и морозоустойчивость  (покрышки колес автомашин).

      В производстве искусственных смол канифоль применяют для изготовления альбертолей. Кроме того, канифоль используют еще во многих отраслях промышленности:

      в пищевой — для изготовления бутылочных смолок, эмалировки пивных бочек и др.;

      в металлургической—при лужении и  пайке; размельченной канифолью  посыпают ремни, шкивы, чтобы уменьшить скольжение;

      в полиграфической — для изготовления типографских красок и чернил, а  также для выработки художественных красок, цветных карандашей и т. д.;

      в фармацевтической—при изготовлении хирургических  пластырей   и   специальных   мыл;

      в текстильной — для изготовления протрав;

      в строительной—для изготовления искусственной  олифы и клея;

      в машиностроительной — для точного  литья из цветных металлов.

      Канифоль  применяют также в производстве креолина, консистентных и эмульсионных смазок, мастики для натирки паркетных полов, сургучей, липких лент для мух и т. д. Специальные сорта так называемой скрипичной канифоли используются музыкантами для   натирки   смычков.

      Метиловый и этиловый эфиры смоляных кислот с успехом используются в качестве пластификаторов. Винилрезинат и аллилрезинат, обладая способностью сополимеризоваться со стиролом, используются в производстве пластических масс.

      Нитрилы смоляных кислот являются хорошими пластификаторами для синтетического каучука и ванилевых смол.

      Амины смоляных кислот применяются в качестве эмульгаторов для восков и асфальтоподобных продуктов, во флотационных процессах, при изготовлении антикоррозийных составов, инсектицидов, фунгицидов, керамических красок, в регенерации каучука и др.

      Спирты (абиетиловый, гидроабиетиловый и др.) применяются в качестве пластификаторов, вспенивателей и моющих средств.

      Скипидар  используется в натуральном виде или в соедине^: ниях со многими другими веществами. Наиболее крупным потребителем скипидара является лакокрасочная промышленность, где он широко используется в качестве растворителя для лаков, разбавителя малярных составов и т. д. В текстильной промышленности скипидар применяют для протравки тканей перед нанесением краски, а также при приготовлении самой краски для ситцепечатания, чтобы устранить расползание красителей по материалу. Кроме того, скипидар как хороший растворитель жиров применяют в этой промышленности для обезжиривания шерсти при мойке.

      В парфюмерной промышленности применяется  терпентинное масло вместе с другими ароматическими веществами при изготовлении туалетных мыл, одеколонов, духов и др. Находящийся в скипидаре или получаемый из него терпеновый спирт — терпи-неол имеет приятный запах сирени и широко используется в букетах душистых веществ.

      Из  высших сортов скипидара, богатых содержанием α-пинена, получают синтетическую камфару, которая имеет большое народнохозяйственное значение. Камфара применяется в производстве пластических масс для изготовления целлулоида, из которого получают фото- и кинопленку, небьющееся стекло для автомобилей и самолетов, детские игрушки, пуговицы, расчески и т. д. Камфара служит флегматизатором для нитроцеллюлозы (бездымный порох). С давних времен скипидар используется в медицине натурально и в виде своих производных, например терпингидрата. Исследования последнего времени показывают, что скипидар вполне пригоден также в качестве жидкого моторного топлива как в чистом виде, так и в смеси с другими горючими. При ароматизации скипидара получают фракции, являющиеся хорошей присадкой к авиатопливам для повышения их октанового числа.