免费文献传递   相关文献

松脂加工中松节油损失的探讨



全 文 : 第 17卷 第 3期  广 西 农 业 大 学 学 报 1998年 9月 
  Vol. 17  No. 3   JOURNAL OF GU ANGXI AGRICULTU RAL UNIVERSITY Sept. 1998 
松脂加工中松节油损失的探讨

黎 跃
(广西大学林学院 , 南宁 530001)
摘要 松脂加工中松节油的回收率在 60% ~ 70% ,松节油损失严重。本文对松脂加工过程的松
节油损失进行了探讨 , 提供了减少松节油损失的改进措施和建议。
关键词 松节油 ; 松脂加工 ; 挥发 ; 损失
中图分类号  TQ351. 472
Discussion of Turpentine Loss in the Pine Gum Processing
Li Yue
( Forestry Colleg e, Guangxi Univ ersity, Nanning 530001)
Abstract  The rate o f reclama tion of turpentine is 60%~ 70% in the pine gum process-
ing . Turpentine suffers serious loss. This article discusses loss o f turpentine in the course of
the pine gum processing. It advance the improving measures and propositions to reduce lo ss
o f turpentine.
Key words  turpentine; pine gum processing; v olatili ze; loss
广西是中国松香松节油生产最大的省区 ,年产松香在 15~ 16万 t, 松节油 1. 8万 t ,约占
全国总产量的 40% ,松香年产量在万吨以上的工厂有 6~ 7家 ,松脂产业是广西的优势产业之
一。近年来 , 由于以松节油为原料的合成樟脑生产形势较好 , 产量逐年上升 , 1996年全国樟
脑产量达 1. 2万 t, 出口 7 300 t , 平均出口价为 3 030美元 /t , 加之 C10萜烯香料的生产量增
大 , 使得松节油价格迅猛上涨 , 曾达到 7 000~ 7 200元 / t, 松节油成了抢手货。生产中如何
提高松节油回收率 , 增加松节油产量 , 提高企业经济效益一直是工厂想要解决的问题 [12 ]。松
脂刚从松树树脂道流出时 , 含油量高达 30%~ 36% , 与空气接触后 , 油分挥发很快 , 送别工
厂的松脂含油量降至 13%~ 19% [3 ]。按我区每年 16万 t松香计算 , 松树分泌出的松脂含有
6. 5~ 7万 t松节油 , 而工厂实际仅生产出 1. 8万 t的松节油。松脂加工中松节油的回收率在
60%~ 70% ,油的损失是相当严重的 ,而这一损失又往往不被企业管理人员和操作者所重视 ,
松节油无声无息的挥发损失掉 , 既浪费了宝贵的松脂资源 , 又严重阻碍了企业经济效益的提
高 ,本文就松脂加工过程松节油的损失进行分析 ,并提出减少松节油损失的改进措施和建议。
作者: 男 , 1958年生 , 讲师。
收稿日期: 1997 07 07
1 材料与方法
1. 1 材料
( 1) 熔解残渣分别从苍梧松脂厂、 宁明松香有限公司、 上思松香厂、 高峰松香厂熔解器
出渣或过滤器、 除渣器出渣时在 8 h分 4次取样 ,混合均匀后按四分法取 1 000 g供测定含油
量用。
(2)熔解脂液从高峰松香厂熔解器出口的敞开滤蓝式过滤器内取样 ,在 8h分 4次取
2 000 mL备用。样品的含油率为 30. 2% , 含水率 20. 94%、 杂质含量为 0. 26% , 松香含量
48. 6% 。
( 3)从苍梧松脂厂、高峰松香厂、 宁明松香有限公司的过渡锅、 1# 澄清槽 (锅 )在 8 h分
4次收集排出的渣水 , 混合均匀后取 2 000 mL备用。
( 4)从苍梧松脂厂、高峰松香厂的油水分离器在 8 h分 4次取优油、中油、重油油水分离
器排出的废水各 20 00mL ,加食盐 30g ,溶解后静置 1h ,取上层 2 5 0mL合并 4次取样成
1 000 mL备用。
( 5)松节油优油从高峰松香厂取样 ,油样的初馏点 152℃ , 170℃时馏出液体积为 91. 2% ,
折光率 1. 4678, 比重 0. 869, 酸价 0. 32 mg· KOH/g。
( 6)松节油中油从高峰松香厂取样 ,油样的初馏点 152℃ , 170℃时馏出液体积为 64. 4% ,
折光率 1. 4695, 比重 0. 871, 酸价 1. 07 mg· KOH/g。
( 7)松节油重油从高峰松香厂取样 ,油样的初馏点 155℃ , 170℃时馏出液体积为 16. 7% ,
折光率 1. 4742, 比重 0. 906, 酸价 3. 36 mg· KOH/g。
1. 2 方法
( 1) 松节油的初馏点 , 170℃馏出液体积、 折光率、 比重、 酸价等指标 , 按照 GB /T12902
91 《松节油分析方法》 进行测定 [ 4]。
( 2) 样品的含油量、 杂质含量测定 , 按照 LY223 81的松脂检验方法进行 , 并根据样品
的含油和杂质情况适当增大样品测定量 [ 5]。
( 3)松节油挥发测定 , 先准确称取 200 g混合均匀的熔解脂液或松节油油样 ,置于高径比
为 1. 2∶ 1的烧杯中 , 用恒温水浴控制油温 , 在室内自然条件下 , 测定样品在不同温度和时间
内松节油挥发量 , 油样按生产中的油水比加水进行对照试验。
2 结果与讨论
2. 1 熔解设备对松节油损失的影响
选择生产中有代表性的几种熔解设备 , 对其排出残渣进行含油量测定 , 结果见表 1。
松脂熔解后的残渣不经水蒸气喷提回收松脂 , 仅靠压滤、 过滤等除渣器除渣 , 残渣中的
松节油含量达 11. 2%~ 12. 5% , 油分损失严重 , 残渣粘结。用水蒸气喷提残渣可使其含油量
降至 5. 8% , 残渣干而蓬松 , 明显减少了松节油的损失 , 对于一个万吨规模的松香厂 , 仅此一
项每年就可回收 17. 5 t松节油 ,折合人民币 12万元。采用带有蒸汽喷吹的除渣装置 , 能有效
地降低残渣排放引起的松节油损失 [ 7]。
294            广 西 农 业 大 学 学 报             第 17卷
表 1 不同熔解设备排出残渣的含油量
Table 1  Content of turpentine in the removing residue on the diff erent met ting equipment
熔解设备
Melting
equipment
熔解温度 /℃
Melting
t em perature
除渣方式
Method o f
remov ing residue
残渣性状
Residua l
char acter
含油量 /%
Content
o f o il
间歇熔解锅
Interim melting
cauldron
94~ 98 压脂后蒸气喷提、 间歇出渣
Spur t steam and inte rim remov ing
r esidue af ter pressing resin
干而蓬松
Dry and loo se
5. 8
预熔+ 立式熔解器
Preheating+
Standing type
melting
containe r
预熔 80~ 85
Preheating
80~ 85
预熔器间歇出渣
Interim removing
r esidue in the
prehea ting container
湿、 粘结
Wet and g lulinous
12. 5
熔解 94~ 96
Melting 94~ 96
过滤器出渣
Remov ing r esidue
in th e per co la to r
湿、 粘结
Wet and g lulinous
11. 2
立式熔解器
Standing type melting
containe r
94~ 96
回转耙式除渣器连续出渣
Seriate r emoving r esidue
湿、 粘结
Wet and g lulinous
11. 8
2. 2 熔解脂液的松节油挥发与温度的关系
生产中一些工厂考虑到设备简单、 操作方便 , 把熔解脂液经过 2 mm滤孔或 20目的敞
开式过滤器 , 自然过滤除去熔解脂液中的树皮屑、 松针等杂质 , 这时的脂液含油率高 , 在较
高温度下松节油挥发严重。
图 1 熔解脂液的松节油挥发量与温度、 时间的关系
Fig. 1 Relation among volatile volume of turpenture in the dissolving resin, temperature and time
含油量为 30. 2%、 含水量为 20. 94%的熔解脂液 , 在 94℃时经过 6. 1 h有 50%的松节油
挥发掉 ; 96℃时经过 4. 9 h有 50%的油挥发 ; 98℃时仅 3 h就有 50%的松节油挥发掉 (见图
1)。松节油与水组成的混合液沸点为 95. 6℃ , 当熔解脂液含有水时 , 温度超过 96℃松节油挥
发损失严重 , 采用敞开式过滤器除渣的熔解器 , 其熔解温度不宜超过 96℃。
2. 3 澄清槽 (锅 ) 排出渣水中松节油的损失
从澄清槽 (锅 ) 排放中间层脂液前有一段排渣水过程 , 熔解脂液所含的水主要在此时排
295第 3期            黎 跃: 松脂加工中松节油损失的探讨           
出 , 按正常计算 , 每生产 1 t松香要排出的渣水量约 400 kg , 这些渣水还含有少量的松脂 , 不
同温度下渣水带出的松节油量是不同的 (见表 2)。温度在 94~ 97℃时 , 澄清槽 (锅 ) 排出的
表 2 温度对渣水中松节油含量的影响
Table 2  Effect of temperature on content of turpentine in the waste water
澄清设备
Settling equipment
渣水温度 /℃
Tempe ratur e o f
th e waste w ater
杂质含量 /%
Content o f
inpurity
含油量 /%
Content of
oil
圆型过渡锅 A澄清锅 A Round type
passage po t A
settler A
96~ 97 0. 16 0. 87
95~ 96 0. 11 0. 81
圆型过渡锅 B澄清锅 B Round type
pa ssage po t B
settler B
94 0. 24 0. 68
94 0. 17 0. 61
长型过渡锅澄清槽 Rectang le type
passage pot
set tler
96 0. 20 0. 80
95 0. 09 0. 73
  渣水含有松节油和松香并呈部分乳化状态 , 温度越高、油的乳化现象越明显 , 渣水带走的
松节油越多。温度过高还会使脂液沸腾扰动 , 影响澄清效果。对于年产万吨松香的工厂而言 ,
澄清槽 (锅 ) 排出的渣水带走松节油大于 32 t , 折合人民币 21万元以上。
2. 4 不同品质松节油挥发与温度、 时间的关系
蒸馏是松香松节油生产最重要的工序 , 蒸馏塔 (锅 ) 的结构及工艺条件对产品质量起着
决定性的作用。进入蒸馏塔 (锅 ) 的脂液在水蒸汽的解吸作用下 , 松节油与水蒸气形成油水
混合蒸气逸出 , 经冷凝冷却后成为油水混合液。蒸馏时活气量的大小及冷凝器冷凝效果的好
坏 , 直接影响到油水混合液的温度 , 优油、 中油、 重油在不同温度下的蒸气压及挥发量见表
3, 图 2, 3, 4。
表 3 不同温度下松节油的蒸气压
Table 3  Steam of turpentine under dif ferent temperature Kpa  
松节油 Turpentine 温度 Tempera ture /℃
20 40 50 60 70 80 90 100
优油 High g r ade turpentine 0. 504 1. 448 2. 284 3. 664 5. 596 8. 342 12. 260 17. 389
中油 Middle turpentine 0. 220 0. 664 1. 096 1. 756 2. 736 4. 156 6. 172 8. 972
重油 Heavy turpentine 0. 096 0. 305 0. 514 0. 841 1. 337 2. 070 3. 130 4. 628
图 2 优油挥发量与温度、 时间的关系
Fig. 2  Relation among volatile volume of
high grade turpentine, temperature and t ime 
  松节油在 30℃自然挥发 24 h, 油的挥发
损失率在 12%~ 22% 。优油中低沸点的单萜
烯含量高 ,因此挥发损失较大 ;而重油中高沸
点的倍半萜烯含量高 ,故挥发损失较小。油温
达到 70℃ , 优油经 7. 3 h将损失 50%的松节
油 , 重油经 8. 7 h将损失 50% 。温度越高 , 松
节油的挥发损失越严重 , 优油比重油更易挥
发。松节油的大量挥发不仅会降低油的回收
率 ,影响工厂的经济效益 ,而且还会造成生产
车间内空气的松节油密度增大 , 容易引发火
灾和爆炸事故。
优油、 中油的冷凝油温控制在 40℃以下
296            广 西 农 业 大 学 学 报             第 17卷
可减少松节油挥发、重油冷凝时的温度控制在 45℃以下较为适宜 , 超过 50℃时松节油挥发较
多 , 影响松节油的回收率。
图 3 中油挥发量与温度、 时间的关系      图 4 重油挥发量与温度、 时间的关系
Fig. 3  Relation among volatile volume of   Fig. 4  Relation among volat ile volume of
middle turpentine, temperature and time heavy turpentine, temperature and time
2. 5 油水分离器排出废水中的松节油损失
油水混合蒸气经冷凝冷却后流入油水分离器内 , 由于油和水互不相溶且重度不同 , 自行
分离为二层 ,上层油层为松节油 ,下层水层作为废水排出 [6 ] ,在油水分离器内的停留时间和水
温不同 , 排出废水中的含油量不同。
油水混合液在分离器内的停留时间短 , 油水分离效果差 , 排放出的废水中含油率高 , 油
的损失较大 ; 油水分离时温度高 , 油在热水中溶解度增大而出现乳化现象 , 油的损失也增大 ;
重油比优油和中油更难自行分离 ,停留时间在 45 min,废水中的含油率还有 0. 127% ,排出水
呈浅乳白色状 (见表 4)。优油在油水分离器内的停留时间应不小于 30 min, 重油的停留时间
应不小于 45 min。
表 4 停留时间和水温对废水含油量的影响
Table 4  Ef fect of time and temperature on content of turpentine in waste water
分离设备
Sepa rato r
停留时间* /min
Stop time
水层温度 /℃
Tempera ture
of w ater lay er
排出水外观
Appear ance o f
th e expelling wa ter
含油量 /%
Content o f
oil
优油油水分离器 A   19 36 无色透明 Transpar ent 0. 083
High g r ade turpentine B   32 37 无色透明 Transpar ent 0. 068
sepa rato r
中油油水分离器 A   29 42 略带乳白色 Slightly milky white 0. 095
M iddle turpentine B   35 41 透明 Transpar ent 0. 092
sepa rato r
重油油水分离器 A   55 44 略带乳白色 Slightly milky white 0. 109
Heavy turpentine B   45 46 浅乳白色 Ligh t milky white 0. 127
sepa rato r
  注: 停留时间= 油水分离器内水层体积 /m3油水混合液中水量 /m3· min- 1
Stop time=
Water v o lume in the separa tor /m3
Water amount o f the mixed liquid /m3· min- 1
按目前我国的松脂加工生产工艺 , 每生产 1 t松香蒸出的松节油量在 560~ 670 kg (一部
297第 3期            黎 跃: 松脂加工中松节油损失的探讨           
分松节油作熔解油循环使用 ) ,蒸馏松脂耗用的活气量为 550~ 690 kg ,以一个万吨松香厂计 ,
从油水分离器排出的废水中带走的松节油在 7~ 10 t , 折合人民币约 6万元。
3 结论和建议
( 1) 熔解残渣的含油率在 11. 2%~ 12. 5% , 经水蒸气喷提后含油率降至 5. 8% , 蒸气喷
提是回收残渣中松节油的有效方法。 为降低残渣含油量 , 减少松节油损失 , 间歇熔解出渣采
取压脂后蒸气喷提回收松节油 , 连续熔解出渣采用带蒸气喷吹的回转式除渣器 , 对回转耙式
除渣器应增加蒸气喷吹装置 [7 ] ; 采用预熔立式连续熔解时 , 预熔器出渣采取间歇熔解方式进
行。
( 2) 敞开滤篮式过滤器除渣时松节油挥发损失较大 , 不可忽视。一般可用于中小型连续
熔解或预熔器立式熔解的脂液除浮渣 , 而且脂液温度不宜超过 96℃。澄清槽 (锅 ) 排出渣水
含油量在 0. 61% ~ 0. 87% , 增加残渣池数量和改进残渣池结构 , 可提高渣水中松节油的回收
率 , 通过车间管理手段调动职工积极性 , 及时收集残渣池水面上的残脂层 , 用于生产黑松香
并回收松节油 [8 ]。
( 3)松节油在 30℃时自然挥发量不大 , 超过 50℃时松节油挥发损失明显增大。在生产中
当脂液蒸馏的活气量过大、 冷凝器冷凝冷却效果差时 , 油温会达到 50~ 70℃ , 此时松节油挥
发严重 , 采取调整活气压力、增大冷却水量、增大冷凝器换热面积、定期清理冷凝器水垢、 使
用冷却塔循环用水 [9 ]、 油水分离器加装可开启盖板等措施 , 均可有效地降低油水混合液的温
度 , 减少松节油挥发损失 [10 ]。
( 4)优油在油水分离器内的停留时间不宜小于 30 min,中油的停留时间不小于 35 min,重
油的停留时间不小于 45 min, 油水分离器排出的水可用于松脂熔解用水或脂液水洗用水。
致谢 原广西农业大学林学院林化 93级学生廖夏玲、 梁旭 , 林化 94级学生吴普初等参加了部分测定工
作 , 特此致谢。
参 考 文 献
1 刘玉春 . 中国松香的生产与展望 . 林产化工通讯 , 1996, 4: 20~ 22
2 李义沣 . 我们也要学会两手抓 樟脑工业才能更好地发展 . 林产化工通讯 , 1997, 2: 31~ 33
3 南京林业大学 . 天然树脂生产工艺学 . 北京: 中国林业出版社 , 1983, 33~ 35
4 中国标准出版社总编室编 . 中国国家标准汇编 , 北京: 中国标准出版社 , 1994, 184~ 188
5 林业部科技司编 . 林业标准汇编 (四 ) . 北京: 中国林业出版社 , 1992, 604~ 607
6 李齐贤 . 松脂加工工艺 . 北京: 中国林业出版社 , 1988, 213~ 215
7 曾祥元 . 松香生产工艺和设备的系列改造 . 林产化工通讯 , 1992, 5, 32~ 33
8 潘贵强 , 英锦龙 . 利用生产松香中的残渣废汽生产黑松香 . 林产化工通讯 , 1994, 4, 47~ 48
9 林民澄 , 郑俊周 . 玻璃钢冷却塔在松香生产中的应用 . 林产化工通讯 , 1992, 3, 35
10 周耀南 , 黄敬国 . 螺旋板式换热器结垢的检查和酸洗方法 . 林产化工通讯 , 1996, 2, 36~ 37
(责任编辑 李耀兰 )   
298            广 西 农 业 大 学 学 报             第 17卷