Tallolaj: összetétel, előállítás, alkalmazás

2024 Szerző: Howard Calhoun | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-17 10:30

A tallolajat kraft cellulózgyártással állítják elő. A kőolajból nyert zsírsavakat széles körben használják: szappanok, festőanyagok, epoxigyanták, ragasztók gyártása, adalékanyagként történő felhasználás különféle anyagok (gumi, beton, papír és egyebek) gyártásánál.

Leírás

A tall (szulfát) olaj szerves vegyületek (főleg magasabb zsírsavak és gyantasavak) folyékony keveréke, amely sötét színű és szúrós szagú.

Az anyag a következő fizikai és kémiai jellemzőkkel rendelkezik:

• viszkozitás (t=40°С-on) – 410-1660 cSt;
• sűrűség +20 °С-on – 994-1001 kg/m3;
• hőkapacitás - 1,6-4,1 kJ/(kg K);
• savszám – 158-163;
• lobbanáspont - 221 °C;
• öngyulladási hőmérséklet - 304-311 °С;
• hővezetőképesség normál hőmérsékleten – 0,13-0,15 W/(m K).

A tallolaj tulajdonságait (szilárdulási pontja, viszkozitása) javítják a fenol-formaldehid gyantákból, alkoholokból és egyéb adalékokból származó adalékok hozzáadásávalkapcsolatok.

A sűrűség, a gyantasavtartalom, a savszám és az elszappanosítási szám a nyersfa összetételétől függ (ezek a mutatók csökkenő értékeinek sorrendjében):

• tűlevelűek;
• puha és keményfa keveréke;
• keményfa.

A tallolajsavak sóit tallátnak nevezik.

Fogadás

A szulfátos pépesítést úgy végzik, hogy a faforgácsot nátrium-hidroxid és nátrium-szulfid vizes oldatával kezelik. Jelenleg ez a technológia a cellulózgyártás egyik vezető technológiája. A fenti reagensek hatására a gyanta és a zsírsavak elszappanosodnak. Feketelúggá alakulnak, ami egy szulfátszappan. Ez utóbbit teljes mértékben a tallolaj feldolgozásra használják.

A lúg elpárolgása egy kis sűrűségű frakció elválasztásához vezet, amely a felszínre úszik. Az anyag hozama 100-140 kg/tonna alapanyag. A nyers tallolajat 2 módszerrel állítják elő:

1. Időszakos. A szulfátszappant a reaktorba pumpálják, ahol 30%-os H2SO4-oldat hatásának teszik ki. A bomlási folyamat 2-3 óráig tart, majd ugyanennyi ideig közvetlenül a reaktorban ülepedik a keverék. A folyadékot 3 rétegre osztják, a felső réteg olajat tartalmaz. Kiszivattyúzzák a további mosáshoz és szárításhoz.
2. Folyamatos. Először a szappant lúgoldattal mossuk, majd homogenizátoron engedjük át és szűrjük a mechanikai szennyeződésektől. A H2SO4-vel való keverést folyamatosan szivattyúban végezzük. A frakciókra való szétválasztás egy szeparátorban történik, amelyből minden komponens gyorsan tartályokba kerül.

A termelt tallolaj mennyisége több paramétertől függ. Ez:

• forrásanyag összetétele;
• a szulfátszappan páratartalma;
• mosás minősége;
• a frakciók gondos szétválasztása (a ligninből álló középső frakció az olaj akár 50%-át is magával viheti);
• lebontási technológia.

Összetétel

A következő fő tényezők befolyásolják az olaj kémiai összetételét:

• fafajta és fajtája;
• az év időszaka, amikor a nyersanyagokat betakarították;
• fa tárolásának időtartama és módja;
• folyamatfeltételek.

A tallolaj a következő anyagokat tartalmazza:

• gyanta vagy gyanta, savak (palustrális, abietikus, neoabietikus, dihidro- és tetrahidroabietikus) - 40-45%;
• telítetlen zsírsavak (olajsav, sztearin, linolén, linolsav, palmitin) - 40%;
• elszappanosíthatatlan anyagok (alifás, diterpén szénhidrogének, sztearin, fitoszterol, alkoholok és mások) – 12%;
• hidroxikarbonsavak - körülbelül 5%.

Tisztítás desztilláció nélkül

A tallolaj egyes összetevői a legnagyobb gyakorlati értékkel bírnak. A zsírsavak és más összetevők szétválasztása többféle módon történik:

• használoldószerek és keverékeik (folyékony propán, furfurol, diaceton alkohol, benzin szénhidrogének és mások);
• karbamiddal reagál;
• dekarboxilezés (ha csak a zsírsavakat kell elkülöníteni);

Desztilláció

Ipari körülmények között a frakcionálás kétlépcsős technológiával történik:

1. Desztilláció. 200 °C-ra melegítve az illékony anyagok desztillálódnak a tallolajból.
2. Rektifikáció (a keverék szétválása a gőzzel történő tömeg- és hőcsere miatt).

Az olaj módosításának másik módja az oligomerizáció, amely zsírsav-dimereket eredményez. Az USA technológiai üzemeiben ezt a folyamatot 230-250 ° C hőmérsékleten, nyomás alatt és katalizátor - montmorillonit - jelenlétében hajtják végre. Oroszországban az oligomerizációt autooxidációs módszerrel végzik. A tallolajat 195 °C-ra melegítik, miközben folyamatosan levegőt vezetnek át rajta.

Alkalmazás

Desztilláció és rektifikálás után többféle szerves vegyületet kapunk, amelyeket széles körben használnak:

• Magár 97%-os tisztaságú tallolaj zsírsavak (festék- és nyomdaipar).
• Magasgyanta (papír- és szappangyártás, karton- és papírragasztók gyártása, kábelipar).
• Desztillált tallolaj (szappankészítés, lakkok, gyanták, festékek, emulgeálószerek, linóleum gyártása; gumiregenerálás, kötőanyagként történő bevezetés a homok-agyag öntvényekbeűrlapok).
• Magas pálya (aszf alt, farostlemez gyártás).

Az olajat nyers, desztillálatlan formájában a következő célokra használják:

• Frostlemez impregnálás keményítéshez és hidrofobizáláshoz;
• adalékanyag ásvány- és üveggyapot gyártásánál (a szilárdsági tulajdonságok javítása magas páratartalom mellett);
• flotációs-habosító szerek gyártása;
• lágyító gumikhoz;
• gyanták és festékek és lakkok (festékek, lakkok), lágyítószerek gyártása;
• kenőanyagok és kenőanyagok textilfeldolgozáshoz;
• adalék a bitumenhez, hogy javítsa annak tapadási tulajdonságait.

A tallátot a következő anyagok gyártásához használják:

• olajfestékek és lakkok (száradásukat gyorsító adalék);
• kémiai reakciókatalizátorok;
• rovarölő szerek;
• nedvesítő szerek;
• aszf alt- és viaszkeményítők;
• viaszos papír a korrózióvédelemhez.

A tallolaj más növényi olajokhoz képest nagy mennyiségű szterint is tartalmaz (akár 3%). Ezek az anyagok biológiailag aktívak, és ígéretesek az orvostudományban, a kozmetológiában és az élelmiszeriparban való felhasználásra.