溶劑沉淀分離法松脂加工工藝的研究

馬石瑤 劉旭亮 楊嬌嬌 謝爽 江增福（東北林業(yè)大學(xué)，黑龍江 哈爾濱 150040）

在松脂加工中，需要對松脂的一些性能進(jìn)一步考慮，比如基于不同的有機溶劑下對松脂組分的溶解性能進(jìn)行考察。松脂主要的組分為硬脂酸、左旋海松酸及樅酸[1]。對于松脂加工，使用最為廣泛的方法是水蒸氣蒸餾法，該方法主要對溶劑以及松節(jié)油進(jìn)行回收，并且不會對樹脂酸的化學(xué)組成造成影響，能夠使綜合利用效率得到有效提升。本課題筆者重點對溶劑沉淀分離法松脂加工工藝進(jìn)行了探究，現(xiàn)報告如下：

1 松脂相關(guān)內(nèi)容概述

對于松脂來說，屬于一類不可再生資源，是由兩類物質(zhì)混合而成的，一類是液體萜烯，還有一類是固體樹脂酸。在松脂加工過程中重點提到溶劑沉淀分離法，主要是基于常溫常壓的條件下，對溶劑沉淀分離法加以利用，主要對松脂樹脂酸進(jìn)行分離，進(jìn)而結(jié)合蒸餾方法對溶劑以及松節(jié)油進(jìn)行回收。此類方法的好處是不會對樹脂酸的化學(xué)組成造成變化，這樣便能夠使天然松脂樹脂酸的利用效率得到大大提升。

2 松脂加工工藝分析

2.1 松脂組分的分離

如前所述，在松脂中主要成分是松節(jié)油與樹脂酸，同時還包括了一些不溶性雜質(zhì)，比如樹皮、針葉以及泥沙等。因此在松脂的溶解方面二氯甲烷有顯著作用，因此利用二氯甲烷過程中，新鮮的松脂可不通過機械進(jìn)行粉碎，可以將其直接進(jìn)行溶解操作，這樣的好處便是能夠使雜質(zhì)的過濾分離提供便利。除此之外，需保證二氯甲烷以及乙腈的沸點，通常分別控制在39.8℃與81.6℃，松節(jié)油的沸點也需要控制在160℃左右，其沸點差需＞30℃。進(jìn)一步基于濾液中將回收得到的二氯甲烷、松節(jié)油以及乙腈進(jìn)行分離，所采用的方法是普通蒸餾法或簡單分餾法或精餾法。

2.2 實驗結(jié)果分析

經(jīng)實驗表明，在溶劑的分離回收方面，普通蒸餾法的效果不及簡單分餾法以及精餾法。在松節(jié)油方面，使用水蒸氣蒸餾法效果更為顯著，能夠使蒸餾溫度得到有效減弱。在使用簡單分餾法的情況下，通過氣象色譜分析表明，基于75℃之前，其餾分成分主要是二氯甲烷，乙腈含有少量；在75℃至82℃之間，其餾分成分主要是乙腈，這時二氯甲烷則含有少量；在蒸出液溫度＞81℃的情況下，蒸出液的量會慢慢降低，在溫度趨于82℃的情況下，已無蒸出液流出，并且在這個時候分餾柱頂溫度會呈現(xiàn)劇降的現(xiàn)象[3]。這現(xiàn)象的發(fā)生主要是因為松節(jié)油的沸點比較高，對二氯甲烷以及乙腈進(jìn)行回收肥力的情況下，是很難有松節(jié)油蒸出的，但是對于二氯甲烷以及乙腈回收利用是非常有效的。

2.3 溶劑沉淀分離法工藝流程分析

在松脂加工過程中，如果采取溶劑沉淀分離法，那么需要遵循一定的工藝流程，主要體現(xiàn)為：

2.3.1 在松脂的溶解方面使用二氯甲烷，采取過濾措施將針葉、樹皮以及木片等一系列不溶性雜質(zhì)進(jìn)行過濾處理。基于常溫條件下采取傳統(tǒng)方法，使用草酸水溶液對松脂溶液進(jìn)行清洗，并將水溶性雜質(zhì)和樹脂酸融合的鐵離子脫除完全，分去水相。

2.3.2 在攪拌的條件下，在有機相中添加乙腈，讓樹脂酸能夠完全沉淀，并呈現(xiàn)出顆粒分散狀態(tài)，進(jìn)一步采取靜置措施，其時間維持在0.5h左右，并做好沉淀的過濾及回收工作。

2.3.3 基于常壓基礎(chǔ)上，使用分餾法對濾液進(jìn)行加熱蒸餾，做好75℃之前的良性溶劑二氯甲烷的回收工作，在75℃至82℃之間，做好非良性溶劑乙腈的回收工作。

2.3.4 在松節(jié)油分離回收方面，所使用的方法為水蒸氣蒸餾法，將殘留物蒸餾干凈，對于蒸餾過的樹脂混合物可以當(dāng)作低級松香使用，也可以用于其他方面。在樹脂酸的沉淀分離方面，松脂、二氯甲烷以及乙腈需要按照一定的質(zhì)量比進(jìn)行，質(zhì)量比維持在1：1.3：2左右[4]。把回收得來的二氯甲烷以及乙腈使用在松脂加工過程中，進(jìn)行兩次重復(fù)使用，并將松脂樹脂酸沉淀析出。

[1]王敏慧，唐珊，劉海龍.豆制品廢水中蛋白質(zhì)的沉淀分離[J].山西科技,2014,01（09）：77-80.

[2]黃道戰(zhàn)，藍(lán)虹云，黃振源，曾韜.從松脂中分離左旋海松酸的新工藝研究[J].福建林業(yè)科技,2009,01（06）：11-13.

[3]文萱.松脂加工廢水處理工程設(shè)計方案[J].洪都科技,2010,02（11）：9-15.

[4]趙向陽，桑世華，高麗敏，彭紹洪.阻燃高抗沖聚苯乙烯的溶劑法再生工藝研究[J].現(xiàn)代化工,2011,09（11）：46-49.