汪树清,钟明鑫,梁 毅
摘要: 测定了闽西山区松根轻油的温度-组成曲线,对松根轻油进行了脱色脱臭处理,从中
可得到脂松节油、木松节油、浮选油、200#溶剂油和轻柴油。其中脂松节油的质量达优油标
准,浮选油、200#溶剂油和轻柴油的质量达到或基本达到国家标准。
我国南方各省松树资源丰富,部分山区因长期砍伐松树,留下大量松树头、松树根及松树
枝(统称松明子)。松明子中因松脂含量高,逐渐被人们利用。有些山区的乡镇企业利用简陋的
设备,采用直接火干馏的方法,将松明子进行24 h干馏得到松根原油。松根原油经静置分离,
上层得松根轻油,下层得松根焦油。
关于松根焦油,目前已得到广泛的应用,如制作橡胶制品的软化剂、木材防腐剂、船舶防
锈剂和农药等,产销基本趋于平衡。而松根轻油的开发利用却少见报道。从闽西山区一些乡镇
企业获悉,直接火干馏所得的松根轻油多处于滞销状态,除少量代替部分溶剂外,大量松根轻
油当作廉价的燃料供应砖厂、陶瓷厂,为此,作者以闽西山区的松根轻油为原料,对其系列产
品的开发作了初步的探讨。
1 松根轻油的物理性质及温度-组成曲线
1.1 松根轻油的物理性质
松根轻油为红褐色、半透明、无悬浮物,易溶于有机溶剂、难溶于水,密度(34 ℃)0.991
g/mL;酸值12~14 mg KOH/g,粘度(40 ℃)14.1 mm2/s。
1.2 松根轻油的温度-组成曲线
取松根轻油100 mL于蒸馏瓶内,按“石油产品馏程测定装置技术条件”(SH 0121-92)[1]
规定的升温速度加热蒸馏,生成的蒸汽经冷凝管冷凝,收集在100 mL量筒内,每分钟馏出4~5
mL(相当于每10 s馏出20~25滴)。记下初馏点、中间馏分及干点温度相对应的馏出体积百分数,作温度-组成曲线如图1。
图1 松根轻油的温度-组成曲线
Fig.1 Temperature-composition curve of pine-stump light oil
从蒸馏曲线可知:松根轻油的初馏点很低,有一定含量的170 ℃前的馏出物;150~340 ℃的组
分占很大比例;干点温度为327 ℃;蒸馏残渣达9 %。
2 松根轻油系列产品的开发
松根轻油带有红褐色,并有令人难以接受的恶臭,致使其应用受到很大的限制。因此,对
松根轻油的脱色和脱臭成了开发系列产品的关键性一步。
2.1 松根轻油的脱臭脱色
根据有关报道[2],并通过反复摸索探讨,最终用化学氧化法高效率地将恶臭物质氧化后
脱去,然后再脱色,所得的松根轻油即呈无色无臭状态。
2.1.1 脱臭 称取一定量的松根轻油,加入少量水,然后在搅拌下用碱液调整反应液的pH值为
9,再加入氧化剂,于30 ℃±5 ℃下搅拌反应15 min,待有悬浮物析出时,停止搅拌,静置1 h
,过滤,滤液用水洗至中性,分出水层,即得无臭的红褐色松根轻油。
2.1.2 脱色 将红褐色的无臭松根轻油在真空度为-0.092 MPa下进行减压蒸馏,即得无色无臭
的松根轻油。出油率达92%。
2.2 脂松节油的制取
将所得的无色无臭的松根轻油减压蒸馏,收集一定温度范围内的馏分,即得脂松节油,其
质量达优油标准[3]。
表1 脂松节油的质量考察
Table 1 Quality test of gum turpentine
项 目 items |
优质脂松节油[3] high grade gum turpentine |
本文中的脂松节油 gum turpentine in this test |
外 观appearance | 透明、无水、无杂质和悬浮物transparent,non-water,non-suspended matter | |
颜 色color | 符合GB/T 12902 3.2 项规定tally with GB/T 12902 3.2 Set | |
相对密度relative density (d204) < | 0.870 | 0.844 |
折光率refractive index(n20) | 1.4650~1.4710 | 1.4709 |
初馏点temp.of first distn.( ℃ )
> |
150 | 150 |
至170 ℃时馏出体积volume of distn.
|
90 | 93 |
酸值 acid value (mg KOH/g) < | 0.5 | 0.5 |
由此可见,本实验所得的脂松节油质量已达优质油标准。
2.3 木松节油的制取 木松节油也是一种溶剂,是合成樟脑、冰片、松油醇以及香料和增塑剂等多种物质的原 2.4 浮选油的制取 稀有贵重金属如金、银、铀、铜、钨等,在选矿时要使用浮选油。浮选油一般以松节油为 2.5 200#溶剂油的制取 将脱色脱臭的松根轻油进行常压蒸馏,收集140~200 ℃的馏分。得到的馏出物用稀碱液多 2.6 轻柴油的制取 生产松根原油的山区,多数交通不便,交通运输工具主要依靠使用轻柴油的机动车辆。但 表2 轻柴油的质量考察 |
项 目 items |
各种轻柴油[6] various light diesel fuels |
本文中的轻柴油 light diesel fuels in this test | |||||
10 | 0 | -10 | -20 | -35 | -50 | ||
运动粘度kinematic viscosity (20 ℃)mm2 /s | 3.0~8.0 | 2.5~8.0 | 1.8~7.0 | 5.4 | |||
凝点freezing point ( ℃ ) | 10 | 0 | -10 | -20 | -35 | -50 | -13.5(注1) |
闪点(闭口 ℃ ) flash point(close cup ℃ ) | 65 | 45 | 65 | ||||
十六烷值 hexadecane value > | 45 | 50.14(注2) | |||||
馏程distillate order |
|||||||
50 %馏出温度temperature for 50 % of sample composition distd. ( ℃ ) < |
300 |
243 | |||||
90 %馏出温度 temperature for 90 % of sample composition distd.( ℃ ) < |
355 |
350 | |||||
95 %馏出温度 temperature for 95 % of sample composition distd.( ℃ ) < |
365 |
352 |
注1:在测凝点时,样品温度降至-13.5 ℃时仍能流动,但受实验条件限制不能再降,所以 样品的真实凝点低于-13.5 ℃。 注2:在由苯胺点换算十六烷值时,作了多组实验数据,表中所列是其中的一组。其值随十 六烷值添加剂加入的数量而变动。 3 结论和建议 3.1 以松明子为原料制得的松根轻油系列产品是成本低廉且很有用途的林化产品,重视松根轻 3.2 由于松明子的产地不一样,所得松根原油的组成和出油率也不一样。建议对不同产地的松 3.3 积极指导松根原油的生产厂家,改直接火蒸馏为蒸汽蒸馏,规范松根原油的生产操作程 3.4 加强行业间的协作与渗透,移植石化工业中的有关工艺技术、生产设备和分析检测方法, *现在茂名石化公司乙烯工业公司工作 作者简介:江树清(1940-),女,四川资阳市人,副教授,曾是国内访问学者,主要从事有机药物、精细有机合成方面的科研工作。 作者单位:(广东石油化工高等专科学校,广东 茂名 525000) 参考文献 |