松香生产的工艺设计

松香生产的工艺设计 - 1 - 松香生产的工艺设计

姓名：蔡云鹏 学号：20091054041 专业：林产化工09级 学院：材料工程学院 松香生产的工艺设计

- 2 - 松香生产的工艺设计 【摘 要】：松香和松节油是一种生产量大、使用广泛的天然树脂与天然芳香油，是重要的工业原料。依据其来源不同，松香和松节油可分为脂松香和脂松节油、木松香和木松节油或浸提松香和浸提松节油、浮油松香和硫酸盐松节油。其中，以脂松香和脂松节的质量最高，通常所指的松香和松节油是脂松香和脂松节油的质量高，通常所指的松香和松节油是脂松香和脂松节油。 松香是一种复杂的固体混合物，其主要成分是树脂酸，还有少量的脂肪酸和中性物质。工业松香树脂酸含量一般为85%~89%，脂肪酸含量2%~6%，中性物质含量5%~8%。松脂加工制得的松香，其组成除与松脂原料有关外，还因松脂的贮存、运输、加工过程与方法不同而异。组成不同，其性质也随之而有所变化。 【关键字】：松香生产、松香、生产工艺、 工艺流程

一、松脂在工厂中的贮存 由于采脂具有季节性以及松脂氧化、挥发性，松脂进入工厂的数量随季节而变化。为了使采脂旺季运入工厂的大量不致变质，并保证连续生产，松脂工厂必须贮存一定数量的松脂。 贮存池一般建于地下，形状有圆柱体锥底或正方（长方）体斜底，用钢筋混凝土建造或者砖塔成。锥形或斜底与平面的夹角小于20度。蒸汽加工厂每个贮存池的容量以200---500吨为宜。考虑生产时的安全，贮存池应该离锅炉房20米以上。在地下水位较高的地区，贮存池最好能开道出水。 贮存池的布局应该充分利用地形，以节约建设为原则。适用的贮存池布局如图所示： 松香生产的工艺设计

- 3 - 二、松脂在工厂中的运送 根据地形的不同，可选用螺旋输送机输送和压缩空气输送。 1、螺旋输送机如图所示：

2、压缩空气输送工艺： 松香生产的工艺设计

- 4 - 三、生产方式的选择 松脂的简单加工是指将挥发性的松节油与不挥发的松香分离，并除去杂质和水分。由于松节油具有挥发性，沸点相对较低，加热过程中先逸出，经冷凝后收集，留下的便是松香。松脂加工的主要方法有水蒸气蒸馏法和滴水法。其中，水蒸气蒸馏法又分为连续式、间歇式和部分连续式等工艺。不同的加工方法有不同的工艺流程。 1、滴水法松脂加工工艺（直接火法）： 直接火法就是把松脂直接装于蒸馏锅内，锅底用直接烧火进行加热，故称为直接火法。由于本法在蒸馏过程中，当加热到规定温度时，必须滴入适量清水，产生出水蒸汽，降低蒸馏温度，蒸出松节油，所以直接火法又称为滴水法。 为了降低蒸馏温度，采用滴水法松脂加工工艺。当松脂加热到一定温度时，滴入适量清水，水很快变成水蒸气，与松节油的蒸气一同蒸出，在冷却器冷却后进入油水分离器，分离后得商品松节油。蒸完松节油后，趁热从锅内放出松香，过滤除杂后，包装得松香。 滴水法属于简单的松脂加工工艺，其特点是投资小，技术要求也不高，适宜于远离工业城市的山区生产。但由于滴水法直接用火加热，温度不易控制，产品质量不稳定，且易滋生火灾，生产规模也不宜太大。 2、水蒸气蒸馏松脂加工工艺： 水蒸气蒸馏松脂加工工艺采用水蒸气作为加热和解吸介质，加工过程分为三个工段，分别是松脂的熔解、脂液的液制和脂液的蒸馏。先将松脂加热并加入松节油和水，使之熔解为液态，滤去杂质，同时加入脱色剂，除去松脂中的铁化合物。再用热水洗涤，澄清，得净制脂液，净制脂液经过热水蒸气蒸馏，得到松香和松节油。 松脂的蒸汽法加工分三个工序进行：即松脂熔解、熔解脂液净制和净制液蒸馏。若三个工序都连续进行，称为连续法；若三个工序全部间歇进行，则称为间歇法。但也有些工厂，某些工序采用连续法而另一些工序采用间歇法的生产方式。 因生产上还有连续法、间歇法之分，故这里需要进行比较选择。 （1）、连续法： 进香、放香和排渣都是连续的。连续化生产能缩短工艺流程，相应减少设备松香生产的工艺设计 - 5 - 和场地，具有投资少，原材料及能源消耗低，劳动生产率高，生产成本较低等优点，但还应该注意连续化生产带来的另一方面，例如，对建厂条件、车间布置、设备安装等要求高，对工人的文化素质、操作要求以及对干部的管理水平要求高，对生产的连续稳定性要求高，对自动化程度要求高，对原材料的规格质量要求高等等。此外 ，连续化生产不宜、不易、有时不能更换产品品种，因此，往往达不到“一线多能、一机多用”、产品品种多样化的目的。在一般情况下，生产规模较大，生产水平要求较高（如自动化程度），产品品种较单一的宜采用连续化生产。 （2）、间歇法： 进香、放香和排渣时都是间歇的。其优点是技术比较成熟，可操作性强，对产品有很好的控制度。把松香一次性放到熔解锅内，2～3个小时就可熔解完，操作时间相对较少。但采用此法操作起来比较麻烦，且浪费劳动力和设备。考虑到本次设计的产品是松香甘油酯，酯化时间比较长。而由于间歇式反应釜是间歇操作，每进行一批生产都要有情况记录、装卸料、升降温等操作，这些辅助工序所需时间也很可观，一般适用于一些反应时间较长的反应，而且它操作上比较灵活、简便。现在选用间歇法生产松香方案。 四、原料的性质、技术参数 松属树木分泌出来的树脂，称为松脂。从化学组成来看，松脂主要是固体树脂酸溶解在萜烯类中所形成的溶液。松脂被加工后，挥发性的萜烯类物质称为松节油，不挥发性的树脂酸熔合物称为松香。松脂刚从松树树干的树脂道流出时，无色透明，其萜烯含量可达36%。在与空气接触后，萜烯挥发很快，同时树脂酸呈结晶状析出，松脂本身逐渐变得浓稠，呈蜂蜜状的半流体。从林区送到工厂的松脂，常常含有各种机械混合物，包括松针、树皮、木片、昆虫和灰尘等。马尾松松脂一般组成为： 松香 72—75% 松节油 16—20% 水分 4—6% 杂质 0.05—0.3% 松脂静置时，树脂酸的结晶从松脂中析出下沉。上层常呈现一层黄色的液体，它是由液体萜烯和一些难于结晶的物质组成。上层液体中松节油含量可达50%，其他的物质主要是氧化树脂酸。 五、生产工艺流程图 松香生产的工艺设计 - 6 - 松脂→破碎→熔解→除渣→多级蒸馏→产品

1.熔解釜2.加料斗3，17 熔解油（中油）贮罐；4，12，16，24，29.冷凝冷却器（换热器）；5.过渡槽；6.过滤器；7，8，9，10.澄清槽；11.一级蒸馏釜；13.优油贮罐；14，20 盐滤器；15，18，21，23.油水分离器；19.重油贮罐；22.二级蒸馏釜；25.黑香或残渣受器；26.喷提锅；27.中层脂液澄清罐；28.排渣水槽；30.分离器 松香生产的工艺设计

- 7 - 生产流程说明： 1.松脂的熔解：松脂的熔解在93~35℃下进行。在熔解过程中，必须加入适量的水、松节油和草酸。加水是为了洗去松脂中的水溶性色素和单宁等。加入草酸是为了除去有色的树脂酸铁盐，其用量为松脂重量的0.05%~0.15%。松节油的加入可更好地熔解松脂，降低脂液的密度与黏度，以利于过滤、净制和输送，松节油直接用做炼制过程中的熔解油。 松香生产的工艺设计

- 8 - 松脂的溶解工艺流程：

2.熔解脂液的净制：脂液的净制由水洗和澄清两部分组成。水洗过程中，为了使两相充分接触，施以较强的湍动，但注意避免乳化，水温须与脂液同温。水洗完毕，产生的两相应尽快地分离。水洗后的脂液要澄清。澄清是利用悬浮液或不相溶的液体中的各种物质的密度差而自行分层的原理。脂液的密度和黏度都与脂液中松节油的含量和温度有关，在松脂熔解时加松节油，加大了水和脂液的密度差，当脂液中的含油量为40%、温度为90℃时，脂液澄清较快。 松香生产的工艺设计

- 9 - 3.净制脂液蒸馏：净制的脂液采用水蒸气蒸馏，该过程可视为解吸过程。在蒸馏中，用间接水蒸气（闭气）加热脂液，以直接水蒸气（活气）作为解吸介质，带出松节油，直接水蒸气的温度为320℃以上。为了达到较好的蒸馏效果，可以多釜多级蒸馏。脂液在蒸馏过程中，150~160℃的馏分为优油，主要是蒎烯；160~185℃的馏分主要是单萜和倍半萜，称为熔解油和中油，这部分油不作为商品油，而用来熔解松脂，循环使用；185~200℃的馏分主要是倍半萜，称重油。 六、废水处理 松香生产中会产生一定量的污染物，必须根据标准进行治理。在所有污染中最主要的是废水。根据加工松香生产特点和排放废水质情况,治理工艺采用多级”物化+生化”法,其工艺流程图如下： 松香生产的工艺设计

- 10 - 主要设施：集水池、缓冲池、隔油池等。废水的PH值调至6.5-7.5之后，加入适量混合絮凝剂。气浮是气浮是去除废水中SS、CODcr、BOD5 最重要的步骤之一，本设计采用了加压气浮选法，为泵前进气。其特点是比全流程气浮所需的溶气泵功率更小，动力消耗大大降低。松香生产废水中成分十分复杂，有相当部分有机物是以树脂酸、脂肪酸及其盐类存在。 而废水中悬浮物是否粘附于气泡上是取决于其润湿性。设计采用“自吸式射流曝气”代替传统的鼓风曝气和表面曝气，混合液在曝气管内吸收氧气，并污水水质变化对生物菌群的影响是巨大的，在池中不断地循环。 其优点是：①废水中氧溶率高,有严格的操作规范，会对污水处理系统中的菌群造以高含氧量的水进行生化处理; ②用射流器代替鼓成灭顶之灾。因此操作必须规范化、制度化。风机，无噪音，设备投资少；③装置少，占地面积小，处理效率高；④无普通曝气扩散装置的堵塞和腐蚀。