Tall oil : composition, production, application

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

Le tall oil est produit par réduction en pâte kraft. Les acides gras, qui sont obtenus à partir du pétrole brut, sont largement utilisés: production de savon, de matériaux de peinture, de résines époxy, d'adhésifs, utilisation comme additifs dans la fabrication de divers matériaux (caoutchouc, béton, papier et autres).

Description

Tall (sulfate) oil est un mélange liquide de composés organiques (principalement des acides gras et résineux supérieurs), qui a une couleur foncée et une odeur piquante.

La substance possède les caractéristiques physiques et chimiques suivantes:

• viscosité (à t=40°С) – de 410 à 1660 cSt;
• densité à +20 °С – 994-1001 kg/m3;
• capacité calorifique - de 1,6 à 4,1 kJ/(kg K);
• numéro d'acide - 158-163;
• point d'éclair - 221 °C;
• température d'auto-inflammation - 304-311 °С;
• conductivité thermique à température normale – 0,13-0,15 W/(m K).

Les propriétés du tall oil (son point de solidification, sa viscosité) sont améliorées par l'ajout d'additifs à base de résines phénol-formaldéhyde, d'alcools et autresconnexions.

Densité, teneur en acide résinique, indice d'acide et indice de saponification dépendent de la composition du bois brut (par ordre décroissant des valeurs de ces indicateurs):

• conifères;
• mélange de résineux et de feuillus;
• bois dur.

Les sels des acides du tallol sont appelés tallates.

Recevoir

La réduction en pâte au sulfate est réalisée en traitant les copeaux de bois avec une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium et de sulfure de sodium. À l'heure actuelle, cette technologie est l'une des principales dans la production de pâte à papier. Sous l'action des réactifs ci-dessus, la résine et les acides gras sont saponifiés. Ils se transforment en liqueur noire, qui est un savon au sulfate. Ce dernier est entièrement utilisé pour la transformation en tall oil.

L'évaporation de la liqueur entraîne la séparation d'une fraction de faible densité, qui flotte à la surface. Le rendement de la substance est de l'ordre de 100 à 140 kg par tonne de matière première. Le tall oil brut est produit par 2 méthodes:

1. Périodique. Le savon de sulfate est pompé dans le réacteur où il est exposé à une solution de H₂SO₄ à 30 %. Le processus de décomposition dure 2-3 heures, puis le même laps de temps le mélange se dépose directement dans le réacteur. Le liquide est stratifié en 3 couches, la couche supérieure comprend de l'huile. Il est pompé pour être ensuite lavé et séché.
2. Continu. Tout d'abord, le savon est lavé avec une solution de lessive, puis passé dans un homogénéisateur et filtré des impuretés mécaniques. Le mélange avec H₂SO₄ est effectué en continu dans une pompe. La séparation en fractions a lieu dans un séparateur, à partir duquel tous les composants sont rapidement évacués vers des réservoirs.

La quantité de tall oil produite dépend de plusieurs paramètres. C'est:

• composition du matériel source;
• humidité du savon au sulfate;
• la qualité de son lavage;
• séparation soigneuse des fractions (la fraction médiane, constituée de lignine, peut emporter jusqu'à 50 % de l'huile);
• technologie de décomposition.

Composition

Les principaux facteurs suivants influencent la composition chimique de l'huile:

• type de bois et sa race;
• moment de l'année pendant lequel les matières premières ont été récoltées;
• durée et mode de stockage du bois;
• conditions de processus.

Tall oil contient les substances suivantes:

• résine, ou colophane, acides (palustre, abiétique, néoabiétique, dihydro- et tétrahydroabiétique) - 40-45 %;
• acides gras insaturés (oléique, stéarique, linolénique, linoléique, palmitique) - 40 %;
• substances insaponifiables (hydrocarbures aliphatiques, diterpéniques, stéarine, phytostérol, alcools et autres) – 12 %;
• acides hydroxycarboxyliques - environ 5 %.

Nettoyage sans distillation

Les composants individuels du tall oil sont de la plus grande valeur pratique. La séparation des acides gras et des autres constituants se fait de plusieurs manières:

• utilisationsolvants et leurs mélanges (propane liquide, furfural, diacétone alcool, hydrocarbures essence et autres);
• réaction avec l'urée;
• décarboxylation (si seuls les acides gras doivent être isolés);

Distillation

Dans des conditions industrielles, le fractionnement est réalisé à l'aide d'une technologie en deux étapes:

1. Distillation. Lorsqu'elles sont chauffées à 200 ° C, les substances volatiles sont distillées à partir du tall oil.
2. Rectification (séparation du mélange due à l'échange de masse et de chaleur avec la vapeur).

Une autre façon de modifier l'huile est l'oligomérisation, qui se traduit par des dimères d'acides gras. Dans les usines technologiques aux États-Unis, ce processus est effectué à une température de 230-250 ° C, sous pression et en présence d'un catalyseur - la montmorillonite. En Russie, l'oligomérisation est réalisée par la méthode d'auto-oxydation. Le tall oil est chauffé à 195 ° C, tout en y faisant passer de l'air en continu.

Demande

Après distillation et rectification, on obtient plusieurs types de composés organiques largement utilisés:

• Acides gras de tall oil jusqu'à 97 % purs (industrie de la peinture et de l'imprimerie).
• Tall rosin (production de papier et de savon, fabrication d'adhésifs pour carton et papier, industrie du câble).
• Tall oil distillé (fabrication de savon, production de vernis, résines, peintures, émulsifiants, linoléum; régénération du caoutchouc, introduction comme liant dans la coulée sable-argileformulaires).
• Tall pitch (asph alte, production de panneaux de fibres).

L'huile sous sa forme brute non distillée est utilisée aux fins suivantes:

• Imprégnation des panneaux de fibres pour le durcissement et l'hydrophobisation;
• additif dans la production de laine minérale et de laine de verre (amélioration des propriétés de résistance dans des conditions d'humidité élevée);
• fabrication d'agents de flottation-agents moussants;
• assouplissant pour caoutchoucs;
• production de résines et peintures et vernis (peintures, vernis), plastifiants;
• lubrifiants et lubrifiants pour le traitement textile;
• additif au bitume pour améliorer ses propriétés adhésives.

Les tallates sont utilisés dans la fabrication des substances suivantes:

• peintures à l'huile et vernis (additif pour accélérer leur séchage);
• catalyseurs de réactions chimiques;
• insecticides;
• agents mouillants;
• durcisseurs d'asph alte et de cire;
• papier ciré pour la protection contre la corrosion.

Tall oil contient également une grande quantité de stérols (jusqu'à 3 %) par rapport aux autres huiles végétales. Ces substances sont biologiquement actives et prometteuses pour une utilisation en médecine, en cosmétologie et dans l'industrie alimentaire.