[發明專利]用于通過皂洗滌與碳酸鈣去除來生產粗妥爾油的方法

無效

• 申請號: 201180043742.7
• 申請日: 2011-09-10
• 公開（公告）號: CN103228771A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: 羅伯特·E·鮑爾斯;道格拉斯·C·福倫;約瑟夫·H·格里芬;埃德溫·F·斯旺
• 申請（專利權）人: 亞利桑那化學品公司
• 主分類號: C11B13/00
• 分類號: C11B13/00;C11B13/02
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 張英;王玉桂

技術領域

本發明涉及由黑液皂來生產粗妥爾油，并且特別地涉及利用堿洗滌來去除鈣和木質素酸鹽（木質素酸酯）的方法。

背景技術

妥爾油是用于對木材，特別是衍生自松樹的木材進行制漿的牛皮紙制漿法（牛皮紙漿制法，硫酸鹽制紙漿法）的重要的副產物。它通常被認為是樹脂、油性液體并且包含松香酸和脂肪酸的混合物并且可以用于肥皂、乳劑、潤滑劑、燃料和其它應用中。

妥爾油的一種重要的、低精制形式被稱為CTO（粗妥爾油）。CTO包含松香、未皂化的甾醇、樹脂酸（例如松香酸）、脂肪酸（如棕櫚酸，油酸和亞油酸）、脂肪醇、其它甾醇、和其它烷基烴衍生物。

妥爾油的脂肪酸餾分（部分）被稱為TOFA（妥爾油脂肪酸），并且在如肥皂和潤滑劑的生產的許多應用中是非常令人感興趣的。許多TOFA化學衍生物（如酯）也在重要的應用中有用。CTO的其它組分，如妥爾油松香、某些甾醇等對于其它用途來說是有價值的。

通過從牛皮紙制漿法（牛皮紙工藝）獲得的黑液中分離黑液皂來獲得粗妥爾油。從黑液中分離出黑液皂（或妥爾油皂），并通過酸化進一步處理。妥爾油皂的酸化是用無機酸例如硫酸處理，以產生CTO流股和“廢酸”流股。在酸化之前洗滌該黑液皂被認為能在酸化之后更有效地分離CTO；堿性妥爾油工廠鹽水已被用作洗滌介質。通過調節廢酸的pH值來生產該堿性妥爾油工廠鹽水。

然而，使洗滌黑液皂來改進CTO分離的這樣的努力由于過多木質素（或為木質素酸鹽/酯，取決于pH值）的存在而變得復雜。

認為在洗滌的皂中存在過多的木質素隨后將在酸化后CTO的分離中導致問題，并且不希望在妥爾油中存在木質素。因此，進行努力以在洗滌過程中從皂中去除木質素。木質素有時被用作燃料源。

此外，在使用皂洗滌的系統中積聚硫酸鈣。該積聚可能是由于用作洗滌介質的堿性妥爾油工廠鹽水中的無法識別的鈣。我們已經發現從洗滌妥爾油皂產生的增濃鹽水（強化鹵水）（有時稱為提取鹽水或洗滌濾液）隨其攜帶有鈣物質。當增濃鹽水被送至稀液系統時（如通常進行的），稀液的濃度會引起該處的鈣積累，并返回至黑液皂進料系統。這又增加了酸化過程中形成的硫酸鈣。

硫酸鈣積累是非常不期望的；如果任其發展，硫酸鈣將堵塞工藝設備。從酸化后下游使用重力沉降或傾析的系統中，硫酸鈣的積累使得必須經常地關閉沉降器進行清洗。在其中離心機分離出木質素和無機固體的連續處理中，大量硫酸鈣也需要關機以清理系統。因此，硫酸鈣問題似乎已經導致皂洗滌被大多數的，即使不是全部的，應用產業拋棄。此外，木質素和不溶性無機物在分離過程中帶走粗妥爾油，降低了這樣的系統的效率。

美國專利號3,575,952描述了使用堿性妥爾油工廠鹽水來洗滌粗妥爾油皂以去除木質素的方法。沒有關于鈣沉積的教導。該專利教導了鹽水應該處于至少約8且優選10-14的pH。

美國專利號4,248,769描述了使用堿性妥爾油工廠鹽水來洗滌粗妥爾油皂以去除木質素的方法，其中洗滌混合物從60-80°C冷卻至35-50°C（140-176°F至95-122°F）。沒有關于鈣沉積的教導。

美國專利號5,164,480描述了電解妥爾油酸化方法。其公開了過高水平的木質素酸鹽和鈣離子可能會干擾該方法，所以推薦預處理皂。沒有詳細的預處理方法。提及了預處理可以包括沉淀、過濾、或沉淀和過濾。在任何情況下，其是此處描述或關注的在皂中存在的“部分”（顯然是相當低的水平的）鈣離子并且不是不溶性鈣化合物（以任何水平，低得多的高水平）。參見，例如，下面給出在皂中存在碳酸鈣的討論。

Krumbein（“Efficient?Tall?Oil?Plant?Can?Benefit?Kraft?Mills，”Southern?Pulp?and?Paper,Aug.1984,pp.36-38）討論了妥爾油皂洗滌的原因。雖然所描述的方法解決了木質素的去除并在有限的程度上直接去除了硫酸鈣。然而，本領域技術人員會認識到由于增濃鹽水進入使黑液反流至洗滌過程的稀液系統，該過程將導致鈣增加。沒有討論增濃鹽水的凈化（澄清）。