[发明专利]用于通过皂洗涤与碳酸钙去除来生产粗妥尔油的方法

说明书

技术领域

本发明涉及由黑液皂来生产粗妥尔油，并且特别地涉及利用碱洗涤来去除钙和木质素酸盐（木质素酸酯）的方法。

背景技术

妥尔油是用于对木材，特别是衍生自松树的木材进行制浆的牛皮纸制浆法（牛皮纸浆制法，硫酸盐制纸浆法）的重要的副产物。它通常被认为是树脂、油性液体并且包含松香酸和脂肪酸的混合物并且可以用于肥皂、乳剂、润滑剂、燃料和其它应用中。

妥尔油的一种重要的、低精制形式被称为CTO（粗妥尔油）。CTO包含松香、未皂化的甾醇、树脂酸（例如松香酸）、脂肪酸（如棕榈酸，油酸和亚油酸）、脂肪醇、其它甾醇、和其它烷基烃衍生物。

妥尔油的脂肪酸馏分（部分）被称为TOFA（妥尔油脂肪酸），并且在如肥皂和润滑剂的生产的许多应用中是非常令人感兴趣的。许多TOFA化学衍生物（如酯）也在重要的应用中有用。CTO的其它组分，如妥尔油松香、某些甾醇等对于其它用途来说是有价值的。

通过从牛皮纸制浆法（牛皮纸工艺）获得的黑液中分离黑液皂来获得粗妥尔油。从黑液中分离出黑液皂（或妥尔油皂），并通过酸化进一步处理。妥尔油皂的酸化是用无机酸例如硫酸处理，以产生CTO流股和“废酸”流股。在酸化之前洗涤该黑液皂被认为能在酸化之后更有效地分离CTO；碱性妥尔油工厂盐水已被用作洗涤介质。通过调节废酸的pH值来生产该碱性妥尔油工厂盐水。

然而，使洗涤黑液皂来改进CTO分离的这样的努力由于过多木质素（或为木质素酸盐/酯，取决于pH值）的存在而变得复杂。

认为在洗涤的皂中存在过多的木质素随后将在酸化后CTO的分离中导致问题，并且不希望在妥尔油中存在木质素。因此，进行努力以在洗涤过程中从皂中去除木质素。木质素有时被用作燃料源。

此外，在使用皂洗涤的系统中积聚硫酸钙。该积聚可能是由于用作洗涤介质的碱性妥尔油工厂盐水中的无法识别的钙。我们已经发现从洗涤妥尔油皂产生的增浓盐水（强化卤水）（有时称为提取盐水或洗涤滤液）随其携带有钙物质。当增浓盐水被送至稀液系统时（如通常进行的），稀液的浓度会引起该处的钙积累，并返回至黑液皂进料系统。这又增加了酸化过程中形成的硫酸钙。

硫酸钙积累是非常不期望的；如果任其发展，硫酸钙将堵塞工艺设备。从酸化后下游使用重力沉降或倾析的系统中，硫酸钙的积累使得必须经常地关闭沉降器进行清洗。在其中离心机分离出木质素和无机固体的连续处理中，大量硫酸钙也需要关机以清理系统。因此，硫酸钙问题似乎已经导致皂洗涤被大多数的，即使不是全部的，应用产业抛弃。此外，木质素和不溶性无机物在分离过程中带走粗妥尔油，降低了这样的系统的效率。

美国专利号3,575,952描述了使用碱性妥尔油工厂盐水来洗涤粗妥尔油皂以去除木质素的方法。没有关于钙沉积的教导。该专利教导了盐水应该处于至少约8且优选10-14的pH。

美国专利号4,248,769描述了使用碱性妥尔油工厂盐水来洗涤粗妥尔油皂以去除木质素的方法，其中洗涤混合物从60-80°C冷却至35-50°C（140-176°F至95-122°F）。没有关于钙沉积的教导。

美国专利号5,164,480描述了电解妥尔油酸化方法。其公开了过高水平的木质素酸盐和钙离子可能会干扰该方法，所以推荐预处理皂。没有详细的预处理方法。提及了预处理可以包括沉淀、过滤、或沉淀和过滤。在任何情况下，其是此处描述或关注的在皂中存在的“部分”（显然是相当低的水平的）钙离子并且不是不溶性钙化合物（以任何水平，低得多的高水平）。参见，例如，下面给出在皂中存在碳酸钙的讨论。

Krumbein（“Efficient Tall Oil Plant Can Benefit Kraft Mills，”Southern Pulp and Paper,Aug.1984,pp.36-38）讨论了妥尔油皂洗涤的原因。虽然所描述的方法解决了木质素的去除并在有限的程度上直接去除了硫酸钙。然而，本领域技术人员会认识到由于增浓盐水进入使黑液反流至洗涤过程的稀液系统，该过程将导致钙增加。没有讨论增浓盐水的净化（澄清）。