松香加工工艺

1、课程综合实习报告1、松脂的采集和鉴别的方法1.1 、松脂的采集松脂由松类树干分泌出的树脂，在空气中呈粘滞液或块状固体，含松香和松节油。也称松香、松膏、松胶、松液、松肪。割开松树树体后流出来的含油树脂。树木生理活动的产物，主要由萜类化合物组成。刚流出的松脂是无色透明的油状液体，暴露在空气中后随萜烃化后物的逐渐挥发而变稠，最后成为白色或黄色的固态物质 毛松香。松脂是制造松香和松节油的原料。“采脂”是一个笼统的叫法。 松脂采割是指在松树的树干上定期的有规律的开割割口，并收集从割口流出来的送至的操作。 开割侧沟或割沟作业是单指采割割口。收脂是单指收脂的操作。割沟、收脂、再加上松脂的储运工作，称为松脂采

2、集。采脂作业是指采割松脂的全过程。 有时也包括采割松脂的准备工作和松脂储运。松脂的采集最古老的松脂采集方法是洞式采脂法， 在松树树干上砍一洞式割口以取得松脂。这种方法采脂中松脂的含油量少 (10 左右 ) ，杂质多 (5 左右 ) ，因此，虽然我国马尾松、松等松脂质量很好，但却很少能生产出高质量的松香。1951 年采用下降式采脂法进行采脂试验，所得松脂中松节油的含量一般在18以上，杂质在 0.5 以下。因此，在南方采脂区进行了推广和应用。经过几十年来的采脂实践， 目前，下降式采脂法已经成为我国常法采脂的主要方法。 此外，为了充分利用树木， 获得更多的松脂， 在伐前还可采用强度采脂法或硫酸软膏化

3、学采脂法。下降式采脂法下降式采脂法是在准备好的割面上， 第一对侧沟开在割面的顶部， 第二对侧沟开在第一对侧沟的下方， 从上往下开沟， 这种作业方式称为下降式。 每个采脂季节的新割面位于旧割面之下。上升式采脂法上升式采脂法第一对侧沟开在割面的下部，以后开割的侧沟都在前一对侧沟的上方，割面是由下而上，一个个向树干上部延伸。上升式采脂法的工艺过程与下降式采脂法大致相同，只是不开中沟， 侧沟的夹角较小，一般为60 度，便于松脂下流。侧沟间留有不带树皮的小鱼骨，步距较下降式采脂法稍大些。 割沟时由割面边缘向割面中部开割， 开沟比较容易。 我国自推广下降式采脂法以来，较少采用上升式采脂法采脂。两种采脂法的

4、割沟平均产脂量差不多。 下降式割沟处于供水比较有利的条件下，因水分沿边材的管胞由下向上输送。 而上升式割沟处于营养物质较丰富的条件下，因养分由树冠沿着韧皮部的筛管向下输送。国外采脂方法除了联以外都用上升式采脂法。联过去采用下降式采脂法， 认为它采得的松脂产量高、质量好、松节油含量高。但最近有报道，经过试验，第一年的产脂量上升式较下降式低，以后逐年高于下降式。按5 6 年计算，总产量可以高出 10 14。较多的研究者认为，如果采脂10 年，在开始 3 年用下降式采脂法，以后在第一年的正上方用上升式采脂法采脂至第10 年。用亚硫酸盐酒糟醪液化学采脂时，上升式采脂法的产脂量较下降式采脂法提高34。联

5、近几年来研究双层割面轮流割沟法， 较之单独采用一种方式 ( 上升式或下降式 ) 割沟对产脂量更为有利。10 年和 15 年的采脂工艺。 不同的割面设置和采割方法产脂量不同。10 年采脂工艺，方案 (2) 的前 5 年采用双割面上升式、下降式轮割法，后 5 年采用上升式，其产脂量较方案 (1) 可提高 11。15 年采脂工艺方案 (4) 较之方案 (3) 产脂量提高 7。割沟工人的劳动生产率分别提高 10和 20。保加利亚的试验证明，无论是常法采脂和化学采脂， 上升式都优于下降式。 美国化学采脂全部采用上升式。强度采脂法强度采脂的目的是充分利用树木， 在伐前的较短的时间能取得大量松脂。 强度采脂

6、只用于 2 年干要砍伐的松林。 在技术上包括：加大割面负荷率、增开割面、增加割沟次数、 加大割沟宽度和深度， 采用分层采脂、 阶梯状采脂和化学刺激物等。化学采脂化学采脂是植物激素或化学药物刺激松树， 促进多分泌松脂达到提高松指产量和劳动生产率的目的。1.2 、松脂鉴别的方法松脂质量主要按外观、 松节油含量、水分、杂质的含量和氧化程度评定级别。松节油含量越高，松脂质量越好；水分、杂质含量多，则会降低松脂质量。松脂易氧化，松节油易挥发。 长期暴露在空气中的松脂会固化和泛黄，所以贮存与运输都要注意，勿使松脂变质。松脂的质量标准表 1松脂分级标准指标名称特级一级二级等外新鲜新鲜微黄色或白色白色灰白色灰

7、色外观流体半流体半流体硬块无黄色块状树脂无黄色块状树脂无黄色块状树脂允许有黄色块状树脂含松节量221612无规定不低于 （机械杂质直径或最大长度不得大于0.5cm 的含量，特级、一级不含量不高于3高于 0.3 ，二级不高于0.6 水分不应有游离水含水量超过4部分从松脂总量中扣除检验规则：松脂的检验以桶（或其他容器）为单位进行验收。取样方法：倒净松脂桶中的游离水，然后在松脂的上、中、下三层取样，在每层的中间和靠近桶壁5 10cm的四周均匀地选择5 个点，各取松脂 50100g，15 个点的样品全部放在一个敞口罐，压碎罐样品中的松脂块，使其最大直径不大于 0.5cm。作各项指标时应搅拌均匀。外观检

8、测：将松脂翻动数次或由桶倒出，用肉眼观察松脂的外观状况。2、松香的生产方法（连续法和间歇法）松脂加工过程可分为连续进行的连续式和间歇进行的间歇式。在松脂产量不高的地区，仍可用直接火法生产， 用滴水入松脂加热容器产生水蒸气，以降低加工温度，提高产品质量，称滴水法加工。2.1、连续式水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法松脂加工三个工段连续进行的为连续式水蒸气蒸馏法。连续蒸汽法松脂加工分三个工序进行，其工艺流程如下：工艺流程图松脂油水分离水贮脂池冷凝水水溶解油贮槽螺旋输送机水料斗热水罐压脂罐水残中层脂液贮槽车间料斗螺旋给料器草酸溶液计量器中层脂液压脂罐连续溶解器排渣中层脂液澄清槽滤渣器排渣中层脂液过滤槽过渡槽渣

9、水脂液水洗器压脂罐澄清槽渣水浮渣过滤器树皮杂质净制脂液储罐混 合 蒸汽 分 凝预热器塔优油分凝器特点：技术要求较高，操作方便，减轻人工操作强度，产量质量稳定，能耗较低，便于自动化生产。2.2 、间歇式水蒸气蒸馏（工艺流程）松脂水贮脂池螺旋输送机料斗草酸压脂罐溶解油贮槽车间料斗油水分离中层脂液贮槽间歇溶解釜杂质中层脂液压脂罐过渡槽冷凝水渣水中层脂液澄清槽水洗槽热水罐中层脂液过滤槽澄清槽组渣水换热器水残小型过滤器树皮杂质优油油水分离器一级蒸馏釜优油盐滤器换热器二级蒸馏釜换热器溶解油油重油油水分离器水分离器优油贮槽送往油库松香重油盐滤器溶解油重油贮槽送往油库特点：设备简单，容易掌握，但操作工要经常根

10、据物料组成和温度变化状况来调节蒸汽压力，操作繁琐，产品质量不够稳定。适于松香年产量2000-4000t的规模。3、氢化松香的制备氢化松香是松香重要改性产品之一，它具有抗氧化性能好、 脆性小、热稳定性高、颜色浅等特点，因而广泛应用于胶粘剂、助焊剂、橡胶、涂料、油墨、造纸、电子、食品等工业部门。是一种以溶剂溶解松香或松脂作原料，在催化剂条件下， 经工业化固定床连续加氢，然后再分离得到氢化松香的氢化松香制造方法。一种氢化松香的制造方法，其特征在于它以溶剂溶解松香或松脂作原料，在催化剂条件下， 经工业化固定床连续加氢，然后再分离得到氢化松香，包括以下步骤：（ 1）将松香或松脂用溶剂熔解制成原料液，制备

11、条件为：熔解度：8S15o料液的松香含量:3O8O料液的机械杂质含量：小于0.1 （ 2）将料液在以下条件进行加氢反应，得到氢化混合物： 氢化反应方式： 气固液三相固定床连续式催化加氢氢化反应温度： 17O 26O 氢化反应压力： 10 20MPa 氢化反应时间： O52小时催化剂：钯炭、还原镍、铑。 （3）将步骤（ 2）得到的氢化混合物进行分离，制得高度氢化松香或局部氢化松香；分离出的溶剂循环使用， 精馏取顺式蒎烷、对孟烷作副产品。4、氢气的制备（甲醇裂解）甲醇裂解制氢技术是一种以甲醇、水为原料，在一定温度和压力经催化剂转化成混合气体改为在一定温度和压力经催化剂裂解转化成含氢混合气体。特点：

12、原料来源容易，运输贮存方便，价格稳定、流程简洁、装置自动化程度高，操作简单、容易、占地小，投资省，回收期短、能耗低，产品成本低、无环境污染。反应原理：CH3OH CO+2H2-QCO+H2OCO2+H2+Q主要性能指标装置规模303000Nm3/h纯 度99%99.999%压 力0.82.5MPa温 度常 温流程框图5、歧化松香的制备51、反应原理松香歧化反应是由树脂酸分子间发生氢原子的重新分布， 使一个分子析出的氢加于另一个树脂酸分子， 脱氢和加氢的反应结合起来。 因此，歧化反应的实质是氧化还原反应（氧化反应即脱出氢原子，还原反应即得到氢原子） ，它是氢原子从一个分子转移到另一个分子所引起。

13、在松香歧化反应时， 树脂酸分子间发生氢原子的重排， 枞酸型的 4 种树脂酸（左旋海松酸、新枞酸、长叶松酸、枞酸）通过双键重排而自由异构，形成对酸和热最稳定的枞酸。 一部分枞酸共轭双键上失去 2 个氢原子，形成具有稳定苯环结构的脱氢枞酸，另一部分枞酸分子则吸收 2 个或 4 个氢原子而生成二氢枞酸或四氢枞酸。这两个过程同时发生，从而完成歧化作用。主要反应如下：5.2 、歧化松香生产工艺松香歧化反应是脂松香在用催化剂（一般选用钯炭催化剂）作用下，在高温（ 270280）和 N2 保护下完成歧化反应。生产工艺路线有固定床（连续法）和悬浮床（间歇法）两种。固定床是连续操作便于自动化，设备结构简单，但如

14、果原料松香的品质不一致时，影响了歧化松香的质量， 破坏生产的连续性， 因此目前工业生产多数采用悬浮床法。悬浮床（间歇法）是将Pd/C 催化剂放置在歧化反应锅，利用机械搅拌使催化剂粉末呈悬浮状分布在反应锅与松香接触进行歧化反应，因此称悬浮床法，是间歇分批操作，对原料松香不一致性影响不大，可保证歧化松香产品质量。悬浮床法歧化过程：钯催化剂循环过滤热脂松香歧化反应产品过滤产品冷却、包装热油加热 氮气水洗碱液6、松油醇的制备松油醇是松节油深加工中产量最大的产品， 广泛用于香皂、 化妆品、调合香精及浮选有色金属的起泡剂等方面。 。从松节油合成松油醇是保持其产品自然属性的最经济途径， 也是最早实现工业生产

15、的合成香料之一。 松油醇的合成主要以松节油中的 - 蒎烯、- 蒎烯为基本原料， 通过不同的工艺合成得到。 传统的工艺是二步合成法， 即以硫酸为催化剂， - 蒎烯、 - 蒎烯通过水合和脱水二步反应合成松油醇。6.1硫酸催化剂合成松油醇的工业生产中， 大部分使用液体酸催化， 合成松油醇的原料是蒎烯 ( - 蒎烯、 - 蒎烯 ) ，蒎烯加水制成水合萜二醇，一般是在较低温度、较高酸度下进行，然后将水合萜二醇在较高温度、较低酸度下脱水制得松油醇 1 ，脱水剂一般采用硫酸或磷酸，反应原理见下图。6.2 、混合液体酸催化剂为了克服硫酸作催化剂反应难以控制的缺点， 科研人员不断寻找新的催化剂来代替硫酸。因此使

16、一些酸性较弱的无机酸及有机酸的使用成为可能。 其中包括磷酸、对甲苯磺酸、邻苯二甲酸等 4-6 。由于这些酸的酸性较弱，因而在合成反应中，能使产物中的含醇量有所提高，同时反应进程缓和，反应条件易掌握。但反应速度慢，整个工艺耗时增加， 且转化率低。若综合硫酸和弱酸之间的优势，采用混酸体系，这样既可缓和反应的激烈程度， 又不会降低水合萜二醇的转化率。移等采用硫酸催化蒎烯水合反应，在适宜的反应条件下，水合萜二醇的产率在89 %以上，副产物 1,4- 桉叶油素等占 50 %以上，当添加少量有机羧酸作混合酸催化时可使产率明显提高。7、松节油裂解成月桂烯的工艺月桂烯存在于月桂油 （ Bay oil ）、马鞭

17、草油（Verbena oil ）、忽布油（ Hopoil等精油中，我国的黄柏油含月桂烯高达80%。月桂烯具有三个双键，其中两个为共轭，存放过久会聚合，可加BHT抑制之。中文名称：月桂烯， 7- 甲基 -3- 亚甲基 -1,6- 辛二烯。俗称：香叶烯分子量： 136.24分子式： C10H16 。结构式如下：）月桂烯是合成香料的重要原料 , 它与 32 甲基 232 戊烯 222 酮经双烯加成后 , 进一步在酸性条件下环化反应 , 可得到具有强烈龙涎香和木香香气的物质。月桂烯在天然精油中含量很少 , 远不能满足合成香料工业的要求。 目前 , 国外工业上主要来自于 2 蒎烯裂解反应。蒎烯热异构反应

18、主要影响因素有裂解温度、出料量、绝对压力、 N2 流量和预热温度等因素。而各因素之间存在着一定的相互制约 , 影响着产物月桂烯的含量和质量。8、和蒎烯的分离松节油是我国最大的天然精油资源,产量居世界前列 ,其中的主要成分 A2蒎烯 (50 % 85 % )和蒎烯 (5 % 49 % )占93 % 以上 ,是香料、医药及精细有机合成工业的重要原料。松节油的组成比较复杂,除了蒎烯和 蒎烯以外 , 还有双戊烯、莰烯、蒈烯等 , 蒎烯的沸点为 156 , 蒎烯的沸点为 162 , 其余组份的沸点在 160 170 之间 , 由它们组成的松节油溶液体系接近于“理想溶液” 。多年来 , 为了得到相当纯度的

19、蒎烯产品 , 国外一些研究和生产部门做了很多工作 , 主要采用传统精馏法、 共沸精馏法、精馏与催化异构法等进行分离。8.1 、传统精馏采用传统的精馏方法分离蒎烯,是国外最常用的工业化生产方法。 如设备技术先进的英国 BBA公司和美国 Gliden公司 ,均是采用 100 多块理论塔板的精馏塔 , 塔高 45 60 m , 塔径 1. 8 2. 5 m 。用这样高效的精馏塔从松节油中分离 A2 蒎烯和 B2 蒎烯 , 分离效果好 , 产品纯度和回收率高 , 但设备复杂 , 投资、能耗、管理费用都大 , 单位时间的产量不高 , 操作困难 , 必须配备有现代化高级仪器仪表控制 , 才能保证精馏过程的正常运行。国的传统精馏采用间歇式操作。 用两套网孔波纹填料塔进行分离,真空操作 ,压力为 0. 055 0. 095 kPa 。塔高 20 22 m , 直径 0. 5 0. 6 m , 再沸器传热面积 13 22 m 2, 冷凝器传热面积 13 18m 2 。每次精馏时间 8 10 h 。回流比控制在 51 至301 之间 , 一次