CN106905855A - 从松脂制备氢化松香的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种从松脂制备氢化松香的方法，属于松脂、松香深加工领域。本发明包括以下工艺步骤：S1：在高压釜中加入松脂，同时通入饱和蒸汽，加热升温，待水和松节油的混合物慢慢馏出,至松节油馏出完毕,收集松节油和水的混合物；将松节油和水的混合物置于分液漏斗,弃去下层的水,松节油中加入脱水剂干燥,过滤,得到松节油。S2：保持高压釜温度,在真空条件下减压至无馏出物,收集高压釜内精制松香；S3：将所述精制松香放入反应容器中，加入松节油溶剂，然后加入催化剂，搅拌均匀，再通入氢气，反应2～5h，过滤催化剂，得到氢化松香。通过本发明方法制得的氢化松香，具有抗氧化性能好、脆性小、热稳定性高、色泽浅等优点。
Description
技术领域
本发明属于松香的深加工技术领域，特别涉及一种从松脂制备氢化松香的方法。
背景技术
松脂是松树的分泌物被称为“长在树上的石油”，是最大宗的生物质油脂资源之一。中国亚热带气候适宜松树的生长，所以松树广泛分布在云南、广西、广东、福建和江西等省区。松脂主要由树脂酸和萜烃组成，除此之外还含有少量水份和杂质，松脂经蒸馏分离得到松香和松节油。松香是由十三种树脂酸、少量脂肪酸和一些中性物质组成的混合物，常温常压下为色泽微黄的透明固体。松香容易被空气中的氧气氧化，主要原因是其主要成分枞酸含有一个共轭双键，氧化后使松香颜色加深，羟基值增加和极性增强，导致在汽油、石油醚中的溶解度减少，失去了在塑料、油墨等工业中的使用价值；松节油是由萜类化合物组成的混合物，常温常压下呈液体状态，有挥发性并且有芳香性气味。松节油的主要成分是α～蒎烯和β～蒎烯，还有少量的倍半萜烯，即长叶烯和石竹烯。
松脂蒸馏是整个松香松节油生产过程中的关键工序，它决定了松脂加工能耗的高低，以及松香产品质量的重要指标——色泽、软化点和结晶现象的优劣。松脂催化加氢包含松节油和松香的加氢反应，松节油加氢主要是蒎烯反应生成蒎烷。松香加氢主要反应为枞酸的加氢反应，枞酸先转化为二氢枞酸，二氢枞酸占松香加氢产物的75％左右，松香完全饱和后产物为四氢枞酸。以松香枞酸为代表的加氢反应式如下：松香加氢反应所得产品为氢化松香，其具有抗氧化性能好、脆性小、热稳定性高、色泽浅等优点。
此前松香氢化反应在温度220℃～270℃，压力10.0MPa～25.0MPa，以贵金属Pd/C为催化剂的条件下进行，此条件要求苛刻。随着人们对松脂、松香越来越深入的研究和摸索，松香氢化反应的条件得到优化。但仍然存在一定的问题，如耗能大，耗材多，催化效率不高，生产成本高等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种从松脂制备氢化松香的方法，以解决现有技术耗能大耗材多，催化效率不高，生产成本高等问题，制得的氢化松香具有抗氧化性能好、脆性小、热稳定性高、色泽浅等优点。
为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种从松脂制备氢化松香的方法，包括以下工艺步骤：
S1：在高压釜中加入预处理过的松脂，同时通入饱和蒸汽，加热升温，水和松节油的混合物慢慢馏出,待高压釜温度为160～180℃,松节油馏出完毕,收集松节油和水的混合物；将松节油和水的混合物置于分液漏斗,弃去下层的水,在松节油中加入脱水剂干燥,过滤,得到松节油；
S2：保持高压釜温度为160～180℃,在真空度为3～4mmHg的条件下减压至无馏出物,收集高压釜内精制松香；
S3：将所述精制松香放入反应容器中，加入步骤S1制得的松节油溶剂，然后加入催化剂，搅拌均匀，再通入氢气，反应2～5h，过滤催化剂，得到氢化松香。
优选地，步骤S1中预处理过的松脂是经过二氯甲烷和乙腈溶剂溶解后，滤出杂质残渣，静置析出，过滤分离，蒸馏回收溶剂等操作所得。
优选地，所述松脂、二氯甲烷和乙腈的重量比例为1∶1.2～1.5∶2。
优选地，步骤S1中脱水剂为无水氯化钙。
优选地，步骤S2中调节高压釜的真空度为3～3.5mmHg，压力为10～15MPa。
优选地，步骤S3中催化剂为零价镍催化剂。
优选地，步骤S3中松香、松节油和催化剂按重量份比例为1:2～4:0.006～0.009。
优选地，步骤S3中松香、松节油和催化剂按重量份比例为1:3～4:0.006～0.009。
优选地，步骤S3中通入氢气的流量为220～280L/h。
优选地，步骤S3中氢化反应的压强为4～6MPa，反应温度为140～200℃。
本发明具有以下有益效果：
1.采用本发明方法制得的氢化松香具有抗氧化性能好、脆性小、热稳定性高、色泽浅等优点。
2.本发明采用从松脂蒸馏到松香氢化一站式完成的方法制备氢化松香，生产成本低，耗能低，耗材少，转化率高。
具体实施方试
下面结合实施例对本发明做进一步详述：
实施例1
取松脂，加入二氯甲烷和乙腈溶剂溶解，其中松脂、二氯甲烷和乙腈的质量比为1∶1.2∶2，然后滤出杂质残渣，静置析出，过滤分离，蒸馏回收二氯甲烷和乙腈溶剂，得到纯化松脂；在高压釜中加入纯化松脂，同时通入饱和蒸汽，加热升温，水和松节油的混合物慢慢馏出,至高压釜温度为160℃,松节油馏出完毕,收集松节油和水的混合物；将松节油和水的混合物置于分液漏斗,弃去下层的水,松节油中加入无水氯化钙干燥,过滤,得到松节油；保持高压釜温度为160℃,在真空度为3mmHg，压力为10MPa的条件下减压至无馏出物,收集高压釜内精制松香；将所述精制松香放入反应容器中，加入松节油溶剂，然后加入零价镍催化剂，其中松香、松节油和催化剂的比例为1:3:0.006，搅拌均匀，再以220L/h的流量通入氢气，反应容器内压力为4MPa，温度为140℃，反应2h，然后过滤催化剂，得到氢化松香。
实施例2
取松脂，加入二氯甲烷和乙腈溶剂溶解，其中松脂、二氯甲烷和乙腈的质量比为1∶1.5∶2，然后滤出杂质残渣，静置析出，过滤分离，蒸馏回收二氯甲烷和乙腈溶剂，得到纯化松脂；在高压釜中加入纯化松脂，同时通入饱和蒸汽，加热升温，水和松节油的混合物慢慢馏出,至高压釜温度为180℃,松节油馏出完毕,收集松节油和水的混合物；将松节油和水的混合物置于分液漏斗,弃去下层的水,松节油中加入无水氯化钙干燥,过滤,得到松节油；保持高压釜温度为180℃,在真空度为3.5mmHg，压力为15MPa的条件下减压至无馏出物,收集高压釜内精制松香；将所述精制松香放入反应容器中，加入松节油溶剂，然后加入零价镍催化剂，其中松香、松节油和催化剂的比例为1:4:0.009，搅拌均匀，再以280L/h的流量通入氢气，反应容器内压力为6MPa，温度为200℃，反应5h，然后过滤催化剂，得到氢化松香。
实施例3
取松脂，加入二氯甲烷和乙腈溶剂溶解，其中松脂、二氯甲烷和乙腈的质量比为1∶1.3∶2，然后滤出杂质残渣，静置析出，过滤分离，蒸馏回收二氯甲烷和乙腈溶剂，得到纯化松脂；在高压釜中加入纯化松脂，同时通入饱和蒸汽，加热升温，水和松节油的混合物慢慢馏出,至高压釜温度为170℃,松节油馏出完毕,收集松节油和水的混合物；将松节油和水的混合物置于分液漏斗,弃去下层的水,松节油中加入无水氯化钙干燥,过滤,得到松节油；保持高压釜温度为170℃,在真空度为3mmHg，压力为11MPa的条件下减压至无馏出物,收集高压釜内精制松香；将所述精制松香放入反应容器中，加入松节油溶剂，然后加入零价镍催化剂，其中松香、松节油和催化剂的比例为1:2:0.007，搅拌均匀，再以250L/h的流量通入氢气，反应容器内压力为5MPa，温度为160℃，反应3h，然后过滤催化剂，得到氢化松香。
Claims (10)
1.一种从松脂制备氢化松香的方法，其特征在于，包括以下工艺步骤：
S1：在高压釜中加入预处理过的松脂，同时通入饱和蒸汽，加热升温，水和松节油的混合物慢慢馏出,待高压釜温度为160～180℃,松节油馏出完毕，收集松节油和水的混合物；将松节油和水的混合物置于分液漏斗,弃去下层的水，在松节油中加入脱水剂干燥,过滤,得到松节油；
S2：保持高压釜温度为160～180℃,在真空度为3～4mmHg的条件下减压至无馏出物,收集高压釜内精制松香；
S3：将所述精制松香放入反应容器中，加入步骤S1制得的松节油，然后加入催化剂，搅拌均匀，再通入氢气，反应2～5h，过滤催化剂，得到氢化松香。
2.根据权利要求1所述的松脂制备氢化松香的方法，其特征在于，步骤S1中预处理过的松脂是经过二氯甲烷和乙腈溶剂溶解后，滤出杂质残渣，静置析出，过滤分离，蒸馏回收溶剂等操作所得。
3.根据权利要求2所述的松脂制备氢化松香的方法，其特征在于，所述松脂、二氯甲烷和乙腈的重量比为1∶1.2～1.5∶2。
4.根据权利要求1所述的松脂制备氢化松香的方法，其特征在于，步骤S1中脱水剂为无水氯化钙。
5.根据权利要求1所述的松脂制备氢化松香的方法，其特征在于，步骤S2中调节高压釜的真空度为3～3.5mmHg，压力为10～15MPa。
6.根据权利要求1所述的松脂制备氢化松香的方法，其特征在于，步骤S3中催化剂为零价镍催化剂。
7.根据权利要求1所述的松脂制备氢化松香的方法，其特征在于，步骤S3中松香、松节油和催化剂按重量份比例为1:2～4:0.006～0.009。
8.根据权利要求7所述的松脂制备氢化松香的方法，其特征在于，步骤S3中松香、松节油和催化剂按重量份比例为1:3～4:0.006～0.009。
9.根据权利要求1所述的松脂制备氢化松香的方法，其特征在于，步骤S3中通入氢气的流量为220～280L/h。
10.根据权利要求1所述的松脂制备氢化松香的方法，其特征在于，步骤S3中氢化反应的压强为4～6MPa，反应温度为140～200℃。
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