p. 1030; Norton Th., Z. ang. Ch. , 1896, Jg. 10, р.27;Г. П. 124409, 138807, 152006, 306600,287744, 109324,248065,271797,333021,162043,171319, 113419, 144500, 162212, 238320, 273481. П. Флоренский.

ДЕРЕВО. Сухая перегонка Д.-процесс разложения древесины без доступа воздуха, имеющий больщое значение в промышленности для получения следующих основных продуктов: древесного угля, древесн. смолы, или дегтя, метилового (древесного) спирта, или метанола, и уксусной кислоты. В зависимости от исходного материала, к-рый подвергается сухой перегонке, или конечных продуктов, получаемых в результате процесса, в СССР установились специальные названия: углежжение, если конечной целью сухой перегонки, независимо от породы перегоняемого Д., является пспучение только древесного угля; смолокурение, или смолоскипидарный промысел, если используется специально просмоленная сосновая древесина-т. п. осмол или смолье-подсочка для преимущественного получения сосновой смолы иски-пидара; производство дегтя, когда перегоняется береста для получения берестового дегтя (см.); под названием же сухой перегонки Д. у нас понимается преимущественная выработка сырого древесного спирта и сырой уксуснокальциевой соли, называемой древесным, или уксусным, порошком.

Процесс сухой перегонки Д. Простейший способ сухой перегонки дерева может заключаться в загрузке закрытой железной реторты древесиной и обогревании реторты извне; для собирания летучих продуктов перегонки реторта должна быть снабжена холодильником. При таких условиях получается вообще: 1) неконденсирующаяся в холодильнике часть-древесный газ, 2) конденсат иЗ) остаток в реторте- древесный уголь. В случае перегонки лиственной древесины получаются два слоя конденсата: верхний, называемый под-смольной водой (жижкой, древе с н ы м у к с у с о м), и нижний, называемый отстойной смолой (отстойным дегтем); при перегонке сильно просмоленной древесины сверху подсмольной воды распспагается еще третий слой-с к и-пидар, нижний же слой представляет собою ценную сосновую смолу; а в тех случаях, когда перегоняется обыкновенная слабо смолистая древесина хвойных пород, скипидарный слой, в зависимости от условий г[ерегонки, может отсутствовать, нилший же слой по своему составу и значению прибли-лается к отстойной смоле лиственной древесины; при перегонке бересты берестовый деготь располагается над ниншим водянистым слоем, не имеющим никакой промышленной ценности. При сухой перегонке Д. наибольшую ценность представляет под-смольная вода, слулащая для промышленного получения уксусной к-ты и метанола; только за последнее десятилетие значение сухой перегонки Д. сильно поколебалось, благодаря успехам синтетического получения этих продуктов. Состав подсмольной воды характеризуют обычно следующие компоненты: 1) сырой древесный спирт, состоящий из метанола с примесью ацетона, метилацетата, аллилового спирта и т. н.

спиртовых масел; 2) сырая уксусная к-та, состоящая из уксусной к-ты с примесью ее гомологов, из к-рых присутствует гл. образ, муравьиная к-та; 3) растворимые смолы-все остальные вещества, находящиеся в подсмольной воде (в тех случаях, когда подсмольная вода подвергается специальной перегонке, остаток от этой перегонки, состоящий преимущественно из растворимых смол, называется кубовой, или остаточной, смолой), и 4) вода.

Важнейшим фактором, влияющим на степень разложения Д. при сухой перегонке, является темп-ра. В этом отношении процесс перегонки можно подразделить на четыре периода. В первом периоде, до 160- 170°, из дерева выделяется содержащаяся в нем влага, при чем последние ее остатки удаляются в конце этого периода, когда уже начинается заметное разложение. В этом же периоде выделяется и главная масса скипидара, если перегонке подвергается хвойная древесина. Второй период, при нагревании Д. до 270-280°, характеризуется значительным разложением древесины (около половины всей массы безводной древесины), при чем преобладающим продуктом разложения является вода, при небольшом количестве к-ты, спирта и смол. Древесный газ в этом периоде состоит преимущественно из СОг (65% объемн.) и СО (--35%). Третий период, до 350-360°, характеризуется, во-первых, экзотермичностью протекающего при указанной t° процесса, в противоположность остальным периодам, требующим поступления тепла извне, во-вторых- усиленным образованием кислоты, спирта и смол, при чем и древесный газ заметно обогащается газообразными углеводородами (35%), тогда как содержание других газов уменьшается (СОа-ДО 45%,СОдо25%). Для целей получения уксусной к-ты и метанола можно было бы закончить перегонку на этом периоде, но обьгано дерево подвергают еще дальнейшему нагреву, примерно до 400°, для повышения качества угля. Этот четвертый период характеризуется относительным преобладанием тялселых смол и уменьшением водного дистиллата, уксусной кислоты и метанола; меняется при этом и характер древесного газа: уменьшается количество СОг (--30%) и СО. (-20%), но увеличивается количество углеводородов (-45%), а татше начинает выделяться водород (5% объемн.). Практически, когда процесс разложения дерева, в целях возможно полных выходов уксусной кислоты и метанола, производится в ретортах путем обогревания извне- перегонку заканчивают на этом четвертом периоде, т. к. дальнейшее разложение, требуя затраты значительного количества тепла, дало бы лишь нек-рое повышение качества древесного угля, не оправдываемое расходами на топливо. В тех же случаях, когда разлоление Д. производится в печах или других приборах, путем смывания Д. горячими газами, такое дополнительное разложение м. б. легко и выгодно достигнуто и имеет большое значение в целях получепия хорошего металл у ргическ. древесного угля. Резкое разделение процесса перегонки на 4 периода возможно только в

условиях специальных опытов; в действительности же, в условиях заводского пере-угливания Д. в больших ретортах, отдельные периоды сухой перегонки совмещаются, и притом в тем большей степени, чем быстрее происходит процесс перегонки.

3 4 S 6 Фиг. 1.

8 Эчас.

Процесс сухой перегонки Д. во времени, по лабораторным опытам Клазона, наглядно изображен на фиг. 1 для сосны и на фиг. 2 для березы. На этих диаграммах сплошные кривые линии показывают наружную 1° экспериментальной реторты, а пунктирные- Г разлагаемой древесины; заштрихованные прямоугольники ниже оси абсцисс-объем дистиллата, а прямоугольники выше оси: незаштрихованные-объем COg и заштрихованные-объем прочих газов. В этих диаграммах обращают на себя внимание петли, образуемые линиями наружных Г с f ° самой древесины; у сосны таких петель две, у березы одна. Эти петли соответствуют стадиям экзотермич. реакции. По опытам Клазона, количество теплоты, выделяемое в течение этих периодов, составляет для сосны 6,3%, для березы 5,9%, считая на теплоту сгорания перегоняемого Д.; для ели и бука, а также для выделенных из этих пород целлюлоз, получаются цифры, близкие к указанным. В табл. 1 приведены результаты лабораторной перегонки различных пород Д. и их составных частей в % от веса исходного вещества при t° до 400\

Табл. 1. - Результаты лабораторно!! перегонки до 400° в % от веса исходного вещества.

Как видно из этой таблицы, целлюлоза не образует метанола, и образование последнего при сухой перегонке Д. должно быть приписано другим составным частям дерева- .лигнину и гемицеллюлозе. С другой стороны, береза дает вдвое более уксусной кислоты и метанола, нежели сосна; ана.логичные этому результаты были получены Клазоном также для бука и ели. Выходы продуктов

сухой перегонки лигнина и гемицеллюлозы, полученные Хейзером и Бергштремом, приводятся в табл. 2.

Табл. 2.-в ыходы продуктов перегонки лигнина и г еми ц е л л ю п о 3 ы (в %).

При сравнении этой таблицы с предыдцей видно, что лигнин дает повышенные выходы угля и смолы по сравнению с целлюлозой, тогда как гемицеллюлоза отличается от последней, главным образом, пониженным выходом к-ты, а, с другой стороны, она также служит основным источником фурфурола, всегда встречающегося в продуктах сухой перегонки Д. Общее заключение, к-рое можно в настоящее время сделать на основании этих и аналогичных экспериментов.

I /5

150.

1 2 5 4 5 Фиг. 2.

7 8 9 vac

СВОДИТСЯ к тому, ЧТО единственным источгш-ком метанола при сухой перегонке Д. является лигнин за счет содержащейся в нем метоксильной группы ОСН3, тогда как уголь, смола и уксусная к-та являются продуктами разложения всех трех главных составных частей Д. Наличие в древесине лигнина оказывает заметное влияние и на состав древесного газа. В табл. 3 приведены данные, относящиеся к опытам с перегонкой отдельных составных частей дерева.

Табл. 3.-С остав древесного газа в о б ъ е м н ы X %.

В этой таблице обращает на себя вни?ш,-ние малый выход СО2 и повышенный выход

Продукты сухой перегоики

СН4 ИЗ лигнина; последнее обстоятельство объясняется тем, что метоксильные группы ОСН3 лигнина слул{:ат не только для образования метанола, но также и для образования метана. Эти анализы, относящиеся к t° перегонки не выше 400°, указывают на отсутствие водорода, выделение к-рого начинается только по достижении t° в 400°. Качество древесины также отражается на врлходах продуктов перегонки. Как правило, стволовая и здоровая древесина дает при перегонке лучшие результаты, нежели сучья и корни и гнилая древесина; кроме того, при гнилой древесине качество угля резко понижается в смысле уменьшения его прочности. Самый химизм процесса сухой перегонки Д., по мысли Клазона, изучавшего в этом отношении перегонку березы, до.т-жен происходить в две стадии. В табл. 4 приведены результаты опытов Клазона при перегонке дерева в вакууме и при обыкновенном давлении.

Таб л. 4.-П родукты перегонки при вакууме и при обык-и овен ном давлении в% от сухого вещества.

Табл. 5.-П родукты перегонки березы при повышенном давлении в %.

Давление в абс. atm

Уголь............ 36,61

Смела отстойная ..... .1 16,96

Древесный газ........ 16,03

Уксусная к-та.......: 6,32

Древесный спирт......j 1,42

Из этой таблицы видно, прежде всего, что перегонка в вакууме дает повышенный выход смолы и малый выход угля. Образование такой первичной смолы (которая и по внешним свойствам оказывалась отличной от обыкновенной отстойной) Клазон считает первой стадией разложения дерева. В дальнейшем, в силу медленности разложения при обыкновенном или повышенном давлениях, происходит уже вторая стадия процесса, состоящая в разлож;ении этой первичной смолы на вторичные продукты разложения, благодаря чему повышается выход угля, и отстойная смола получает обычные вид и состав. Обращает также на себя внимание значительное содержание муравьиной кислоты в первой стадии и резкое падение его при увеличении продолжительности перегонки, тогда как выходы уксусной к-ты уменьшаются незначительно, метанола же-остаются без изменения. Выход ацетона при увеличении продолжительности процесса также заметно возрастает. Влияние повышенного давления па выходы продуктов перегонки видно из опытов Пальмера (табл. 5) при сухой перегонке березы.

Последовательный порядок образования различшлх продуктов сухой перегонки Д. можно видеть на диаграмме, составленной по опытам Пальмера (фиг. 3) и показывающей выходы (в % от общей продукции): I-муравьиной к-ты, 11-уксусной кисло-

ты, III-метанола, IV-растворимой смолы, У - всей смолы и VI - отстойной смолы.

На практике при сухой перегонке Д. ванс-нейшими факторами, влияющими на выходы продуктов, являются: регулирование t° нагрева, скорость перегонки и влажность Д. Что касается регулирования Г нагрева, то произведенные в этом отношении опыты Пальмера определенно указывают, что наивыгоднейшие результаты получаются при условии сильного прогрева Д. во время первой стадии, т. е. высушивания древесины, ив дальнейшем- очень медленного повышения f°, особенно в эг:-зотермическ. стадии. При таких условиях выходы уксусной кислоты получались больше на 30% и древесного спирта на 14%, чем в случае сильного нагрева от начала до конца операции. Влияние скорости перегонки на выходы можно врхдеть из табл. 6 (по опытам Боргеза-ни с перегонкой древесины каштана, где скорости относились, как 1 : 20).

Табл.6 .-в лияние скорости перегонки на выходы п р о д у к т о в (в %).

Влияние влалсности Д. на выходы продуктов проявляется гл. обр. в регулирующем действии влаги на скорость нагрева Д. Слишком сухое Д., при наличии большой его массы, как это имеет место в заводских условиях работы, обусловливает быстрое самопроизвольное течение экзотермич. стадии перегонки, тогда как, по вышеупомянутым опытам Пальмера, эта стадия д. б. особенно замедляема. В этом отношении, по указанию Кляра, наивыгоднейшая величина влажности древесины находится в пределах 1020%, тем более что повышенное содержание влаги в Д., помимо избыточного расхода топлива на переработку разжиженной