1- حلال های فعال

حلال هاي فعال در واقع حلال اصلي است كه نقش حل كردن رزين يا پليمر را بر عهده دارد. اين حلال ها بطور عمده قيمت بالاتري دارند(كتونها، استرها و گلايكول اترها). اين حلال ها براي حل كردن رزين ها و همچنين رقيق نمودن مخلوط پوشش دهنده حياتي اند. هرچه حلال قوي تر باشد مي توان درصد كمتري از آن را در مخلوط پوشش دهنده استفاده نمود و حلال هاي ارزان قيمت رقيق كننده بيشتر اضافه نمود.

2- حلال های پنهان

اين حلال ها به تنهايي قدرت حلاليت بسيار پاييني دارند اما در مخلوط با حلال هاي فعال خواص حلاليت خوبي از خود نشان مي دهند. يعني در حالت مخلوط به نظر مي رسد كه به اندازه حلال پنهان حلال فعال به مخلوط اضافه شده است. الكلها حلال هاي پنهان خوبي هستند كه در كنار استرها، كتونها، گلايكول اتر ها و حتي حلالهاي فوراني مثل THF و آروماتيك مثل تولوئن همچون حلال فعال عمل مي كنند و قيمت كمتري از حلال هاي فعال دارند

3- حلال های رقیق کننده

اين نوع حلال ها به طور خالص، خود هيچ قدرت حلاليتي براي رزين ندارند و در افزودن به حلال هاي ديگر قدرت پنهان حلاليت از خود نشان نمي دهند اما با افزودن مقدار مشخصي از آن به مخلوط حلال مي توان ويسكوزيته، نرخ تبخير و قيمت را يا حلاليت در رزين هاي مختلف تنظيم نمود. حلال هاي رقيق كننده اكثراً مخلوط هاي هيدروكربني هستند كه قيمت بسيار پاييني نسبت به حلال هاي ديگر دارند. بسته به توليد كنندگان موجود در كشور نيز ممكن است برخي حلال هاي الكلي، استري يا آروماتيك نيز جزء حلال هاي ارزان قيمت باشد كه بتوان از آنها به عنوان رقيق كننده استفاده نمود. براي مثال در ايران به دليل توليد به وفور توسط پتروشيمي هاي كشور و كيفيت در حد استانداردهاي جهاني، قيمت بسيار مناسب در دسترس توليد كنندگان قرار ميگيرد؛ متانول خود حلال خيلي خوبي براي رزين هاي سنتزي نيست اما تا حدودي رزين نيتروسلولز را در خود حل مي كند پس مي توان به خوبي از متانول به عنوان حلال رقيق كننده استفاده نمود. همچنين متانول در مخلوط با حلال هاي آروماتيك و استري بخصوص تولوئن و متيل استات خاصيت حلاليت پنهان نيز نشان مي دهد. لذا در تينر هاي نيتروسلوز در ايران بخش اعظم تركيب را حلال متانول و پس از آن متيل استات و تولوئن تشكيل مي دهد.

ب-۱- تولوئن

تولوئن يا متيل بنزن بعد از بنزن سبك ترين حلال آروماتيك است كه به سرعت تبخير شده و در بسياري از پوشش دهنده هاي صنعتي، تينر هاي نيتروسلولز، اكريليك و آلكيدي و همچنين در اسپري هاي رنگ استفاده مي شود.

ب-۲- مخلوط زايلن

مخلوط زايلن از سه ايزومر متا، پارا و اورتو زايلن به همراه مقدار كمي اتيل بنزن تشكيل شده است كه بسته به توليد كننده تركيب درصد متفاوتي خواهد داشت. مخلوط زايلن حلال بسيار پركاربرد پوشش دهنده هاي صنعتي است كه نرخ تبخير متوسط دارد.

ب-۳- حلال ۴۰۳

حلال ۴۰۳ يا اصطلاحاً آروماتيك پايين نيز همچون حلال ۴۰۲ در ايران توليد مي شود و دامنه تقطير ۱۵۰-۲۰۰ دارد. اين حلال به طور عمده از ۳۵ تا ۴۵ درصد آروماتيك دارد كه به طور عمده از تركيبات شيميايي با حداقل ۱۰ اتم كربن C10 تشكيل شده است. اين حلال به دليل قيمت مناسب و همچنين درصد آروماتيك بالا به عنوان حلال بسياري از پوشش دهنده هاي رزين صنعتي و مخلوط قابل استفاده است. حلال ۴۰۲ و ۴۰۳ هر دو در پوشش دهنده هاي كوره اي نيز به دليل دير تبخير بودن استفاده مي شود.

ب-۴- حلال ۴۰۲

حلال ۴۰۲ در ايران توسط پالايشگاههاي اصفهان، تهران، تبريز و … و همچنين ميني ريفاينري هاي خصوصي توليد مي شود كه دامنه تقطير ۱۴۰ تا ۲۰۰ درجه سانتيگراد دارد و حاوي ۲۰ تا ۳۵ درصد مواد آروماتيك است. به اين حلال اصطلاحاً آروماتيك پايين گفته مي شود كه به طور عمده از تركيبات شيميايي با حداقل ۹ كربن C9 تشكيل شده است. اين حلال به دليل قيمت بسيار پايين در مقايسه با تولوئن و زايلن به عنوان رقيق كننده در بسياري از پوشش دهنده هاي صنعتي بخصوص رنگهاي آلكيدي، روغني و دير خشك شونده استفاده مي شود. نرخ تبخير اين حلال به دليل دامنه دار بودن تقطير آن داراي دو بخش سريع تبخير و كند تبخير است. قسمت سريع تبخير به حفظ فرم لايه پليمري رنگ يا پوشش دهنده كمك ميكند كه حاصل آن امكان پوشش دهي سطوح عمودي است و سپس قسمت دير كند آن به پوشش دهنده اجازه چسبندگي مناسب و استحكام لايه مي دهد.

ج) هيدروكربنهاي نفتنيك

در واقع تركيبات حلقوي سير شده هستند كه معمولاً در تركيبات آليفاتيك و آروماتيك بصورت جزئي حضور دارند. اين تركيبات از نظر بو، حلاليت و دانسيته مابين آروماتيك و آليفاتيك قرار ميگيرند. اين نوع حلال ها بصورت خالص در مقياس هاي صنعتي به ندرت توليد مي شوند و تنها مثال تجاري آن ماده سيكلوهگزان است كه نه به عنوان حلال بلكه به عنوان ماده مياني در توليد نايلون، پلاستيسايزر و پلي اورتان، پلي استر و رزين اپوكسي استفاده مي شود.

الف) كتونها

حلال هاي كتوني همگي يك گروه عاملي كربونيل كه در واقع يك پيوند دوگانه بين كربن و اكسيژن است در ملكول خود دارند. اين گروه عاملي كتوني قدرت حلاليت بسيار بالايي به اين حلال ها مي دهد كه طيف وسيعي از قدرت تبخيرهاي مختلف را حاصل مي كند از استون كه بسيار فرار است تا ماده ايزوفورون كه بسيار كند تبخير است. كتونها همچنين بوي بسيار تند و قوي دارند و بدليل خلوص بالا  دامنه تقطير كوچكي دارند پس مي توان بصورت دقيق نرخ تبخير آنهارا محاسبه نمود. در بين حلال هاي كتوني استون به عنوان فرارترين و پركاربرد ترين كتون شناخته شده است كه به دليل تبخير بالا در آيروسولها و پوششهاي اسپري سريع خشك شونده استفاده مي شود. متيل اتيل كتون يا MEK‌و متيل ايزوبوتيل كتون MIBK نيز از حلال هاي كتوني تجاري هستند كه همگي به عنوان حلال موثره در تينر هاي فوري و رنگهاي پايه رزين سنتزي استفاده مي شود.

ب) حلال های استری

مدلهاي محتلف استرها شامل آلكيل استرها، پروپيوناتها و گلايكول اترها مي شود. انواع ديگر استرها همچون پلاستيسايزرهاي جهت استفاده در كاربردهاي غير از حلال توليد مي شود. آلكيل استر ها دامنه وسيعي از فراريت ها را پوشش مي دهند و گلايكول اتر استات ها همچنين حلال هاي استري با فراريت كم هستند كه به عنوان ريتاردر در تينر هاي نيتروسلولز و به عنوان منعقد كننده در رنگهاي لاتكس استفاده مي شود. استر ها حلاليت قوي اما كمي كمتر از كتونهاي مشابه و بوي شيرين و مطلوب دارند. حلال هاي استري در گريد هاي مختلف و بصورت تجاري در ايران به ميزان مناسب توليد مي شود. پر كاربرد ترين حلالهاي استري متيل استات، اتيل استات و بوتيل استات است كه به ترتيب فراريت بسيار بالا، خوب و متوسط دارند.

ج) الكل ها

الكلها با مشخصه يك گروه عاملي هيدروكسيل شناخته مي شوند. گروه عاملي هيدروكسيل يا OH- تا حدودي مجوب آبدوستي الكلها مي شود به طوريكه الكلهاي سبك همچون متانول، اتانول و ايزوپروپيل الكل به طور كامل در آب محلول و الكلهاي كمي سنگين تر به طور جزئي در آب محلول هستند. الكلها حلال هاي بسيار ضعيف رزين هاي سنتزي هستند اما استثناً اتانول حلال برخي رزين ها مثل شلاك، پلي وينيل استات، پلي وينيل بوتيرات، فنليك رزين و رزين هاي طبيعي است و متانول به مقدار كمي حلال نيتروسلولز هم هست. كاربرد الكلها در صنعت رنگ و رزين بيشتر بصورت هم حلالي و رقيق كننده در تينر هاي نيتروسلولز، ملامين-فورمالدهايد، فورمالدهيد اوره و برخي رزين هاي آلكيدي است. همچنين الكلها براي توليد برخي حلال هاي بسيار پركاربرد كتوني مانند استون يا استرها همچون اتيل استات، متيل استات و بوتيل استات به عنوان واكنش گر استفاده مي شود. متانول سبك ترين الكلهاست كه با توجه به حلاليت جزئي نيتروسلولز در آن در تينر هاي نيتروسلولز(تينر فوري) قابل استفاده است اما با توجه به سمي بودن اين حلال ايزوپروپيل الكل و اتانول در حال جايگزيني متانول هستند. اتانول با توجه به منبع توليد غير نفتي خود(توليد بيولوژيك) قيمت مناسب و منبع تجديد پذير دارد لذا استفاده از آن صرفه دارد با اين حال به دليل شناخته شدن اتانول به عنوان ماده مخدر در ايران و تعدد مجوزهاي لازم براي تهيه اين حلال، بسياري از توليد كنندگان به ايزوپروپيل الكل روي آورده اند كه بطور معمول در دو گريد فرش Fresh و ريكاوري در بازار در دسترس است.

د) حلال هاي گلايكول اتر

گلايكول اتر ها موادي هستند كه در ملكول خود هم گروههاي عاملي اتري و هم گروه عاملي هيدروكسيلي يا الكلي دارند. اتيلن گلايكول اترها كه از اتيلن اكسايد و الكل هاي مختلف توليد مي شود، به صورت گسترده در صنعت رنگ و پوشش دهنده ها استفاده مي شود. اخيراً با توجه به مشخص شدن مضرات اتيلن گلايكول اترها براي سلامتي، پروپيلن گلايكول اتر ها كه از پروپيلن اكسايد و الكلها توليد شده است در حال جايگزيني است. گلايكول اترها به دليل بوي كم، حلاليت قوي، حلاليت بالا در آب، فلش پوينت بالا و در عين حال نرخ تبخير بسيار كم كاربردهاي فراواني دارد. در لاك و تينر هاي لاكي از اين مواد در مقادري بسيار كم به عنوان ريتاردر استفاده مي شود. همچنين به دليل حلال بودن در آب و در حلال هاي ديگر استفاده از اين مواد باعث كاهش كدر شدن در اثر حضور آب مي شود.

۱-وجود آب در مخلوط حلال

در حالتي كه حلالها براي شست و شوي پاتيل ها يا تجهيزات و خطوط توليد استفاده شود معمولا به غير از مواد نافرار مقدار كمي آب نيز در ضايعات، بصورت سوسپانسيون در مخلوط هاي هيدروكربني-استري و بصورت دو فاز شده در مخلوط هاي هيدروكربني-روغني و بصورت حل شده در تينر هاي نيتروسلولز كه عموماً الكل و استر است موجود است. لذا عموماً به غير از فرايند جداسازي حلال ها از مواد نافرار فرايند آبگيري نيز بايد انجام گردد. در فرايند هاي توليد بسياري از رزين ها نيز آب يا بصورت جذب از اتمسفر يا به عنوان محصول جانبي در حلال ضايعاتي حضور خواهد داشت. جداسازي آب از مخلوط هاي هيدروكربني نياز به فرايند هاي جذب و استخراج دارد كه در صورت حضور مواد نافرار در مخلوط باعث كاهش راندمان فرايند تقطير نيز مي شود. در جداسازي آب از مخلوط حلال هاي قطبي بايد از تكنولوژي هاي جذب يا تراوش تبخيري استفاده نمود كه به دليل تكنولوژي و قيمت بالاي تجهيزات، خدمات گران قيمتي هستند لذا در صورتي كه در فرايند توليد يا شست و شو آب حضور دارد اگر بتوان از مخلوط حلال هاي كمتر قطبي استفاده نمود كه آب پس از فرايند بصورت گرانشي جدا شود هزينه بازيافت كمتر خواهد بود.

جهت مطالعه در مورد جداسازی آب از حلال های آلی کلیک کنید

۲-ميزان ناخالصي هاي غير فرار

حضور ناخالصي هاي غير فرار نه تنها موجب كاهش راندمان تقطير مي شود بلكه ممكن است باعث گير افتادن مقداري از حلال هاي سنگين در ناخالصي هاي غير فرار شود. مخلوط هايي كه كمتر از ۱۰ درصد ناخالصي غير فرار دارند را مي توان بصورت پيوسته توسط تبخير كننده هاي تك مرحله اي تقطير نمود اما در صورت وجود ناخالصي زياد بايد از تبخير كننده هاي لايه نازك استفاده نمود. ميزان ناخالصي هاي فرار تعيين كننده ميزان بازگشت حلال تصفيه شده، كيفيت محصول و همچنين قيمت خدمات بازيافت است لذا در صورتي كه بتوان حلال را با تركيب درصد كمتر از ۱۰ درصد مواد نافرار بازيافت نمود، هزينه كمتر و راندمان بالاتري حاصل خواهد شد.

جهت مطالعه درباره ی فرایند جدسازی حلال های آلی از مواد نافرار کلیک کنید

۳-وجود آزئوتروپ بين حلال ها در مخلوط

در برخي كاربردها حلال هاي مختلف حين فرايند به يكديگر جهت تنظيم ويسكوزيته يا حلاليت به يكديگر اضافه مي شوند كه در صورتي كه پس از بازيافت بصورت مخلوط باقي بمانند، قابل استفاده مجدد نخواهند بود. لذا جهت استفاده مجدد يا فروش با ارزش افزوده بالاتر حلال ها بايد از يكديگر جدا شوند. در صورتي كه بين دو يا چند حلال آزئوتروپ تشكيل شود جداسازي با تقطير جزء به جزء امكان پذير نخواهد بود و بايد از تكنولوژي استخراج حلالي يا جذب استفاده نمود كه بر هزينه هاي بازيافت مي افزايد.

4-وجود مواد با دامنه تقطير بسيار متفاوت

در بازيافت حلال هاي آلي حاوي ناخالصي هاي غير فرار مانند رنگ، رزين، خاك، گريس و روغن، قير و … به طور معمول از تقطير ناپيوسته استفاده مي شود كه براي بازيافت مواد سبك از تقطير اتمسفريك و براي تقطير حلال هاي سنگين تر از تقطير تحت خلاء استفاده مي شود. در صورتي كه دامنه تقطير تركيب حلال به گونه اي باشد كه بخشي از حلال تحت فشار اتمسفريك و بخشي تحت خلاء قابل انجام باشد هزينه بازيافت افزايش مي يابد و احتمال ضايعه شدن بخش سنگين حلال خواهد بود. بر فرض مثال تقطير حلال ۴۰۲ يا ۴۰۳ با وجود دامنه تقطير در حدود ۱۴۰ تا ۲۲۰ درجه سانتيگراد را مي توان يا بصورت اتمسفريك كامل با استفاده از تبخير كننده لايه نازك با روغن داغ يا تبخير كننده معمولي تحت وكيوم با بخار تحت فشار ۵ بار تقطير نمود اما مخلوط ميعانات گازي سبك پالايشگاه ايلام به دليل محدوده تقطير از حدوداً ۴۰ درجه سانتيگراد تا ۳۸۰ درجه سانتيگراد مي بايست بخشي از فرايند با تقطير اتمسفريك تا محدوده ۱۵۰ درجه سانتيگراد انجام شود، در مرحله بعد تقطير تحت وكيوم تا ۳۸۰ درجه و سپس محصولات تركيب شوند.

در توليد تينر هاي شست و شو در نظر گرفتن اين موضوع مي تواند در كاهش هزينه هاي بازيافت كمك شاياني كند لذا فرضاً در توليد تينري كه براي شست و شوي پاتيل رنگ ساختماني توليد مي شود نبايد از مخلوط فرضاً متانول با حلال ۴۰۲ استفاده كرد چرا كه هم متانول باعث ايجاد سوسپانسيون پايدار آب در هيدروكربن شده هم در صورت افزايش آب باعث جداشدن متانول از مخلوط و ضايع شدن آن مي شود و هم اينكه باعث انتقال دامنه تقطير تحت وكيوم حلال ۴۰۲ به دامنه اتمسفريك مي شود به طوريكه ابتدا بايد تقطير اتمسفريك و سپس تقطير تحت وكيوم انجام گردد كه براي سيستم هاي پيوسته تقريباً غير ممكن است.