DE1792380A1

DE1792380A1 - Process and device for the production of fully or partially hydrated salts, in particular polymeric phosphates

Info

Publication number: DE1792380A1
Application number: DE19681792380
Authority: DE
Inventors: Egon Dipl-Ing Offergeld; Hans Dipl-Chem Dr Vogel
Original assignee: Giulini Gebrueder GmbH; Buettner Schilde Haas AG
Current assignee: BK Giulini Chemie GmbH; Grenzebach GmbH and Co KG
Priority date: 1968-08-27
Filing date: 1968-08-27
Publication date: 1971-11-18

Description

Verfahren und Einrichtung zur Herstellung ganz- oder teilhydratisierter Salze insbesondere polymerer Phosphate Die Herstellung kristallisierter hydrathaltiger Salze erfolgt in konventioneller Weise durch Kristallisation aus konzentrierten wässerigen Salzlösungen. Die Menge an auskristallisierbarem Salz ist dabei durch den Temperaturgradienten der Löslichkeit und die TeiL,peraturerniedrigung in der Lösurib gegeben. Neben der Herstellung hydratreicher Kristallisate gelingt es, aus der Lösung auch hydratärmere Kristallisate zu ei,zeuUen, wenn die Kristallisation entsprechend der jeweiligen Löslichkeit bei einer höheren Temperatur vorgenommen ivird, bei welcher die Löslichkeitsgrenze der Kristallisate mit niedrigerem Hydratanteil überschritten wird. So erhält man beispielsweise Na21-1P04 . 12 H20 durch Kristallisation bei ca. 200 C und das hydratärmere Salz Na2HPO4 . 2H 20 bei ca. 700 Co Die beliebige Einstellung bestimmter Wassergehalte zwischen dem maximal möglichen Gehalt und dem hydratfreien Salz ist auf diese Weise bekanntlich nicht möglich.Process and device for the production of fully or partially hydrated salts, in particular polymeric phosphates The production of crystallized hydrated salts is carried out in a conventional manner by crystallization from concentrated aqueous salt solutions. The amount of salt that can crystallize out is given by the temperature gradient of the solubility and the partial temperature reduction in the solution. In addition to the production of crystals rich in hydrate, it is also possible to generate crystals of lower hydrate from the solution if the crystallization is carried out at a higher temperature in accordance with the respective solubility at which the solubility limit of the crystals with the lower hydrate content is exceeded. For example, Na21-1P04 is obtained . 12 H20 through crystallization at approx. 200 C and the lower hydrate salt Na2HPO4 . 2H 20 at approx. 700 Co It is well known that any desired setting of certain water contents between the maximum possible content and the hydrate-free salt is not possible in this way.

Nun werden voll- oder teilhydratisierte Salze wegen ihrer allgemein höheren Lösegescilwindigkeit gegenüber wasserfreien Salzen vielfach in solchen Handelsprodukten eingesetzt, bei deren Anwendung eine Auflösung in Wasser erfolgt. So sind sie beispielsweise in Wasch- und ReinIgungsmitteln, in Salzkombinationen zur liasserenthärtung sow:Le in solchen zur Härtestabilisierung bei höheren Temperaturen enthalten. Bei der Wechselwirkung von Salz mit Wasser ist eine Verklumpungserscheinung, die häufig bei-Einsatz hydratfreier Salze zu beobachten ist, besonders unerwünscht, da durch die Klumpenbildung die Lösegeschwindigkeit stark reduziert wird und somi#t das Salz seine volle Wirkung nicht sofort entfalten kann. Besonders solche Salze neigen zu:r starken Verklumpung, deren Abnahme der freien Energie bei der Hydratation sehr groß ist, wodurch es zu einer begierigen Aufnahme des Wassers unter spontaner Verdichtung der aufwachsenden hydratisierten Kristalle untereinander kommt. Dies ist z.B. bei Tetranatriumpyrophosphat der Formel Na4P207 der Fall und besonders auch bei der Hochtemperaturmodifikaiion des Pentanatriumtriphosphates der Formel Na5P 3 0,o. Aus diesem Grunde stellt man dieses Salz oft mit einem Kristallwassergehalt her# der der vollen oder tellweisen Hydratabsättigung entspricht, wodurch eine höhere Meegeschwindigkelt gewährleistet ist und eine Verklumpung nicht auftritt.Fully or partially hydrated salts, because of their generally higher dissolution rate compared to anhydrous salts, are often used in commercial products which dissolve in water when they are used. For example, they are contained in detergents and cleaning agents, in salt combinations for water softening and in those for hardness stabilization at higher temperatures. When salt interacts with water, a clumping phenomenon, which is often observed when using hydrate-free salts, is particularly undesirable, since the rate of dissolution is greatly reduced by the clumping and thus the salt cannot develop its full effect immediately. Such salts are particularly prone to: r strong clumping, the decrease in free energy of which is very great during hydration, which leads to an eager uptake of water with spontaneous compression of the growing hydrated crystals among themselves. This is for example in the formula tetrasodium pyrophosphate Na4P207 the case, and especially in the Hochtemperaturmodifikaiion of the pentasodium triphosphate of the formula Na5P 3 0, o. For this reason, this salt is often produced with a water of crystallization content that corresponds to full or partial hydrate saturation, which ensures a higher sea velocity and prevents clumping.

Es wurde nun gefunden, daß es auf sehr einfache Veise gelingt ganz allgemein Salze, insbesondere jedoch polymere Phosphate ganz- oder teilzuhydratisieren dadurch, daß die Hydratation durch Aufdüsen von kaltem Wasser auf das Intensiv bewegte Salz und durch Kühlung des Salzen auf eine Temperatur unterhalb :)00 C an gekühlten Kontaktflächen eines Mischaggregates vorgenonimeil wird. Überraschenderweise ist es auf diese 11eIse j;iö,--1:ich, selbst Salzen, die begierig Wasser aufnehmen, ohne Verklumpung einen bestimmten, beliebit; variierbaren Hydratgehalt zu verleihen oder diese auch voll zu hydratisieren bis zur Ilydratabsättigung. It has now been found that it is possible in a very simple way to completely or partially hydrate salts, in particular polymeric phosphates, by the hydration by spraying cold water onto the intensively moving salt and by cooling the salt to a temperature below :) 00 C is provided on the cooled contact surfaces of a mixing unit. Surprisingly, it is at this point j; iö, - 1: I, even salts that eagerly absorb water, without clumping a certain, arbitrary; To give a variable hydrate content or to hydrate it fully up to Ilydratabsaturation.

i#s lassen sieh aber auch hydratisierte Salze nach diesem Verfahren auf sehr einfachem und rationellem Wege her-stellen, die sich technisch nicht durel-i Kristallisation aus wässerigen Lösungen gewinnen lassen. So besitzt beispielsweise das in der Wasch- und Reinigungsmittelindustrie heute am häufigsten verwendete Pentanatriumtriphosphat der Formel Na 5p301 0 einen sehr geringen Temperaturgradienten der Löslichkeit und ist deshalb technisch nicht mit vernünftiger Kengenausbeute als Hydrat auskristallisierbar. Nach dein vorgeschlagenen Verfahren bereltet es jedoch keine Schwierigkeiten, das kristallwasserfreie Produkt mit jedem gewünschten lü,iätallwasse.rgehalt bis zur vollen Hydratisierung zu versehen. Versuchsbeispiel, bei deia die Apparatur nach der Zeichnung ausgebildet war.However, hydrated salts can also be produced by this process in a very simple and efficient way, which cannot be obtained technically by crystallization from aqueous solutions. For example, pentasodium the formula Na used in the detergents and cleaners industry today most often has 5p301 0 a very low temperature gradient of solubility and is therefore not technically crystallizable with reasonable Kengenausbeute as a hydrate. According to your proposed method, however, there are no difficulties in providing the product, free of water of crystallization, with any desired water content up to full hydration. Experimental example at deia the apparatus was designed according to the drawing.

Länge des Gehäuses: 4 m, Durci-imessei.r,-'- o,4 m Aufgabegut: Produkt: Na5P3Oio Schüttgewichtl 325 kg/m3 Temperatur: Lagerraumtemperatur 200 C Di,-rchsatzlgistuna: 206 kg/h '.i'ingesprühte Wassermenget 60 kg/h Gesamtaufgabemenge: Z66 kg/h mit 22,5 % H2 0 Kühlwassert Durchsatzmenge: 750 kg/h Temperatur Kühlwassereintritt: 110 0 Temperatur Kühlwasseraustritt: 220 C Temperatur des hydratisierten Endproduktes: 280 C Schüttgewicht des hydratisierten Endproduktes: 4o0 kg/m3 bis 45o kg/m3 Einwandfrei rieselfähiges Endprodukt, das nicht backte. Einstellung des Rotorst Umdrehung: 540 UpM = Umfangsgeschwindigkeit: 1193 mIs Paddelstellung: auf Transport.Length of the housing: 4 m, Durci-imessei.r, -'- o, 4 m Feed material: Product: Na5P3Oio bulk weight 325 kg / m3 Temperature: Storage room temperature 200 C Di, -rchsatzlgistuna: 206 kg / h '.i' amount of water sprayed 60 kg / h total feed rate: Z66 kg / h with 22.5% H2 0 cooling water throughput rate: 750 kg / h temperature cooling water inlet: 110 0 temperature cooling water outlet: 220 C temperature of the hydrated end product: 280 C bulk density of the hydrated end product: 4o0 kg / m3 Up to 45o kg / m3 Flawlessly free-flowing end product that was not baked. Setting of the rotor speed: 540 rpm = circumferential speed: 1193 mIs paddle position: on transport.

Zur Ausführung des Verfahrens eignet sich vorteilhaft eine Einrichtung, die aus einem liegenden zyiindrischen Behälter besteht, der zum Durchleiten eines KühlmIttels doppelwandig ausgebildet ist, mit einem zentrisch gelagerten Rotor, der bis etwa zur Behälterwand reichend, Mitnehmer (Paddeln) besitzti wobei der Rotorantrieb so ausgelegt ist" daß er mit einer Umfangsgeschwindigkelt von mindestens 5 mIs, zweckmäßig jedoch mit mehr als 10 mIs, umläuft. Die Mitziehmer (Paddeln) werden vorzugsweise verstellbar eingerichtet, um die Verwellzeit des Gutes in der Einrichtung zu steuern., Ferner ist es ratsam, den Doppelmantel durch Ringscheiben in mehrere Kammern zu unterteilen und jede Kammer mit einer Wasserzu- und -abflußleitung zu versehen.A device that consists of a horizontal cylindrical container, which is double-walled for the passage of a cooling medium, with a centrally mounted rotor, which extends approximately to the container wall, has drivers (paddles), is advantageously suitable for carrying out the method, whereby the rotor drive is designed in this way is "that it rotates with a circumferential speed of at least 5 mIs, but expediently with more than 10 mIs Divide the double jacket into several chambers by means of washers and provide each chamber with a water inlet and outlet pipe.

Eine derartLge Einrichtung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel erläuteri.Such a device is shown in the drawing in one embodiment explaini.

1 ist der liegende zylindrische Behälter, der von dem Mantel 2 pp umgeben ist, - daß sich ein Hohlraum fÜr, den Durchtluß e'ineä NählmlIttels, z.B. Kühlwasser, bildet. Durch die Ringscheiben 3 wird der Hohlraum in mehrere Kammern unterteilt. Jede Kämmer let mit einer Zuflußleitung 4 und einerAbflußleitung .5' für das Kühlmittel versehen, Innerhalb des zylindrisch,en Gehäuses befin det sich der Rotor 6 (gestricheit ,gezeichnet), an dem Mitnehmer 7 (Paddeln) angebracht sind. -Über dle Schwingrinne 8 gelangt das Behandlungsgut In den Eln--fallstutzen g. In diesen Stutzen mündet die Sprühwasser-]Leitung 10 mit der Sprühdüse 11, Dadurch wird das einfallende Gut laufend mit Sprühwasser überdüst. Der Austrag des behandelten Gutes erfolgt durch den Stutzen 12. Durch das Regelgetriebe 13 wird der Rotor In so schnelle Uälaufbewegung-v-ersetzt, daß die Umfangsgeschwindigkelt mindestens 5 jMJ's beträgt. 1 is the lying cylindrical container, which is surrounded by the jacket 2 pp , - that a cavity is formed for the passage of e'ineä sewing medium, eg cooling water. The hollow space is divided into several chambers by the annular disks 3 . Each chamber is provided with an inflow line 4 and an outflow line 5 'for the coolant. Inside the cylindrical housing is the rotor 6 (dashed lines, drawn), to which drivers 7 (paddles) are attached. - Via the vibrating channel 8 , the material to be treated reaches the collecting spout g. The spray water line 10 with the spray nozzle 11 opens into this socket. The treated material is discharged through the nozzle 12. The control gear 13 replaces the rotor in such a rapid Uälaufbewegung-v-that the circumferential speed is at least 5 jMJ's.

Claims

Claims 1.) A process for the production of fully or partially hydrated salts by hydrating hydrate-free or low-hydrate salts, characterized in that the hydration is carried out by spraying cold water onto the intensely agitated salt and by cooling the salt to a temperature below the crystallization temperature is carried out on the cooled contact surfaces of a scrubbing unit. 2.) The method according to claim 1, wherein in particular polymeric phosphates are used and the cooling of the phosphate to a temperature below: 300 C is carried out. Device for carrying out the method according to claims 1 and 2, consisting of a lying-zyJ-tndelschen container (1), which is double-walled for flowing through a coolant: Lg; is designed, with centrally mounted rotor der.big about to the container wall reicheeda #, Mtaehmer (paddles) (7) , the rotor drive (13) is designed so that the Botor with a peripheral speed of at least m / o; but preferably circulates with more than 10 M / a. 4.) Device for carrying out the method according to claims 1 to 3, characterized in that the drivers (7) are adjustable. Device for carrying out the method according to claims 1 to 4, characterized in that the cavity between the housing wall (1) and the double jacket (2) is divided into several chambers by annular disks (8) , which are provided with ducts (4t 5) for the inlet and outlet Provide discharge of the coolant. are.