DE2039595A1

DE2039595A1 - Verfahren zur Herstellung von Natriumtripolyphosphat,das zu mehr als 75% hydratisiert ist und ein Schuettgewicht von 400 bis 600 g/l aufweist

Info

Publication number: DE2039595A1
Application number: DE19702039595
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl-Chem Dr Henning; Joachim Dipl-Chem Dr Kandler; Karl Dipl-Chem Dr Merkenich; Wolf-Dieter Pirig
Original assignee: Knapsack AG
Current assignee: Knapsack AG
Priority date: 1970-08-10
Filing date: 1970-08-10
Publication date: 1972-02-17
Also published as: CA968924A; US3758671A; CH564486A5; FR2104181A5; BE771090A; NL7110575A; SE369511B; GB1326974A; ES393112A1

Description

KNAPSACK AKTIENGESELLSCHAFT 203 9595

Verfahren zur Herstellung von Natriumtripolyphosphat, das zu mehr als 75 % hydratisiert ist und ein Schüttgewicht von 400 bis 600 g/l aufweist.

Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Natriumtripolyphosphac, nachfolgend kurz als MTPP bezeichnet, das zu mehr als 75 % hydratisiert ist und ein Schüttgewicht von 400 bis 600 g/l aufweist, durch Aufsprühen von V/asser auf ein in einem Reaktor pneumatisch in der Sehwebe gehaltenes, phase-I-haltiges KTPP, wobei durch einen durch den Reaktor geführten Gasstrom die überschüssige Reaktionswärme abgeführt wird.

Es ist bereits bekannt, NTPP-Hexahydrat mit einem Schüttgewicht von 350 bis 1000 g/l dadurch herzustellen, daß man eine überstöchiometrische Wansermenge auf in Bewegung gehaltenes wasserfreies WTPP aufsprüht, wobei gleichzeitig ein Gasstrom zur Verdampfung des überschüssigen Wassers-über das Reaktionsgut geleitet wird und die Menge des überschüssigen Wassers und der Gasstrom so aufeinander abgestimmt werden, daß die latente Verdampfungswärms des Wassers ausreicht, die Temperatur des Reaktionsgutes auf etwa 50 - 80⁰G zu halten. Das Aufsprühen des V/assers erfolgt dabei auf ein WTPP, das beispielsweise durch ein Drehrohr hindurchwandert oder nach dem Prinzip des V/irbelbettes in Bewegung gehalten wird. Zur Steigerung der Reaktionsgeschwindigkeit wird smpfohlen, den Anteil an Phase-X im Ausgangsprodukt zu·erhöhen .

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Bei dieser Arbeitsweise ist zu beachten, daß die Hydratationsreaktion beendet sein muß, bevor das Produkt in irgendwelche Behälter gefüllt und gelagert v/ird, weil es sonst zum unerwünschten Zusammenbacken der Teilchen kommt, da das Material noch nachreagiert. Es ist deshalb zweckmäßig, die eigentliche Hydratationsreaktion in einer ersten belüfteten Drehtrommel oder in einem Wirbelbett durchzuführen und das Material dann in einem zweiten wärmeisolier-* ten Drehrohr eine gewisse Zeit, beispielsweise 30 Minuten, verweilen zu lassen, bevor es abgesackt werden kann. Das Schüttgewicht des auf diese Weise hergestellten Hexahydrates ist unmittelbar abhängig von dem Schüttgewicht des wasserfreien Ausgangsproduktes, da bei diesem Verfahren die Hohlkugelform des Ausgangsmaterials erhalten bleibt. Setzt man aber andererseits ein gemahlenes, d.h. schweres Material von z.B. 1000 g/l ein, so wird bei diesem Verfahren aber auch nur ein schweres Natriumtripolyphosphat-Hexahydrat erhalten.

Ferner ist es bekannt, Waschmittel, die neben den üblichen Komponenten, wie flüssige oder pastöse waschaktive Substanzen, Seife, Perborat, Silikate, Natriumsulfat, Celluloseether etc.,als Hauptbestandteil NTPP enthalten, dadurch herzustellen, daß man in Luftwirbelmischern auf NTPP, mit einem Phase-I-Gehalt von 20 bis 100 % und einem Schüttgewicht größer als 550 g/l, die flüssigen Waschmittelkomponenten - in erster Linie Wasser - aufsprüht. Dabei wird das NTPP zum Hexahydrat hydratisiert und man erhält rieselfähige Waschmittel, deren Schüttgewichte geringer als die des eingesetzten NTPP sind, Bei Verwendung von NTPP mit Schüttgewichten, die größer als 600 g/l sind, werden Waschmittel erhalten, die im allgemeinen Schüttgewichte zwischen 400 und 500 g/l aufweisen.

Es hat sich nun überraschenderweise gezeigt, daß man ein NTPP, das zu mehr als 75 % hydratisiert ist und ein Schüttgewicht von 400 bis 600 g/l aufweist, durch Aufsprühen von Wasser auf ein in einem Reaktor pneumatisch in der Schwebe gehaltenes, phase~I-haltiges NTPP, wobei durch einen durch den Reaktor geführten Gasstrom die überschüssige Reaktionswärme abgeführt wird, auch dann erhalten kann, wenn man ein vorzugsweise gemahlenes NTPP mit einem Schüttgewicht größer als 800 g/l sowie einem Phase-I-Gehalt von 50 bis 80 % einsetzt und den Schwebezustand dadurch erzeugt, daß man den | Gasstrom im Gegenstrom zum NTPP führt.

Der gewünschte Hydratationsgrad zwischen 75 und 100 % wird dann dadurch erreicht, daß man eine dem Hydratationsgrad äquivalente Menge Wasser auf das NTPP aufsprüht. Diese Arbeitsweise führt insbesondere dann zum Erfolg, wenn das Verfahren in einem Luftwirbelmischer, vorzugsweise in einem von der Art, die bereits in der deutschen Patentschrift 1.294.352 beschrieben wurde, durchgeführt wird.

Trotz des oben angeführten bekannten Standes der Technik war es für den Fachmann nicht vorhersehbar, daß die erfindungsgemäßen Maßnahmen zu den gewünschten Yerfahrenspro- ™ dukten führen wurden, weil einerseits bei den bisher bekannten Verfahren zur Herstellung von Natriumtripolyphosphat-Hexahydrat mehrere Verfahrensschritte notwendig sind, um rieselfähige und nicht, infolge der Verfahrensweise, durch hydrolytische Spaltung im Tripοlyphosphatgehalt verminderte Hexahydratprodukte zu erhalten. Zum anderen kann das zwar bei der V/aschmittelherstellung im Luftwirbelmischer eingesetzte Na triumtripolypho sphat vollständig hydratisiert sein unter Erhalt eines bezogen auf das Ausgangsschüttgewicht des NTPP im Schüttgewicht niedrigeren Waschmittels, wozu aber bei der Waschmittelbereitung speziell leichte Gerüst-

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bzw. Füllkomponenten mit Schüttgewichten von etwa 100 g/l bis 500 g/l verwendet werden, wie leichtes Natriumsilikat, leichtes Natriumperborat bzw. leichtes Natriumsulfat. Zusätzlich wirken die gleichzeitig mit dem Hydratationswasser versprühten flüssigen bzw. verflüssigten waschaktiven Substanzen in einem nicht unerheblichen Maße granulierend bzw. agglomerierend, was ebenfalls eine Schüttgewichtserniedrigurig bewirkt. In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird aber von gemahlenem NTPP mit extrem hohem Schüttgewicht, beispielsweise 1000 g/l, ausgegangen und trotzdem wird durch alleinigen Zusatz von Wasser ein ausgesprochen leichtes ohne weitere Maßnahmen rieselfähiges Hexahydratgranulat von beispielsweise 500 g/l erhalten.

Das aus dem Reaktor austretende NTPP-Hexahydrat besitzt eine agglomerierte bzw. granulierte Konstruktur und ein niedriges Schüttgewicht und kann sofort, beispielsweise in Säcke, abgepackt werden, ohne daß es zur Klumpenbildung oder zum Zusammenbacken des Materials kommt. Zwar setzt in den Gebinden noch eine spürbare Temperaturerhöhung ein, jedoch führt dies nicht - sehr wahrscheinlich bedingt durch die Agglomerat- bzw. Granulatstruktur des gebildeten Hexahydrates - zur unerwünschten Klumpenbildung. Da während der Reaktion die freiwerdende Reaktionswärme ständig abgeführt wird, erfolgt keine kritische Temperaturerhöhung im Reaktor und dem Endprodukt bleibt der Gehalt an eingesetztem Tripolyphosphat vollständig erhalten, da keine Hydrolyse eintritt.

Wie sich im Verlauf der Anwendung obiger Erfindung zeigte, bleibt der überraschende Effekt der Schüttgewichtserniedrigung im Endprodukt auch dann noch bestehen, wenn die aufzugebende Wassermenge nicht zur Ausbildung 'eines vollständig hydratisierten Natriumtripolyphosphates ausreicht, so daß kein Hexahydrat sondern nur ein zwischen 75 und 100 % hy-

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dratisiertes NTPP gebildet wird. Ein bis zu diesem Grad hydratisiertes NTPP kann ebenfalls ohne Klumpenbildung sofort in verschließbare Gebinde abgepackt v/erden.

Ein weiterer, besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt in der Tatsache, daß man unabhängig vom Ausgangsschüttgewicht und von der Ausgangskörnung des eingesetzten Tripolyphosphates ein leichtes Natriumtripolyphosphat mit einem Schüttgewicht von 400 bis 600 g/l erhält, indem ein schweres Natriumtripοlyphosphat mit einem Schutt« gewicht von > 800 g/l eingesetzt wird. Solch ein Produkt kann durch einfaches Mahlen des bei der Produktion von NTPP anfallenden, vom Schüttgewicht her gesehen, inhomogenen Materials gewonnen werden und erfordert außer des bereits erwähnten hohen Phase-I-Gehaltes keine weiteren Spezifikationsmerkmale. Gerade dies aber ist von Vorteil, da leichtes, d.h. hohlkugelförmiges NTPP₉ je nach Art seiner Herstellung, nur in bestimmten·Schüttgewichtsgrenzen erstellt werden kann und außerdem durch Transport und Lagerung eine mehr oder minder große Schüttgewichtserhöhung infolge von Abrieb oder Zermahlen der Hohlkugeln erleidet.

Die folgenden Beispiele sollen das erfindungsgemäße Verfahren noch weiter erläutern;

Beispiel 1 (Vergleichsbeispiel)

In einem Luftxtfirbelmischer wurden 77,3 Gewichts^, bezogen auf das fertige Granulat, wasserfreies, gut rieselfähiges NTPP mit 70 % Phase-I-Gehalt und einem Schüttgewicht von 49.0 g/l durch einen vertikal von unten nach oben gerichteten Luftstrom in Schwebe gehalten und durch Aufsprühen von Wasser hydratisiert und granuliert, wobei durch empirische Variation der versprühten Wassermenge der Hydratationsgrad des

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NTPP auf 100 % (Hexahydrat) eingestellt wurde. Das aus dem Luftwirbelmischer austretende Material war von körniger Struktur, guter Festigkeit und würde sofort abgesackt und unter Verschluß gelagert. Das Schüttgewicht des Granulates betrug 500 g/l.

Beispiel 2

In einem Luftwirbelmischer wurden 77,3 Gewichts%, bezogen auf das fertige Granulat, wasserfreies, gut rieselfähiges NTPP mit 70 % Phase-I-Gehalt und einem Schüttgewicht von 1010 g/l durch einen vertikal von unten nach oben gerichteten Luftstrom in Schwebe gehalten und durch Aufsprühen von Wasser hydratisiert und granuliert, wobei durch empirische Variation der verdüsten Wassermenge der Hydratationsgrad des NTPP auf 100 % eingestellt wurde. Das aus dem Luftwirbelmischer austretende Material war von körniger Struktur, guter Festigkeit und wurde sofort abgesackt und unter Verschluß gelagert. Das Schüttgewicht des Granulates betrug 510 g/l.

Beispiel 3

Es wurde analog Beispiel 2 verfahren, indem 79,5 Gewichts?6, bezogen auf das fertige Granulat, NTPP obiger Spezifikation eingesetzt und eine Wassennenge aufgesprüht, die einer 9O%-igen Hydratation entsprach. Das aus dem Luftwirbelniischer austretende Material war von körniger Struktur, guter Festigkeit und wurde sofort abgesackt und unter Verschluß gelagert. Das Schüttgewicht des Granulates betrug 560 g/l.

Beispiel 4

Es wurde analog Beispiel 2 verfahren, indem 82,3 Gewichts^,

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bezogen auf das fertige Granulat, NTPP obiger Spezifikation eingesetzt und eine Wassermenge aufgesprüht wurde, die einer 78%igen Hydratation entsprach» Das aus dem Luftwirbelmischer austretende Material war von körniger Struktur, guter Festigkeit und wurde sofort abgesackt und unter Verschluß gelagert. Das Schüttgewicht des Granulates betrug 545 g/l.

Die Korngrößenverteilung in den gemäß Beispiel 1 bis 4 erhaltenen Granulaten wurde durch Siebanalyse ermittelt, wobei die in nachfolgender Tabelle dargestellten Werte erhalten wurden. In dieser Tabelle sind ebenfalls die übrigen Analysenergebnisse zusammengestellt und weitere charakteristische Merkmale des Versuchsablaufs wiedergegeben.

Die nach den Beispielen 1 bis 4 erhaltenen Matriumtripolyphosphat-Hexahydrat-Granulate wurden 2 Wochen unter Verschluß belassen und danach begutachtet. Alle Produkte waren von ausgezeichneter Rieselfähigkeit und besaßen in den Gebinden keine Klumpen oder Zusammenbackungen.

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Bei- Ausgangsschüttspiel gewicht des NTPP g/l

35

Ausgangskörnung % 100 200 270 mesh

Temperatur C" im Luft- Ge- Außen wirbel- binmischer de

1 2 3 4

490 1010 1010 1010

22	78	96	99
0,3	26	61	78
0,3	26	61	78
0,3	26	61	78

13	56
13	56
13	57
13	58

6 6 6 6

Endprodukt

Wassergehalt Gew.%

22,8 22,9 20,5 17,7

Schüttgewicht g/l

12 Siebanalyse % des Granulates

35 65 100 < 100 mesh

500 510 560 545

1,0 9,2

0,6 8,3

2,5 22,4

1,8 23,3

63,4 90,7 94,1

58,3 88,1 93,7

71,0 92,3 94,3

81,9 93,5 96,1

5,9
6,3
5,7
3,9

σ co ro cn

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Natriumtripolyphosphat, das zu mehr als 75 % hydratisiert ist und ein Schüttgewicht von 400 bis 600 g/l aufweist, durch Aufsprühen von Wasser auf ein in einem Reaktor pneumatisch in der Schwebe gehaltenes, phase-I-haltiges Natriumtripolyphosphat, wobei durch einen durch den Reaktor geführten Gasstrom die überschüssige Reaktionswärme abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Natriumtripolyphosphat mit einem Schüttgewicht größer als 800 g/l sowie * einem Phase-I-Gehalt von 50 bis 80 % einsetzt und den Schwebezustand dadurch erzeugt, daß man den Gasstrom im Gegenstrom zum Natriumtripolyphosphat führt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ausgangsprodukt ein gemahlenes Natriumtripolyphosphat einsetzt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man auf das Natriumtripolyphosphat eine dem gewünschten Hydratationsgrad von 75 bis 100 % äquivalente Wassermenge aufsprüht. ||

4». Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch _i gekennzeichnet, daß man das Aufsprühen des Wassers auf das Natriumtripolyphosphat in einem Luftwirbelmischer durchführt.

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