DE2441014A1

DE2441014A1 - Verfahren zur herstellung von natriumpercarbonat durch zerstaeubung

Info

Publication number: DE2441014A1
Application number: DE2441014A
Authority: DE
Inventors: Paul Mollard
Original assignee: Ugine Kuhlmann SA
Current assignee: Ugine Kuhlmann SA
Priority date: 1973-08-28
Filing date: 1974-08-27
Publication date: 1975-03-27
Also published as: NL180094B; CH593864A5; LU70798A1; NO138086C; DE2441014B2; CA1033534A; NO743074L; DE2441014C3; IT1016893B; NO138086B; IE39728B1; DK139263C; BE816421A; DK139263B; JPS544359B2; ES429567A1; IE39728L; FR2242328A1; GB1479896A; NL180094C

Description

PATENTANWALT DR. HANS-GUNTHER EGGERT₁ DIPLOMCHEMIKER

5 KÖLN 51, OBERLÄNDER UFER 90

Köln, den 23. August 1974 Eg/Me/136

Produits Chimiques Ugine Kuhlmann, 25 Blvd. de l'Amiral Bruix

Paris 16e, Frankreich

Verfahren zur Herstellung von Natriumpercarbonat durch

Zorstäubung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Alkalipercarbonaten und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von Natriumpercarbonat durch Zerstäubung.

Natriumpercarbonat befindet sich häufig in den Waschpulvern und anderen pulverförmigen Bleich- und Reinigungsmitteln.

Nach dem bekannten Verfahren wird Percarbonat durch Ausfällen hergestellt, indem man ein Gemisch aus konzentrierter wässriger Wasserstoffperoxidlösung und einer gesättigten Natriumpercarbonatlösung abkühlt. Nach Filtrieren und Trocknen erhält man eine Verbindung der Formel Na₂CO,*1,5 H-O, mit einem Gehalt von etwa 15,4 % aktivem Sauerstoff.

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• Die Mutterlaugen derKristallisation sind noch relativ an aktivem Sauerstoff, konzentriert und müssen aus wirtschaftlichen Gründen zurückgeführt werden. Die Rückführung kann wegen der allgemein bekannten Instabilität der Wasserstoffperoxidlösung nicht vollständig sein und daher hat man in der Praxis einen Verlust an aktivem Sauerstoff in der Grössenordnung von 15 bis 2o %. Diese Instabilität wird noch durch die Anwesenheit von praktisch unvermeidlichen Verunreinigungen erhöht, insbesondere von Eisen/ die sich in dem als Ausgangsmaterial verwendeten handelsüblichen. Natriumcarbonat befinden und das Rückführen vergröesert natürlich die Konzentration an Verunreinigungen.

Wie- schon oben erwähnt/ wird Natriuapercarbonat häufig VascoBtitteln und pulverförmigen Bleich- und Reinigungsmitteln zugesetzt. Die Bestandteile der Waschmittel/ die keinen aktiven Sauerstoff enthalten, werden im allgajfc^+ier» durch Zerstäubung hergestellt. Die Teilchen dieser verstäubten Pulver unterscheiden sich durch ihre Form und ihre Dichte sehr stark von den Natr lumper carbonatteil char., die durch ein anderes Verfahren als das Zerstäubungsverfahren hergestallt wurden. Dadurch wird die Erzielung eines homogenen Gemisches sehr erschwert.

Bs wird daher, von der Wirtschaft erstrebt, Natriumpercarbonat durch Zerstäubung herstallen zu können. Einige Versuche wurde in dieser Richtung durchgeführt. Hierzu kann man das französische Patent Nr. 69/27 836 der •DIOTSSA von 13. August 1969 anführen.

p«8 in dieser Patentanmeldung der DEGUSSA, beanspruchte -Verfahren siehe aina 3arstäubung von Natriuapercarbonat vor; das schon .lnrgestellt wurde, bevor es in die Zerstäuberdüse gelangt«. Es betrifft daher mehr eine Trocknung

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von Natriumpercarbonat durch Zerstäuben.

Es wurde nun überraschend festgestellt, dass es nicht sinn voll ist, das Gemisch der einzelnen Bestandteile unmittelbar vor dem Zerstäuben herzustellen, wie es eine allgemein bevorzugte Regel zur Herstellung eines wirksamen Gemisches von Reaktanden vor jeder Reaktion ist und wie die DEGUSSA
sie empfiehlt. Vielmehr wurde festgestellt, dass die
einzelnen Bestandteile, nämlich die Lauge (Natriumhydroxid in wässriger Lösung), das Perhydrol (wässrige Lösung von
Wasserstoffperoxid) und das Kohlendioxid (gasförmig), auch mit einer ausgezeichneten Ausbeute reagieren, wenn sie getrennt eingespritzt werden. Kurz gesagt: es wurde überraschend festgestellt, dass es nicht nur möglich, sondern
sogar erwünscht ist, das Natriumperborat in situ in der
Zerstäuberkammer herzustellen, indem man die Ausgangsbestandteile einzeln einspritzt, nämlich Lauge in Form einer wässrigen Natriumhydroxid-Lösung, Perhydrol in Form einer
wässrigen Wasserstoffperoxidlösung und gasförmiges Kohlendioxid.

Die vorliegende Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur Herstellung von Natriumpercarbonat durch Zerstäubung, das
dadurch gekennzeichnet ist, dass man in einer Reaktionskammer getrennt voneinander eine warme wässrige Lösung
von Natronlauge und eine wässrige Wasserstoffperoxidlösung zerstäubt und daa man getrennt davon ein Gas aus warmer
Luft, das warmes gasförmiges Kohlendioxid enthält, einbläst, wobei Perhydrol in einem stöchiometrischen überschuss, der nicht über etwa 5 % hinausgeht, eingespeist wird.

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Die Verdampfung des Wassers sichert das Ausfällen von wasserfreien Percarbonat-Körnchen mit abgerundeter Form und einer geringen scheinbaren Dichte.

Die Eintrittstemperatur der Luft liegt zwischen 80 und 3oo°C und ihre Austrittstemperatur zwischen 35 und 12o°C. Die Eintritts- und Austrittstemperaturen des Kohlendioxids liegen zwischen -2o und 4oo C bzw. zwischen 35 und 18o°C. Die Eintrittstemperaturen der Lauge und des Perhydrols liegen zwischen 1o und 12o°C bzw. 5 und 5o°C. Die Austrittstemperatur des Natriumpercarbonats liegt zwischen 2o und 9o C.

Die Konzentrationen der erfindungsgemäss in die Zerstäuberapparatur getrennt eingespritzten Bestandteile betragen 4 bis 2o Gewichtsprozent Kohlendioxid in der Luft, 1o bis 7o Gewichtsprozent Wasserstoffperoxid in Wasser und 1o bis 5o Gewichtsprozent Natronlauge in Wasser.

Die eingespritzten Ausgangsmaterialien können unter anderem auch gewisse Hilfsmittel, insbesondere als Stabilisator für perhydrolsaures Natriumpyrophosphat in einer Menge von ο bis 2 Gewichtsprozent, Magnesiumsulfat in einer Menge von ο bis 1 Gewichtsprozent, Natriumäthylendiamintetraacetat (EDTA) in einer Menge von ο bis o,2 Gewichtsprozent, Orthoxichinoleinsulfat in einer Menge von ο bis o,o5 Gewichtsprozent und als Stabilisator für die Natronlauge Magnesiumsilikat in einer Menge von ο bis 1 Gewichtsprozent enthalten.

Man erhält nach dem erfindungsgemässen Verfahren ein gleichmässiges Produkt geringer scheinbarer Dichte, das eine grosse Lösungsgeschwindigkeit besitzt. Seine scheinbare

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Dichte liegt zwischen o,2 und 1 g/cm und sein mittlerer Durchmesser zwischen o,1 und 5 mm. Das erhaltene Natriumpercarbonat kann einen Gehalt an aktivem Sauerstoff von 15,3 % erreichen.

In folgendem wird die Erfindung anhand der einzigen Figur beschrieben. Darin wird schematisch und beispielhaft eine Anlage beschrieben, die zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens verwendet werden kann. Das Kohlendioxid und die Luft gelangen durch 1 bzw. 1¹ in den Gasvorerhitzer A und werden dann in die Reaktionsund Trockenkammer B geleitet, in die das CO₀-Luft-Gemisch durch 2 und 2¹ eintritt.

Die Natronlauge und das Wasserstoffperoxid, die durch 3 und 4 aufgegeben werden, werden durch das Zerstäubersystem 5 in dem Apparat B zerstäubt. Das gebildete Produkt wird anschliessend von der warmen Luft, die CO_ in Überschuss enthält, und vom Wasserdampf durch einen Zyklon C getrennt, in dem die Gase durch 6 abgezogen werden, und dann schnell in einem Fliessbett D gekühlt, in das Luft durch 7 und 7¹ eindringt. Das Abziehen der Gase aus dem Fliessbett wird durch den Zyklon C und durch-6' bewirkt, während das erhaltene Natriumpercarbonat bei 8 abgezogen wird.

Das mit 5 bezeichnete Zerstäubersystem kann beispielsweise aus einer Turbine oder aus Düsen, denen die Ausgangsstoffeunter erhöhtem Druck zugeführt werden, bestehen.

Gemäss einer Ausbildungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird nur ein Teil des Perhydrols in den Apparat B eingeführt und der Rest in die Fliessbettanlage in Form eines feinen Sprühregens gegeben.

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Die folgenden Beispiele verdeutlichen die Erfindung, ohne sie hierauf zu beschränken.

Beispiel 1

Einen Turbiriensprüher, der in seinem zylindrischen Teil einen Durchmesser von 2,5m besitzt, speist man mit 63 kg/h einer wässrigen Natronlauge-Lösung von 48 Gew.-% in die Turbine. Mit Hilfe derselben Turbine führt man die Zerstäubung von 28,7 kg/h einer wässrigen, 7o Gew.-%igen Wasserstoffperoxidlösung durch. Die Turbine dreht sich mit 2o ooo Umdrehungen/min. . Wegen der sehr schnellen Rotationsgeschwindigkeit werden die Lauge und das Perhydrol ausgesprüht, ohne sich vermischt zu haben. Die mit 6 Gew.-% CO₂ vermischte Luft tritt mit 14o°C ein und geht mit 9o C ab.' Nach einer mittleren Verweilzeit von 25 see. in¹ der Reaktions- und Trockenkammer wird das gebildete Produkt von der überschüssigen CO₀ enthaltenden Luft und von dem Wasserdampf durch einen Zyklon C getrennt und dann schnell bei 2o°C in dem Fliessbett D abgekühlt. Man erhält 95 kg/h Natrxumpercarbonat mit einem Gehalt von 15,2 % aktivem Sauerstoff. Die erhaltenen Körner sind im allgemeinen hohl. Ihr mittlerer Durchmesser beträgt 1oo μ und ihre scheinbare Dichte liegt o,2 und o,3 g/cm . Die Ausbeute an aktivem Sauerstoff liegt oberhalb 94%. Der Wassergehalt des Percarbonats liegt unter o,5 %.

Beispiel 2

Man verwendet eine nicht abgebildete Anlage, die sich von der in Beispiel 1 verwendeten durch die folgenden 2 Punkte unterscheidet:

1. Die mit CO, beladene Luft gelangt anstatt von oben von unten nach B; ;

2. Die Natronlauge und das Perhydrol werden mit Hilfe von unter erhöhtem Druck gespeisten Düsen und nicht durch eine Trubine zerstäubt.

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Das Luft-CO₂-Gemisch mit 6 % CO hat eine Eintrittstemperatur von 14o C und eine Austrittstemperatur von 8o°C.

Der Zulauf an 48 Gew.-%iger wässriger Natronlaugelösung und an 7o Gew.-%iger wässriger Wasserstoffperoxidlösung beträgt 3okg/h bzw. 13 kg/h.

Am Ausgang der Kühlanlage zieht man Natriumpercarbonat mit einem Gehalt von 13,65 % an aktivem Sauerstoff ab. Die Ausbeute an aktivem Sauerstoff beträgt 85 %. Das erhaltene Produkt hat einenmittleren Durchmesser von 25ο μ und eine scheinbare Dichte von o,5 g/cm .

Beispiel 3

Man arbeitet unter den-selben Bedingungen wie in Beispiel 2, wobei man jedoch freiwillig die Menge an in die Zerstäuberkammer eingeführten Perhydrol auf 75 % der stöchiometrischen Menge begrenzt. Der Rest wird in Form eines feinen Sprühregens in das Fliessbett-gegeben. Die gesamte Menge an Perhydrol liegt 5 % über der stöchiometrischen Menge. Die Ausbeute an aktivem Sauerstoff ist 92 %. Das erhaltene Natriumpercarbonat hat einen Gehalt an aktivem Sauerstoff von 14,8 %, einen mittleren Durchmesser von 25o u und eine scheinbare Dichte von o,6 g/cm .

Beispiel 4 und 5

Diese Beispiele zeigen die Nachteile, die beim Vereinigen der Lauge und des Perhydrols vor ihrem Eintritt in den Reaktions- und Trockenapparat auftreten. Man wiederholt Beispiel 1, wobei man 2 see. lang Perhydrol und Natronlauge vor dem Zerstäuben in Kontakt bringt. Das erhaltene Produkt ist dunkelgelb und enthält nur o,8 % aktiven Sauerstoff.

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Man wiederholt den Versuch, wobei man das Perhydrol und die Natronlauge nur o,1 see. lang in Kontakt lässt. Das erhaltene Produkt ist hellgelb. Es enthält nur 7,9 % aktiven Sauerstoff und die Ausbeute an aktivem Sauerstoff geht nicht über 5o %.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung von Natriumpercarbonat durch Zerstäuben, dadurch gekennzeichnet, daß man in einer Reaktionskammer eine warme wässrige Natronlaugelösung und eine wässrige Wasserstoffperoxidlösung getrennt voneinander zerstäubt und getrennt davon ein aus Luft und Kohlendioxid gebildetes heißes Gas einleitet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ daß nur ein Teil des Perhydrols in den Apparat B eingeführt und der Rest in die Fließbettanlage in Form eines feinen Sprühregens gegeben, wird.
3. Natriumpercarbonat, erhalten nach Anspruch 1, mit

einem mittleren Durchmesser von o,l bis 5 mm, einer scheinbaren Dichte von o,2 bis 1 g/cm und einem Gehalt an aktivem Sauerstoff zwischen 7 und 15,3 %.

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