DE2441014B2

DE2441014B2 - Verfahren zur Herstellung von Natriumpercarbonat durch Zerstäubung

Info

Publication number: DE2441014B2
Application number: DE2441014A
Authority: DE
Inventors: Paul Sainte Foy Les Lyon Mollard (Frankreich)
Original assignee: PRODUITS CHIMIQUES UGINE KUHLMANN PARIS
Current assignee: PRODUITS CHIMIQUES UGINE KUHLMANN PARIS
Priority date: 1973-08-28
Filing date: 1974-08-27
Publication date: 1978-10-19
Also published as: NO743074L; LU70798A1; DK454874A; IT1016893B; JPS5051099A; AT349433B; BE816421A; NO138086C; US4018874A; ES429567A1; BR7407099A; CA1033534A; CH593864A5; DK139263C; FR2242328A1; DK139263B; DE2441014A1; DE2441014C3; ATA673474A; FR2242328B1

Description

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 Wasscrstoffperoxidlösung und einer gesättigten Natriumcarbonatlösung abkühlt. Nach Filtrieren und Trocknen erhält man eine Verbindung der Formel Na_nCO,- 1,5 H,O, mit einem Gehalt von etwa 15,4% aktivem Sauerstoff.

Die Mutterlaugen der Kristallisation sind noch relativ an aktivem Sauerstoff konzentriert und müssen aus wirtschaftlichen Gründen zurückgeführt werden. Die Rückführung kann wegen der allgemein bekannten Instabilität der Wassersioffperoxidlösung nicht vollständig sein und daher hat man in der Praxis einen Verlust an aktivem Sauerstoff in der Größenordnung von 15 bis 20%. 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 vergrößert natürlich die Konzentration an Verunreinigungen.

Wie schon oben erwähnt, wird Natriumpercarbonat häufig Waschmitteln und pulverförmigen Bleich- und Reinigungsmitteln zugesetzt. Die Bestandteile der Waschmittel, die keinen aktiven Sauerstoff enthalten, werden im allgemeinen durch Zerstäubung hergestellt. Die Teilchen dieser zerstäubten Pulver unterscheiden sich durch ihre Form und ihre Dichte sehr stark von den Natriumpercarbonatteilchen, die durch ein anderes Verfahren als das Zerstäubungsverfahren hergestellt wurden. Dadurch wird die Erzielungeines homogenen Gemisches sehr erschwert.

In der DE-AS 1019 281 ist beschrieben, anorganische Perhydrate mit einem Heißsprühprozeß auch in der Weise herzustellen, daß Lösungen oder Suspensionen der zur Perhydratbildung befähigten anorgani-

scher; Salze und die den Aktivsauerstoff enthaltende Verbindung getrennt versprüht werden, wobei der Sprühnebel oder Dampf der Perverbindung auf den des aktivsauerstofffreien Salzes auftreffen soll. Das kann beispielsweise geschehen, indem man die Peroxidlösung in den inneren Teil des Hohlkegels einsprüht, welcher beim Verdüsen des aktivsauerstofffreien Ansatzes entsteht.

Ob bei der Durchführung dieses Verfahrens nur mit Alkalicarbonaten einerseits und mit Wasserstoffperoxidlösung andererseits Alkalipercarbonate mit ausreichendem Gehalt an aktivem Sauerstoff und brauchbarer physikalischer Beschaffenheit erhältlich sind, bleibt offen und ist zu bezweifeln, weil die nach dem bekannten Verfahren in einer Paste im Gemisch mit anderen Substanzen vorliegende calcinierte Soda nur langsam und unvollständig mit Wasserstoffperoxid reagiert. Mehr als ein Jahrzehnt später wird die Zerstäubung von Natriumpercarbonat vorgeschlagen, das schon hergestellt ist, bevor es in die Zerstäuberdüse gelangt. (FR-PS 2 016 936). Dies ist daher mehr eine Trocknung von Natriumpercarbonat durch Zerstäuben.

Es wurde nun überraschend festgestellt, daß es möglich ist, Natriumpercarbonat in situ in der Zerstäuberkammer herzustellen, indem man Natriumhydroxid als wäßrige Lösung und eine wäßrige Wasserstoffperoxidlösung getrennt einspritzt und gleichzeitig gasförmiges Kohlendioxid einbläst, weil diese Komponenten dann mit ausgezeichneter Ausbeute zu Natriumpercarbonat reagieren.

Die vorliegende Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur Herstellung von Natriumpercarbonat durch getrenntes Zerstäuben einer Wasserstoffperoxidlösung und einer zur Perhydratbildung befähigten anorganischen Verbindung, das dadurch gekennzeichnet ist, 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 und das gebildete Produkt im Fließbett kühlt. Das Wasserstoffperoxid wird hierbei in einem stöchiometrischen Überschuß eingespeist, der nicht über etwa 5% hinausgeht.

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 300° C und ihre Austrittstemperatur zwischen 35 und 120° C. Die Eintritts- und Austrittstemperaturen des Kohlendioxids liegen zwischen —20 und 400° C bzw. zwischen 35 und 180° C. Die Eintrittstemperaturen der Lauge und des Perhydrols liegen zwischen 10 und 120° C bzw. 5 und 50° C. Die Austrittstemperatur des Natriumpercarbonats liegt zwischen 20 und 90° C.

Die Konzentrationen der erfindungsgemäß in die Zerstäuberapparatur getrennt eingespritzten Bestandteile betragen 4 bis 20 Gewichtsprozent Kohlendioxid in der Luft, 10 bis 70 Gewichtsprozent Wasserstoffperoxid in Wasser und K) bis 50 Gewichtsprozent Natronlauge in Wasser.

Die eingespritzten Ausgangsmaterialien können unter anderem auch gewisse Hilfsmittel, insbesondere als Stabilisator für Perhydrol saures Natriumpyrophosphat in einer Menge von 0 bis 2 Gewichtsprozent, Magnesiumsulfat in einer Menge von 0 bis 1 Ge-

wichtsprozent, Natriumäthylendiamintetraacetat (EDTA) in einer Menge von 0 bis 0,2 Gewichtsprozent, Orthoxichinoleinsulfat in einer Menge von 0 bis 0,05 Gewichtsprozent und als Stabilisator für die Natronlauge Magnesiumsilikat in einer Menge von 0 bis ί 1 Gewichtsprozent enthalten.

Man erhält nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ein gleichmäßiges Produkt geringer scheinbarer Dichte, das eine große Lösungsgeschwindigkeit besitzt. Seine scheinbare Dichte liegt zwischen 0,2 und m 1 g/cm¹ und sein mittlerer Durchmesser zwischen 0,1 und 5 mm. Das erhaltene Natriumpercarbonat kann einen Gehalt an aktivem Sauerstoff von 15,3% erreichen.

In folgendem wird die Erfindung anhand der Figur η 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 I und 1' in den Gasvorerhitzer A und v.erden dann jn in die Reaktions- und Trockenkammer B geleitet, in die das COj-Luft-Gemisch durch 2 und 2' 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 CO₂ 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 m 7' 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 bei- j-, spielsweise aus einer Turbine oder aus Düsen, denen die Ausgangsstoffe unter erhöhtem Druck zugeführt werden, bestehen.

Gemäß einer Ausbildungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nur ein Teil des Perhydrols to in den Apparat B eingeführt und der Rest in die Fließbettanlage in Form eines feinen Sprühregens gegeben.

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

Beispiel 1

Einen Turbinensprüher, der in seinem zylindrischen Teil einen Durchmesser von 2,5 m besitzt, speist man mit 63 kg/h einer wäßrigen Natronlauge von 48 Gew.% in die Turbine. Mit Hilfe derselben Turbine führt man die Zerstäubung von 28,7 kg/h einer wäßrigen, 70 gew.%igen Wasserstoffperoxidlösung durch.

Die Turbine dreht sich mit 20 000 Umdrehungen/min. Wegen der sehr schnellen Rotationsgeschwindigkeit werden die Lauge und das Perhydrol ausgesprüht, ohne sich vermischt zu haben. Die mit 6 Gew.% CO₁ vermischte Luft tritt mit 140° C ein und geht mit 90° C ab. Nach einer mittleren Verweilzeit von 25 see in der Reaktions- und Trockenkammer wird das gebildete Produkt von der überschüssigen CO, enthaltenden Luft und von dem Wasserdampf durch einen Zyklon C getrennt und dann schnell bei 20° C in dem Fließbett D gekühlt. Man erhält 95 kg/h Natriumpercarbonat mit einem Gehalt von 15,2%aktivem Sauerstoff. Die erhaltenen Körner sind im allgemeinen hohl. Ihr mittlerer Durchmesser beträgt 100 μ und ihre scheinbare Dichte liegt bei 0,2 und 0,3 g/cm¹. Die Ausbeute an aktivem Sauerstoff liegt oberhalb 94%. Der Wassergehalt des Percarbonate liegt unter 0,5%.

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 Turbine zerstäubt.

Das Luft-CO,-Gemisch mit 6% CO₂ hat eine Eintrittstemperatur von 140° C und eine Austrittstemperatur von 80° C.

Der Zulauf an 48 gew.%iger wäßriger Natronlauge und an 70 gew.%iger wäßriger Wasserstoffperoxidlösung beträgt 30 kg/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 einen mittleren Durchmesser von 250 μ und eine scheinbare Dichte von 0,5 g/cm¹.

Beispiel 3

Man arbeitet unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 2, wobei man jedoch freiwillig die Menge an in die Zerstäuberkammer eingeführtem 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 250 μ und eine scheinbare Dichte von 0,6 g/cm¹.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Natriumpercarbonat durch getrenntes Zerstäuben einer Wasserstoffperoxidlösung und einer zur Perhydratbildung befähigten anorganischen Verbindung, d adurch 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 und das gebildete Produkt im Fließbett kühlt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Teil des Perhydrols in die Reaktionskammer eingeführt und der Rast in die Fließbettanlage in Form eines feinen Sprühregens gegeben wird.