DE2805338C3

DE2805338C3 - Verfahren zur Herstellung von Natriumpercarbonat

Info

Publication number: DE2805338C3
Application number: DE2805338A
Authority: DE
Inventors: Paul Sainte Foy Les Lyon Mollard
Original assignee: PCUK-PRODUITS CHIMIQUES UGINE KUHLMANN COURBEVOIE HAUTS-DE-SEINE FR
Current assignee: PCUK-PRODUITS CHIMIQUES UGINE KUHLMANN COURBEVOIE HAUTS-DE-SEINE FR
Priority date: 1977-02-11
Filing date: 1978-02-09
Publication date: 1986-10-02
Also published as: JPS53100198A; DE2805338B2; NL186958B; NO780465L; IT1107027B; DE2805338A1; NL7801567A; IT7867276A0; GB1554135A; ES466895A1; AU518778B2; FR2380221A1; BR7800818A; FR2380221B1; BE863795A; CA1113223A; DK60778A; NL186958C; DK148628B; SE7801536L

Description

) HO— (CH₂-CH₂-OL- /CH-CH₂-O\ -(CH₂-CH₂-O)_1nH

wobei das gesamte mittlere Molekulargewicht 2000 bis 2500 und der Gehalt an Äthylenoxid im Mittel 10% bis 20% beträgt,

b) R-O-(CH₂-CH₂O)_nH

wobei der Äthylenoxidgehalt etwa 72% beträgt und R lineare C₉- und Cn- Kohlenwasserstoffgruppen bedeutet,

N-CH₂-CH₂-N

H(C₂H₄O)ZC₃H₆O),

wobei das Molekulargewicht der hydrophoben Base zwischen 3500 und 4000 liegt und der Äthylenoxidgehalt 10% beträgt.

d) RO

CH₂-CH-O -(CH₂-CH₂-O)₅H

CH₃ ,
wobei R lineare C9- und Ci 1 -Gruppen bedeutet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das als Ausgangssubstanz verwendete Natriumcarbonat mit dem nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittel tränkt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man 0,5 bis 1 g/l des nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels dem Wasserstoffperoxid zu Beginn zugibt.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Natriumpercarbonat 2 Na₂COj · 3 H₂O₂ durch Einwirkung von 60 bis 80gewiclusprozentigem Wasserstoffperoxid auf Natriumcarbonalmonohydral oiler wasserhaltigem Natriumcarbonat mit 70 bis 90 Gewichtsprozent Na₂CO3 in Gegenwart eines nichtionischen oberflächenaktiven Mittels.

Die FR-PS 73/26 574 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Natriumpercarbonat durch [Einwirkung von 60 bis 80gew.-%igetn Wasserstoffperoxid auf Natriumcarbonat, wobei dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß das Natriumcarbonat, von dem ausgegangen wird, ausgewählt wird aus Natriumcarbonatmonohydrat und wasserhaltigen Natriumcarbonaicn, die 75 bis 90 Gew.-% Na₂COj enthalten. Für die Verwendung als Waschlauge ist es wünschenswert, daß das hergestellte Nairiumpercarbonat zusätzlich zu einer guten Widerstandsfähigkeit gegenüber Schocks und Zerreiben eine scheinbare Dichte zwischen etwa 0,6 und 1 g/cm³ bei einem mittleren Durchmesser zwischen etwa 210 und 610 μηι aufweist. Gemäß dem Verfahren der FR-PS 73/26 674 zur Herstellung eines derartigen

60 Perc-arbonats ist es notwendig, von einem Natriumcarbonat auszugehen, das eine scheinbare Dichte zwischen 0,450 und 0,750 g/cm³ und einen mittleren Durchmesser zwischen etwa 200 und 450 μηι aufweist. Die Notwendigkeit, claU man von einem Natriumcarbonat mit einer geringen scheinbaren Dichte zwischen 0,450 und 0,750 g/cm^J ausgehen muß, führt zwangsläufig zu einer Vorbereitung des Carbonatmonohydrats.

Ein ökonomisches Verfahren zur Herstellung dieses Monohydrats besteht darin, komerzieil erhältliche Soda von Aa⁰Zo durch gereinigte Verbrennungsgase mit 12Vol.-% CO₂ zu carbonatisicren. Einerseits ist es vorteilhaft, eine gute Ausbeute bezüglich der Aufnahme von CO₂ während dieses Vorgangs zu erzielen: Man begrenzt auf diese Weise die Größe der Anlage zum Reinigen der Verbrennungsgase und des Kompressors, der es ermöglicht, die Gase in die Einrichtung zur Carbonatisierung der Soda einzublasen. Andererseits gibt die Carbonatisierung von 48%igcr Soda Anlaß /um gleichzeitigen Niederschlagen von Caibonalmonohydrat unter gewöhnlichen Bedingungen bezüglich Temperatur und Druck, das es ermöglicht, die Reaklionswär-

me zu gewinnen, um überschüssiges Wasser zu entfernen, tine der Bedingungen für einen erhöhten Einfangswirkungsgrad für CO2 besteht darin, daß die zu carbonatisierende Lösung einen Überschuß an freiem Soda umfaßt. Unter diesen Bedingungen . ist das Carbonatmonohydrat, das sich niederschlägt, in Form von sehr kompakten Kristallen vorhanden, deren scheinbare Dichte 1,2 g/cm³ erreicht und überschreitet und die nur wenig reaktiv bezüglich H2O2 sind.

In der DE-OS 26 09 039 ist ein Verfahren zur Herstellung von stabilem Natriumpercarbonat durch Vermischen und Reagierenlassen von Natriumcarbonat oder einer wäßrigen Lösung dieser Verbindung mit einer wäßrigen Wasserstoffperoxidlösung beschrieben, bei der die Kristalle des durch die Umsetzung hergestellten Natriumpercarbonats in Gegenwart eines chclalbildenden Mittels ausgefällt werden, welches eine wasserunlösliche oder schwer wasserlösliche Chelatverbindung mit einem Schwermetall und einem oberflächenaktiven Mittel bildet. Das oberflächenaktive Mittel ₂q hält die wasserunlösliche oder schwer wasserlösliche Chelalverbindung in Dispersion, wirkt somit als Dispergiermittel. Das oberflächenaktive Mittel wird auch vom hergestellten Natriumpercarbonat absorbiert und darauf niedergeschlagen, wobei die Wirkung des chelatbildenden Mittels erhöht wird.

In der DE-OS 23 44 107 ist ein Verfahren zum Herstellen von stabilen Perhydraten, unter anderem auch von Natriumcarbonat beschrieben, bei dem ein teilchenförmiger Vorläufer, z. B. Natriumcarbonat, mit einer bestimmten Menge von Magnesiumsalzen, Silikaten, Komplexbildnern oder Benzoesäure stabilisiert wird, wobei eine bestimmte Temperatur, Teilchengröße der Vorläufer und Konzentration des Peroxids eingehalten wird. Bei diesem Verfahren wirkt Natriumcarbonatmonohydrat der raschen Bildung von Natriumpercarbonat entgegen und der Zusatz von festem wasserfreiem Natriumcarbonat vor Zugabe des Wasserstoffperoxids ist dem allgemeinen Reaktionswirkungsgrad und der Reaktionsgeschwindigkeit abträglieh.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Natriumpercarbonat einer scheinbaren Dichte von 0,6 bis 1 g/cm³ mittlerer Teilchengröße von 250 bis 610 μΐη und einer guten Widerstandsfähigkeit gegen Schlag und Abrieb bei gutem Wirkungsgrad herzustellen. Diese Aufgabe wurde gelöst durch die Maßnahmen des Hauptanspruchs.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Verwendung von Natriumcarbonatmonohydrat, das eine scheinbare Dichte von 1,2 g/cm³ erreicht und überschreitet, zur Herstellung des Natriumpercarbonats mit den beschriebenen Eigenschaften.

Die nichtionischen oberflächenaktiven Mittel, die gegenüber konzentrierten Wasserstoffperoxidlösungen und alkalischen Lösungen von Natriumcarbonat stabil sind, können beispielsweise dem Wasserstoffperoxid zugesetzt werden oder ebenso zum Tränken des Ausgangscarbonats verwendet werden.

Die Menge an oberflächenaktiven Mitteln von 200 bis 500 ppm wird in bezug auf das hergestellte Percarbonat verstanden. In dem Fall, in dem das nicht-ionische oberflächenaktive Mittel in die Wasserstoffperoxidlösung eingeführt wird, enthält diese Lösung etwa 0,5 bis 1 g/l des oberflächenaktiven Mittels. In einer speziellen Ausführungsform der Erfindung wird das oberflächenaktive Mittel dem Wasserstuffperoxid zu Beginn zugegeben.

Der Zusatz des nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels ermöglicht es, Ausbeuten von über 90% für die Herstellung von Nairiumpercarbonat durch Reaktion von H2O2 mit Natriumcarbonatmonohydrat einer scheinbaren Dichte in der Größenordnung von 1,2 g/cm³ zu erhalten, während die Ausbeute für ein derartiges Ausgangsprodiikt ohne Zusatz des oberflächenaktiven Mittels O ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen näher erläutert.

Beispiel 1

Vergleichsbeispiel ohne Zusatz eines
oberflächenaktiven Mittels

In einen labormäßigen eine Planetenbewegung ausführenden Mischer ausgerüstet hut einer Schaufel, die sich mit 150 U/min dreht, und einem Doppelmantel, in dem auf 30⁰C gehaltenes Wasser zirkuliert, werden 500 g Natriumcarbonatmonohydrat mit einer scheinbaren Dichte von 0,985 g/cm³ gegeben.

In 0,5 h läßt man 68gew.-%iges Wasserstoffperoxid in einer Menge, berechnet zur Herstellung des Produktes 2 Na₂CO₃ · 3 H₂O₂, einfließen.

Man erhält Natriumpercarbonat mit 12,29% aktivem Sauerstoff, das eine scheinbare Dichte von 0,768 g/cm³ und einen mittleren Durchmesser von 600 μηι besitzt. Die Ausbeute bezüglich H₂O2 beträgt 80,3%.

Beispiel 2und3

Zusatz eines nicht-ionischen oberflächenaktiven
Mittels zu H₂O₂

Man wiederholt Beispiel 1, setzt jedoch 1 g/l eines nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels dem Wasserstoffperoxid zu Anfang zu.

Die erhaltenen Resultate sind in der nachfolgenden Tabelle I aufgeführt.

Die in den Beispielen 2 und 3 verwendeten oberflächenaktiven Mittel besitzen folgende Formel:

HO-(CH₁-CH₂-O)₁₁,

CH-CH₂-O\ -(CH₂-ClI₂-O)₁₁₁H
ClI, )„

Bei dem oberflächenaktiven Mittel gemäß Beispiel 2 beträgt das mittlere Molekulargewicht der hydrophoben Base des Kondensats (Propylenoxid) 1750, das gesamte mittlere Molekulargewicht ist 2000 und es gibt im Mittel 10% Äthylenoxid (oberflächenaktives Mittel A).

Bei dem oberflächenaktiven Mittel gemäß Beispcil 3

ist das mittlere Molekulargewicht der hydrophoben Base des Kondensats (Propylenoxid) 1750, das gesamte mittlere Molekulargewicht 2500 und es gibt im Mittel

20% Äthylenoxid (oberflächenaktives Mittel B).

Tabelle I

Beispiel Oberflächen- Gehalt an

aktives Miuel aktivem Sauerstoff im Percarbonat Ausbeute

bezüglich H₂O₂ Produkts

scheinbare Dichte

% g/cm³

Eigenschaften des erhaltenen

mittlerer Durchmesser

μπι

A
B

14,21 14,37

0,756
0,760

215 235

Beispiel 4 Vergleichsbeispiel

Man verwendet den Mischer von Beispiel 1 und die einer scheinbaren Dichte von 1,15 g/cm³. Man setzt

gleichen Mengen an Carbonat und Wasserstoffperoxid. 20 78gew.-°/oiges Wasserstoffperoxid zu. Die Reaktions-

Die Temperatur wird auf 30⁰C gehalten. masse zersetzt sich vollständig, wenn 2/3 der stöchiome-

Man verwendet Natriumcarbonatmonohydrat mit trischen Menge an H2O2 zugegeben werden

Beispiele 5bis8

Zusatz eines nicht-ionischen oberflächenaktiven
Mittels zum Natriumcarbonat

Man arbeitet wie in Beispiel 4, tränkt jedoch das Ausgangscarbonat mit einem nicht-ionischen oberflä- jo chenaktiven Mittel.

Das Tränken des Carbonats wird durchgeführt durch Zusatz einer 5%igen wäßrigen Lösung des oberflächenaktiven Mittels.

Der Zusatz der stöchiometrischen Menge an 68%igem H2O2 wird in 50 min vorgenommen.

In der nachfolgenden Tabelle II sind die erhaltenen Ergebnisse aufgeführt.

Das in Beispiel 5 verwendete oberflächenaktive Mittel ist eine Verbindung der Formel R-O(CH₂ -CH₂O)₀H. Es wird erhalten durch Polykondensation von Athylenoxid mit einem linearen Alkohol mit 50% (±2%) an C₉ und 50% (±2%) an Cn- Es hat einen Gehalt an Älhylenoxid pro Molekül von etwa 72% (oberflächenaktives Mittel C).

Das oberflächenaktive Mittel von Beispiel 6 hat folgende Formel:

H(C₂H₄O)₁(C₃H₆OX

H(C₂H₄OX(C₃H₆O).

Das Molekulargewicht seiner hydrophoben Base liegt zwischen 3500 und 4000 und es enthält 10% Athylenoxid (oberflächenaktives Mittel D).

Das oberflächenaktive Mittel von Beispiel 7 ist das Mittel B von Beispiel 3.

Das oberflächenaktive Mittel von Beispiel 8 ist ein Produkt, das durch Polykondensation von Athylenoxid

Tabelle II

N-CH₂-CH₂-N (C₃H₆OX(C₂H₄O)₁II

(C₃H₆OX(C₂H₄O)₁H

und Propylenoxid mit einen linearen Alkohol von G) und Cn erhalten wird. Es besitzt folgende Formel (E):

RO [CH₂-CH-O -(CH₂-CH₂-O)₅H

I CH₃

in der R der Rest dieses Alkohols ist.

Beispiel	Oberflächen	Gehalt an	Ausbeute	Eigenschaften	des erhaltenen
	aktives Mittel	aktivem Sauer	bezüglich H2O2	Produkts
		stoff im I'ercarbonal		scheinbare Dichte	mittlerer Durch
					messer
			%	g/cm'¹	μιτι

C
D
B
E

13,56 13,49 14,00 12,47

0,674
0,707
0,697
0,773

560 335 420 310

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Natriumpercarbonat 2 Na₂CCh · 3 H₂O₂ durch Einwirkung von 60 bis 80 gewichtsprozentigem Wasserstoffperoxid auf Natriumcarbonaunonohydrat oder wasserhaltiges Natriumcarbonat mit 70 bis 90Gew.-% Na₂CO₃ in Gegenwart eines nichtionischen oberflächenaktiven Mittels, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Herstellung von Natriumpercarbonat einer scheinbaren Dichte von 0,6 bis 1 g/cm³ dem Reaktionsmedium 200 bis 500 mg/kg eines der nachfolgenden nichtionischen oberflächenaktiven Mittel der allgemeinen Formeln zugibt: