PL20537B1 - Sposób otrzymywania wysokoprocentowych zwiazków nadtlenowych. - Google Patents

Description

Proponowano juz otrzymywac zwiazki, zawierajace czynny tlen, bezposrednio w postaci stalej w ten sposób, ze na sole, wol¬ ne od wody krystalizacyjnej (jak boraks, fosforan lub siarczan sodowy, siarczan ma¬ gnezu, alun i t. d.), dziala sie wodnym roz¬ tworem nadtlenku wodoru, przyczem za¬ miast wody krystalizacyjnej pochlaniany jest roztwór nadtlenku wodoru. Propono¬ wano pózniej, w celu otrzymywania nad¬ weglanów o duzej zawartosci czynnego tle¬ nu, stosowac, jako materjal poczatkowy, weglan, który stracil zaledwie czesc swej wody krystalizacyjnej, albo mieszanine so¬ dy bezwodnej ze sproszkowana soda kry¬ staliczna. W ten sposób powstaje papkowa- ta masa, która nastepnie przez odsysanie, odcisniecie lub podobny zabieg uwalnia sie od lugu macierzystego albo tez suszy w prózni lub w strumieniu suchego powietrza bez odsaczania lugu macierzystego. Sadzo¬ no, ze woda roztworu nadtlenku wodoru rozpuszcza czesc mieszaniny weglanów, przyczem w roztworze tym powstaje nowy produkt, zawierajacy tlen, rozpuszczony zas weglan dziala wysalajaco na zwiazek nadtlenowy az do osiagniecia stanu konco¬ wego, w którym obok wielkiej ilosci nadwe-glanu i malej ilosci weglanu w postaci sta¬ lej znajduje sie w roztworze nieco nadwe¬ glanu obok duzej ilosci weglanu. W powyz¬ szy sposób nie osiagnieto równiez zadanego stopnia trwalosci. Trwalosc produktu przy magazynowaniu zostaje zwiekszona, lecz w stopniu niedostatecznym, przez dodatek do gotowego preparatu znanych materjalów, w postaci stabilizatorów ochronnych, albo tez przez zwykle prowadzenie reakcji w o- becnosci takich materjalów. Prócz tego, przy otrzymywaniu zwiazków z tlenków al¬ bo weglanów, których wodne roztwory ma¬ ja odczyn alkaliczny i wskutek tego same przez sie dzialaja rozkladajaco na nad¬ tlenek wodoru, wydajnosc tlenu jest niedo¬ stateczna i przy otrzymywaniu bardziej ste¬ zonych zwiazków tego rodzaju ponosi sie znaczne straty tlenu.Wynalazek rozwiazuje zagadnienie o- trzymywania stalych nadtlenków wysoko¬ procentowych i soli nadtlenowych o prawie nieograniczonej przy magazynowaniu trwa¬ losci z wydajnoscia tlenu bardzo zadowa¬ lajaca, a czesciowo prawie ilosciowa. Spo¬ sób zahacza o metode pierwotna i, w od¬ róznieniu od propozycyj pózniejszych, sto¬ suje zasadniczo, jako materjaly wyjsciowe, sole wolne od wody krystalizacyjnej; sole te traktuje sie tak ograniczona iloscia roz¬ tworu nadtlenku wodoru, iz bezposrednio powstaja mieszaniny praktycznie suche.Zawartosc wody w zwiazkach suchych ko¬ rzystnie jest zmniejszyc jeszcze bardziej, bez potrzeby przerw w pracy, przez susze¬ nie ochronne w prózni, dzialanie strumie¬ nia powietrza zimnego lub cieplego lub w podobny sposób, kazdorazowo przed cal- kowitem zwiazaniem cieczy. W taki sam sposób, zgodnie z wynalazkiem, przez dzia¬ lanie wodnego roztworu nadtlenku wodoru na suche tlenki metali otrzymuje sie nad¬ tlenki wysoko-procentowe.Okazalo sie, ze z otrzymanych na sucho soli, a raczej mieszanin, powstalych bezpo¬ srednio w postaci stalej, mozna pózniej od¬ pedzic wode pochlonieta, co najmniej w wiekszej czesci, bez strat tlenu, dzieki cze¬ mu mozna osiagac stezenia, nieosiagalne do¬ tychczas zupelnie lub osiagalne jedynie z duzemi stratami tlenu, zapomoca zwyklych handlowych roztworów nadtlenku wodoru.Dotyczy to równiez przypadku nadwegla¬ nów, a takze nadtlenków: sodowego, wap¬ niowego i magnezowego. Sposób wedlug wynalazku rózni sie od znanych procesów otrzymywania nadfosforanów, które z ma- lemi stratami tlenu prowadza do produk¬ tów wysoko-procentowych, przedewszyst- kiem swa prostota i ekonomicznoscia.Nastepna zalete ogólna sposobu wedlug wynalazku stanowi to, ze czystosc materja¬ lów poczatkowych nie gra tu roli specjal¬ nej, podczas gdy zwykle najdrobniejsze ilo¬ sci materjalów (zwlaszcza tlenków metali), dzialajacych katalitycznie i towarzyszacych zawsze materjalom poczatkowym, powodu¬ ja straty wskutek katalitycznego rozkladu nadtlenku wodoru. Z tego tez powodu pro¬ ponowano usuwac te katalizatory z roz¬ tworów reakcyjnych calkowicie jeszcze przed rozpoczeciem reakcji. W przeciwien¬ stwie do tego, wysokie wydajnosci przemia¬ ny wedlug wynalazku niniejszego osiaga sie przy uzyciu technicznych materjalów po¬ czatkowych bez dalszego ich oczyszczania.Warunkiem nieodzownym osiagniecia wyniku pomyslnego jest unikanie nawet przejsciowego powstawania mieszaniny wilgotnej, t. j. podczas mieszania roztworu nadtlenku wodoru z materjalami stalemi w zadnem miejscu nie powinna sie nagroma¬ dzic ilosc cieczy, mogaca spowodowac roz¬ pad hydrolityczny. Odpowiednio odmie¬ rzona ilosc roztworu H202 nalezy rozpro¬ wadzic zupelnie równomiernie przy doda¬ waniu do materjalu stalego.Trwalosc produktów powstajacych, du¬ za juz sama przez sie, mozna jeszcze zwiek¬ szac w znany sposób przez dodanie stabili¬ zatorów. Te materjaly ochronne mozna do¬ dawac albo do roztworu nadtlenku wodo- — 2 —ru, albo tez, jako ciala stale, wlaczac do tlenków albo soli, przeznaczonych do reak¬ cji. Materjaty ochronne mozna wprowadzac czesciowo do materjalu stalego, czesciowo zas — do roztworu nadtlenku wodoru, tak iz zmieszanie nastepuje dopiero podczas reakcji, albo tez dala ochronne wytwarza sie podczas samej reakcji z dodatków od¬ powiednich, wprowadzonych do kazdego z obu skladników reakcji. Stabilizatorami, które sie dodaje do jednego lub obu sklad¬ ników reakcji, moga byc, np.: kwas pyro- fosfórowy, pyro-fosforany, szklo wodne, kwas protalbinowy, guma arabska, chlorek sodowy, kwas borowy, chlorek cyny. Do reakcji wymiany podwójnej mozna stoso¬ wac pary odczynników, z których pierw¬ szego dodaje sie do materjalu stalego, a drugiego — do cieczy: chlorek magnezu — szklo wiodne, cynian — kwas siarkowy, cy- nian — kwas fosforowy, cynian — kwas fluorowodorowy, fluorek cyny — kwas fo¬ sforowy.Nastepnie wykryto, ze sposobem niniej¬ szym mozna otrzymywac produkty o steze¬ niu najwyzszem, wprowadzajac do reakcji w kilku bezposrediiió po sobie nastepuja¬ cych procesach czastkowych jedna i te sa¬ ma ilosc stalego materjalu poczatkowego wraz z dodatkowemi ilosciami roztworu nadtlenku wodoru, przyczem produkt reak¬ cji z kazdego poprzedniego procesu czast¬ kowego odwadnia sie kazdorazowo przed dalszym ciagiem obróbki tak, aby mógl po¬ chlaniac dalsze ilosci nadtlenku wodoru.Konieczny warunek powodzenia stanowi to, aby, podczas wprowadzania roztworu nad¬ tlenku wodoru do materjalów stalych, w zadnem miejscu nie nastapilo nagromadze¬ nie sie cieczy, mogacej spowodowac rozpad hydrolityczny. W razie potrzeby stezenie produktu otrzymanego podwyzsza sie je¬ szcze bardziej przez odwadnianie ochronne.W pewnych przypadkach, do juz prze- reagowanego produktu mieszanego, przed albo po dodaniu dalszych ilosci roztworu nadtlenku wodoru, albo wraz z niemi, do¬ daje sie swieze ilosci stalego materjalu po¬ czatkowego! ewentualnie wraz z dodatko¬ wemi ilosciami stabilizatorów. ' Okazalo sie, ze roztworem nadtlenku wodoru w postaci rozpylonej dobrze jest dzialac na tlenki metali albo sole, albo na juz przereagowany produkt mieszany. W ten sposób zapewnia sie otrzymywanie pro¬ duktów zupelnie jednolitych. W tym' celu materjat staly (podobnie do metody Humphriesa, stosowanej do Uszlachetnia¬ nia maki) mozna przesiewac przez sito, pod¬ legajace wstrzasom poziomym, i do mial¬ kiego, opadajacego materjalu przesianego wprowadzac bardzo drobno rozpylony roz¬ twór nadtlenku wodoru w postaci deszczu lub mgly. Najlepiej zarówno materjal sta¬ ly, jak i roztwór nadtlenku wodoru tak wdmuchiwac do komory reakcyjnej, np. za^ pomoca dysz rozpylajacych, aby skladniki reakcji spotykaly sie w tej komorze w sta¬ nie rozpylonym. W tej odmianie wykonania wynalazku czesc wody zostaje odpedzona juz podczas reakcji tak, iz bezposrednio o- trzymuje sie produkty o wyzszej zawarto* sci czynnego tlenu. Jesli do rozpylania po¬ slugiwac sie strumieniem powietrza zimne¬ go, to sluzy on podczas reakcji jednoczesnie jako srodek oziebiajacy. Zaleznie jednak od rodzaju produktów reakcji, moze byc korzystne stosowanie powietrza, ogrzanego juz podczas reakcji, aby w ten sposób spor tegowac dzialanie odwadniajace powietrza.W zwiazku z wykonaniem procesu w dwóch lub wiekszej liczbie procesów czastkowych, kolejno po sobie nastepujacych, w pewnych okolicznosciach osiaga sie korzysc, polega¬ jaca na tern, ze suszenie specjalne produk¬ tów reakcji, przed dodaniem dalszych ilo¬ sci roztworu nadtlenku wodoru, mozna po¬ minac. Przez pózniejsze suszenie ochron¬ ne produktów mieszanych, np. przez rozpy¬ lanie lub na walcach, równiez i w tym przy¬ padku mozna jeszcze bardziej zwiekszyc stezenie i trwalosc produktów. — 3 —Wreszcie okazalo sie, ze sposób niniej¬ szy wraz ze wszystkiemi ulepszeniami, u- przednio opisanemi, nadaje sie korzystnie równiez do otrzymywania nadtlenków i nadzwiazków organicznych.Przyklad I. 10 kg sody wyprazonej, zmieszanej uprzednio z 200 g chlorku ma¬ gnezowego, wprowadza sie, energicznie mie¬ szajac, w reakcje ze 6,5 litra 40% wodnego roztworu nadtlenku wodoru, zawierajacego, jako dodatek, 5% szkla wodnego, przyczem roztwór nadtlenku wodoru doplywa stru¬ mieniem powolnym, tak iz H202 jest po¬ chlaniane przez sól w miare dodawania, a wywiazywanie sie ciepla jest slabe. Otrzy¬ muje sie produkt o 13% H202 z wydajno¬ scia tlenu, wynoszaca 98,75%. Zwiazek, otrzymany jako praktycznie suchy, natych¬ miast po zmieszaniu przeprowadza sie przez suszarke, suszaca powietrzem zimnem lub goracem. W ten sposób otrzymuje sie pro¬ dukt staly, zawierajacy 24% H2021 co od¬ powiada 86,2% Na2CO±i przyczem wydaj¬ nosc tlenu wynosi 95%.Przyklad II. 1 kg wapna palonego mie¬ sza sie starannie z 500 cm3 30% wodnego roztworu nadtlenku wodoru (zawierajacego 2% kwasu borowego), który dodaje sie stopniowo. Otrzymuje sie suchy produkt reakcji, w którym zawartosc H202 wynosi okolo 10%. Wydajnosc tlenu wynosi 80%.Po przejsciu przez suszarke z powietrzem zimnem lub goracem zawartosc H202 wzra¬ sta do 12%, co odpowiada 25,45% Ca02 przy wydajnosci 75%.Przyklad III. 1 kg tlenku magnezowego wprowadza sie w reakcje z 1000 cm3 30% wodnego roztworu nadtlenku wodoru (za¬ wierajacego 2% kwasu fosforowego), sta¬ rannie regulujac doplyw, i otrzymuje sie suchy produkt reakcji, powstajacy z wydaj¬ noscia 93% i zawierajacy 13% H202. Pod¬ czas suszenia w strumieniu powietrza za¬ wartosc nadtlenku wodoru wzrasta do 17%, co odpowiada 28,15% Mg021 przy wydajno¬ sci tlenu równej 90%.Przyklad IV. 20 kg sody wyprazonej, zmieszanej uprzednio z 300 g chlorku ma¬ gnezowego i 200 g soli kuchennej, wprowa¬ dza sie w reakcje z 14 litrami 40% roztwo¬ ru nadtlenku wodoru. Zarówno mieszanine stalej sody ze wspomnianemi dodatkami soli, jak i roztwór nadtlenku wodoru wpro¬ wadza sie zapomoca rozpylaczy, pracuja¬ cych powietrzem sprezonem, do bani po¬ wietrznej; wraz z roztworem nadtlenku wo¬ doru wprowadza sie jednoczesnie podczas reakcji 1000 cm3 roztworu szkla wodnego.Otrzymuje sie bezposrednio suchy produkt reakcji, zawierajacy okolo 17% H202, przy¬ czem wydajnosc tlenu wynosi 98,5 %. Jesli ten produkt mieszany obrabiac dalej w su¬ szarkach kanalowych albo w aparatach Biihlera przy pomocy powietrza sprezone¬ go, to otrzymuje sie produkt koncowy, za¬ wierajacy 24% H202, co odpowiada 86.2% Na2C04, przyczem wydajnosc tlenu w od¬ niesieniu do calego procesu wynosi 96%.Przyklad V. 10 kg ziarnistego bezwod¬ nego pyrofosforanu sodowego, zadanego u- przednio 10 g fluorku cyny, wprowadza sie w reakcje, wedlug przykladu IV, w bani po¬ wietrznej z 4 litrami 50% roztworu nad¬ tlenku wodoru, zawierajacego 1 % kwasu fosforowego. Otrzymuje sie bezposrodnio produkt suchy, zawierajacy okolo 14% H202 ze 100% wydajnoscia tlenu. Przy dal¬ szej obróbce powietrzem cieplem stezenie wzrasta do 20% H202 przy 98% wydajno¬ sci calkowitej.Przyklad VI. 20 kg sody wyprazonej, zmieszanej uprzednio z 700 g chlorku ma* gnezowego, wprowadza sie w reakcje z 12,5 litrami 40% roztworu nadtlenku wo¬ doru, zawierajacego 5% szkla wodnego.Reakcje mozna poprowadzic podobnie do procesu Humphries'a. Tak otrzymany pro¬ dukt suszy sie, np. w suszarce kanalowej albo strumieniowej w rodzaju szybko su¬ szacej suszarki Biihlera, ogrzanem powie¬ trzem (okolo 35°C). Otrzymuje sie produkt reakcji z zawartoscia 17% H202i z wydaj- — 4 —noscia tlenu, wynoszaca 99%. Produkt ten po dodaniu mieszaniny, skladajacej sie z 1 kg sody wyprazonej z 20 g kwasu cynowe¬ go, przerabia sie natychmiast jeszcze raz z 12,5 litrami 40% roztworu nadtlenku wo¬ doru. Po wysuszeniu otrzymuje sie produkt koncowy, zawierajacy 28% H202, z wydaj¬ noscia tlenu, równa 97 %. Nadweglan, otrzy¬ many w ten sposób, nie wykazal zadnego rozkladu po lezeniu dwumiesiecznym.Przyklad VII. 10 kg mocznika wprowa¬ dza sie w reakcje z 3 litrami 70% roztworu nadtlenku wodoru. Po wysuszeniu otrzymu¬ je sie produkt, zawierajacy 17% H202% ze 100% wydajnoscia. Przy dalszem trakto¬ waniu 3 litrami 70% roztworu nadtlenku wodoru otrzymuje sie z 98% wydajnoscia produkt, zawierajacy okolo 34% H202. Ja¬ ko stabilizatory stosuje sie alkohol i kwasy organiczne, przyczem alkohol wprowadza sie do roztworu nadtlenku wodoru, a stale kwasy organiczne wprowadza sie, jako do¬ mieszke, do mocznika. PL

Claims (7)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób otrzymywania wysokopro¬ centowych zwiazków nadtlenowych przez traktowanie tlenków metali albo soli wod¬ nym roztworem nadtlenku wodoru, zna¬ mienny tern, ze suche tlenki metali albo sole bezwodne miesza sie z ograniczonemi ilo¬ sciami roztworu nadtlenku wodoru tak, aby nawet przejsciowo nie powstawala miesza¬ nina wilgotna, a nastepnie w produkcie, o- trzymanym bezposrednio w postaci stalej, jeszcze bardziej obniza sie zawartosc wody przez suszenie ochronne w prózni, odwad¬ nianie w strumieniu powietrza, korzystnie natychmiast, w kazdym zas razie przed calkowitem zwiazaniem cieczy, dzieki cze¬ mu zwieksza sie zawartosc czynnego tlenu oraz trwalosc produktu.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tern, ze do stalego albo do cieklego skladni¬ ka reakcji, albo do obydwu tych skladni¬ ków, dodaje sie stabilizatorów albo wy¬ twarza sie je podczas reakcji z odpowied¬ nich dodatków.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, zna¬ mienny tern, ze jedna i te sama ilosc stale¬ go materjalu wyjsciowego wprowadza sie w reakcje w kilku bezposrednio po sobie nastepujacych procesach czastkowych z dodatkowemi ilosciami roztworu nadtlenku wodoru, przyczem produkt reakcji z po¬ przedniego procesu czastkowego przed dal¬ szym ciagiem obróbki odwadnia sie kazdo¬ razowo tak, aby mógl on pochlaniac dalsze ilosci nadtlenku wodoru, a nastepnie steze¬ nie otrzymanego produktu koncowego zwieksza sie, ewentualnie, jeszcze bardziej przez odwodnienie ochronne.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 3, znamien¬ ny tern, ze do juz przereagowanego produk¬ tu mieszanego, przed dodaniem dalszych ilosci nadtlenku wodoru albo po dodaniu nadtlenku wodoru, albo jednoczesnie z do¬ dawaniem nadtlenku wodoru dodaje sie równiez swieze ilosci stalego materjalu wyj¬ sciowego, ewentualnie wraz z dodatkowemi ilosciami stabilizatorów.
5. 5. Sposób wedlug zastrz. 1 do 4, zna¬ mienny tern, ze na staly materjal wyjsciowy albo na swiezo otrzymane produkty reak¬ cji dziala sie roztworem nadtlenku wodoru w postaci rozpylonej.
6. 6. Sposób wedlug zastrz. 5, znamien¬ ny tern, ze zarówno roztwór nadtlenku wo¬ doru, jak i materjaly stale wdmuchuje sie do komory reakcyjnej, np. zapomoca dysz rozpylajacych.
7. 7. Sposób wedlug zastrz. 1 — 6, zna¬ mienny tern, ze stosuje sie go do wytwarza¬ nia organicznych soli oraz zwiazków nad¬ tlenowych. ó s ter rei chi s che Chemische Werke Gesellschaft m. b. H. Zastepca: M. Skrzypkowski, rzecznik patentowy. Druk L. Boguslawskiego i Ski, Warszawa. PL