DK141994B - Fremgangsmåde til fremstilling af natriumperarbonat. - Google Patents

Description

\Ra/ (11) FREMLÆGGELSESSKRIFT 1M99*+ DANMARK <«> intci.· o o? c 15/10 «(21) Ansøgning nr. 59^1 /74 (22) Indleveret den 19· ^974 (23) Løbedag 19· Jul. 1974 (44) Ansøgningen fremlagt og

fremlæggelsesskriftet offentliggjort den 4 · SUg · 1 S&J

Dl REKTORATET FOR

PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET (3°) Prioritet begæret fra den

20. jul. 1973* 7326674, PR

(71) PRODUITS CHIMIQUES UGINE KUHLMANN, 25, Boulevard de 1* Amir al Bruix, "Far is 16, PR.

(72) Opfinder: Paul Felix Pierre Mollard, 58 chemin de la Croix Pivort, 69HO Sainte Foy les Lyon, FR: LouTs Gregoire Mesaros, 7, Grande Rue, 696ΟΟ Dallins, FR.

(74) Fuldmægtig under sagens behandling:

Ingeniørfirmaet Hofman-Bang & Boutard.

(54) Fremgangsmåde til fremstilling af natriumpercarbonat.

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til fremstilling af natriumpercarbonat, der i det væsentlige svarer til formlen 2Na2C0^, 5H202 ved indvirkning af 60-80 vsegt-9é hydrogenperoxid på natriumcarbonat, og fremgangsmåden ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at der anvendes natrium-carbonat-monohydrat eller hydratiseret natriumcarbonat indeholdende 75-90 vægt-% natriumcarbonat.

Der er foreslået talrige fremgangsmåder til fremstilling af natriumpercarbonat. Således beskrives i tysk patentskrift nr. 560.460 en fremgangsmåde under anvendelse af 30% hydrogenperoxid og natriumcarbonat-monohydrat, der fører til natrium-percarbonater med formlen (Na2C0^, Η20)χ, (H202)y· ^enne fremgangsmåde nødvendiggør iøvrigt en afkøling af reaktions-blandingen til en temperatur på under 5°C.

2 141994 l· ! I belgisk patentskrift nr. 446.540 anvendes natriumcarbonat-decahydrat og k0% hydrogenperoxid som udgangsmaterialer i nærværelse af magnesiumsalte, natriumsilicat og natriumchlorid, I fransk patentskrift nr. 1.171.464 fremstilles et natriumper-carbonat indeholdende krystalvand, idet der anvendes et inert organisk fortyndingsmiddel.

I fransk patentskrift nr. 2.076.430 anvendes der som udgangsmateriale 20% hydrogenperoxid og natriumcarbonat i vandigt medium i nærværelse af mikroorganismer. Reaktionen gennemføres i fluidise-ret leje ved en temperatur på ca. 50° C i nærværelse af luft, der indblæses i apparatet ved en temperatur på mindst 110° C, Det således opnåede natriumpercarbonat svarer til formlen 2Na2C0^, 3H2Q2, Dets indhold af aktivt oxygen overskrider ikke 14,8 vægtpct.

Endelig anvendes i fransk patentskrift nr. 2.098.191 vandfrit natriumcarbonat, der fluidiseres med luft og bringes i nærvær af 65% hydrogenperoxid. Reaktionstiden ved denne fremgangsmåde er meget lang, og i eksemplerne fremgår totale reaktions- og tørringstider på 13 h 10 min, 6 h 45 min,4hog 1 h 20 min. Temp er a tpr en af den flui-diserende gas skal holdes på 55-70° C.

Disse kendte fremgangsmåder er alle behæftet med ulemper:

Fremgangsmåden ifølge tysk patentskrift nr. 560.460 nødvendiggør en kraftig afkøling af reaktionsblandingen og fører ikke til et natriumpercarbonat uden krystalvand. Fremgangsmåden ifølge belgisk patentskrift nr. 446.540 kræver anvendelse af talrige additiver, og fremgangsmåden ifølge fransk patentskrift nr. 1.171.464 kræver anvendelse af et organisk fortyndingsmiddel og fører kun til et hydratiseret natriumpercarbonat. Fremgangsmåden ifølge fransk patentskrift nr. 2.076.430 er besværlig at udføre i praksis, eftersom det nødvendiggør anvendelsen af en reaktionstemperatur væsentligt over omgivelsestemperaturen, og endelig nødvendiggør fremgangsmåden ifølge fransk patentskrift nr. 2.098.191 reaktions- og tørringstider, der kan være meget lange, og eftersom det vandfri car-bonat, der anvendes som udgangsmateriale, er af let aske-typen, svarer det ved fremgangsmåden opnåede natriumpercarbonat ikke til de 3 141994 krav, der stilles af vaskemiddelfabrikanter.

Formålet med den foreliggende opfindelse er at angive en simpel og effektiv fremgangsmåde, der ikke er behæftet med ulemperne ved den kendte teknik, og som fører til et natriumpercarbonat, der ikke indeholder krystalvand og har en god modstandsdygtighed mod nedslidning samt en tilsyneladende massefylde og en middeldiameter, der kan reguleres, som funktion af egenskaberne ved udgangscarbonatet.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er især baseret på den uventede iagttagelse, at mens bindingen af 60-80 vægtpct. hydrogenperoxid på vandfrit natriumcarbonat var meget vanskelig, så blev den tværtimod ekstrem let på natriumcarbonat - monohydrat eller hydratiseret natriumcarbonat indeholdende 75-90 vægtpct. ^200^ · Selvom den totale mængde vand, der skal fjernes, i det væsentlige fordobles, når man i den støkiometriske blanding med hydrogenperoxid med det ovennævnte koncentrationsinterval erstatter det vandfri natriumcarbonat med monohydratet, konstaterer man det uventede resultat, at der med vandfrit carbonat efter 1 time ved omgivelsestemperaturen opnås en meget fugtig blanding, der har en tendens til at opvarmes og miste det aktive oxygen, mens der med natriumcarbonat - monohydrat under samme betingelser opnås en blanding, der består af kom, der hænger meget let sammen indbyrde s, og som tørrer meget let uden tab af aktivt oxygen. Det har ligeledes vist sig, at anvendelsen af vandfrit carbonat, der forinden er hydratiseret, fører til ligeså tilfredsstillende resultater som de, der opnås med natriumcarbonat -monohydrat, idet anvendelsen af vandfrit carbonat med indføring af en mængde vand svarende til kry s tal vandet i hydrogenperoxidet, dvs. ved fortynding af dette, fører til endnu ringere resultater end de, der observeres ved vandfrit carbonat og hydrogenperoxid, der ikke forud er fortyndet.

Den foreliggende opfindelse angår således en fremgangsmåde til fremstilling af natriumpercarbonat, der i det væsentlige svarer til formlen 2^200^, 31^2, ved indvirkning af 60-80 vægt-96 hydrogenperoxid på natriumcarbonat, og fremgangsmåden er som nævnt ejendommelig ved, at det anvendte natriumcarbonat vælges blandt natriumcarbonat-monohydrat (Na2C0^, HgO) og hydratiseret natriumcarbonat indeholdende 75-90 vægtpct. Na2C0^. Reaktionen gennemføres ved omgivelsestemperaturen i et apparatur, der muliggør en tilstrækkelig i ^ 141994 sammenblanding af bestanddelene, f.eks. i et blandingsorgan eller et fluidiseret leje. Reaktionstiden er ca. 1/4-1/2 time. Det sker, at det percarbonat, der udtages af apparatet, endnu indeholder en vis mængde fugtighed, men denne er ikke generende, eftersom en simpel lufttørring ved omgivelsestemperaturen fører til det ønskede produkt uden vandindhold.

Det ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen fremstillede natriumpercar-bonat har et indhold af aktivt oxygen, der kan overstige 15,3 vægtpct. Det har en udmærket slagstyrke og slidstyrke. Som nævnt ovenfor er det muligt i en vis udstrækning at regulere den tilsyneladende massefylde og middeldiameteren af percarbonatet ved at ændre egenskaberne ved udgangscarbonatet.

Idet man f.eks. går ud fra natriumcarbonat med en tilsyneladende massefylde på 0,450-0,750 g/cwP og en middeldiameter Øm på 200-450^im, kan man opnå natriumcarbonat med en tilsyneladende massefylde på 0,610-0,920 g/cm·^ og en middeldiameter på 250-6l0yam. Den tilsyneladende massefylde og middeldiameteren af udgangsmaterialet og af det opnåede percarbonat varierer således i samme retning, alt andet lige.

Det som udgangsmateriale anvendtenatriumcarbonat kan være temmelig urent, Det.kan f.eks. indeholde en mængde natriumsulfat af størrelsesordenen 14%, uden at det i nævneværdig grad influerer på de fysiske karakteristika (granulometri, tilsyndeladende massefylde, slagstyrke og slidstyrke) af det opnåede produkt.

Man anvender fortrinsvis hydrogenperoxid og natriumcarbonat i støkiometriske mængder.

I cfet tiliæLde, at natriumcarbonatet, der anvendes som udgangsmateriale, mindre let binder hydrogenperoxidet,må man reducere mængden af dette f.eks,. med 5%.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen illustreres nærmere ved nedenstående eksempler.

EKSEMPEL 1

En fluidiseringsreaktor med en diameter på 100 mm fyldes med 150 g 5 141994 natriumcarbonat- monohydrat,opnået ved krystallisation fra vand, med følgende egenskaber:

- tilsyneladende massefylde 0,620 g/cwP

- middeldiameter 340^m - indhold af Na2C0^ 83,4 vægtpct.

Der tilledes dråbevis i løbet af 97 minutter 70 ml 67,1 vægtpct. hydrogenperoxid.

Der opsamles 183 g percarbonat indeholdende 15,1% aktivt oxygen og mindre end 1% vand. Den tilsyneladende massefylde er 0,724 g/ cm^ og middeldiameteren 250yum. Udbyttet, beregnet på H202,var 97,3%.

EKSEMPEL 2 I en laboratorieælter anbringes 500 g natriumcarbonat - monohydrat identisk med det i eksempel 1 anvendte. Der tilledes dråbevis på to modstående punkter i æltningsbeholderen 246 ml 63»6% hydrogenperoxid i løbet af 60 minutter. Under operationen holdes blandingens overflade i bevægelse ved gennemblæsning af 60 l/minut luft ved 2p° C, der indsprøjtes gennem en perforeret krone. Temperaturen overskrider ikke 20° C.

Fra æltningsorganet udtages et produkt bestående af fugtige korn, der let separeres og indeholder mindre end 10 vægtpct. vand.

Produktet tørres let ved at udsprede det på en glasplade, der overblæses med luft fra omgivelserne. Således opnås 620 g natriumper-carbonat indeholdende 66,70% Na2C0^ og 32,13% H202 (15»12% aktivt oxygen). De fysiske egenskaber var: - tilsyneladende massefylde 0,733 g/cm^ - middeldiameter 54-0yum f* 7kjx 1,3% ^ y* 710^p. 21,3% ) Mængden af fine partikler ( 53Ji) dannet ved slid under den 6 141994 pneumatiske transport var 1,5%·

Udbyttet beregnet på H202 var 99,2%.

EKSEMPEL 5

Der fremstilles natriumcarbonat - monohydrat ved carbonatisering af en sodalud med forbrændingsgasser fra tung fuelolie, der ikke er renset for SO^· Modervæskerne indeholdt 30 g/1 natriumsulfat.

Det som udgangsmateriale anvendte carbonat havde følgende fysiske egenskaber: - tilsyneladende massefylde 0,720 g/cm^ - middeldiameter 550yum.

Man gik frem som i ovennævnte eksempel 2, idet man anvendte de samme mængder natriumcarbonat og hydrogenperoxid med samme koncentration. Reaktionstiden var 60 minutter. Man opnåede natrium-percarbonat indeholdende 65,6% Na^CO^ og 30,8% H202 (14,5% aktivt oxygen). De fysiske egenskaber var følgende: - tilsyneladende massefylde 0,783 g/cnr’ - middeldiameter 520yum.

Udbyttet, beregnet på H202,var 98%.

EKSEMPEL 4

Man fremstillede natriumcarbonat ved anvendelse af modervæsker, der var identiske med eksempel 3, hvori man havde ladet natriumsul-fatk one entr at ionen stige frivilligt til udfældning af forbindelserne 2Na2S0^, Na2C0^ og Na2C0^, H20.

Det anvendte natriumcarbonat - monohydrat indeholdt således 13,8 vægtpet. Na2S0^ og 74,6 vægtpet. Na2C0^.

De fysiske egenskaber var: 7 141994 - tilsyneladende massefylde 0,610 g/cm^ - middeldiameter 6l0yum.

Dette carbonat behandles med HgOg under betingelser som angivet i eksempel 2.

Man opnår natriumpercarbonat indeholdende 13»1$ aktivt oxygen med en tilsyneladende massefylde på 0,765 g/cm^ og en middeldiameter på 4l0yum.

Udbyttet beregnet på H202 var 97,9%.

EKSEMPEL 5

Man fremstillede natriumcarbonat ved krystallisation fra vand ved at variere omrøringshastigheden under fældningen. Omrøringshastigheden reduceredes med 50% og fordobledes derpå. Man kunne således opnå natriumcarbonat - monohydrat med variable fysiske karakteristika: tilsyneladende massefylde på 0,522-0,811 g/qm^ og middel-diameter på 330-520yum.

Man binder hydrogenperoxidet på natriumcarbonatet ved æltning i 60 minutter, som angivet i eksempel 2.

Der opnås natriumpercarbonat indeholdende 15% aktivt oxygen med et udbytte beregnet på H202 på over 96% i alle tilfældens. De fysiske egenskaber ved det opnåede natriumpercarbonat varierede for den tilsyneladende massefylde mellem 0,671 og 0,804 g/cm^, og for middeldiameteren mellem 250 og 510yum.

EKSEMPEL 6

Man fremstillede natriumcarbonat - monohydrat ved tilsætning af vand til vandfrit natriumcarbonat med meget høj massefylde (1,09 g/cm^) og middeldiameter på 335yum i et æltnings organ.

Til det samme apparat sattes i løbet af 60 minutter 70% hydrogen-peroxid, idet den tilsatte mængde sænkedes med 5%.

Man opnåede natriumcarbonat indeholdende 13,9% aktivt oxygen, med