DK148628B - Fremgangsmaade til fremstilling af natriumpercarbonat - Google Patents

Description

148628

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til fremstilling af natriumpercarbonat. Nærmere bestemt angår opfindelsen en forbedring af fremgangsmåden til fremstilling af natriumpercarbonat med formlen 2 Ν32θΟ^/ 3 ved indvirk ning af hydrogenperoxid på natriumcarbonat.

I dansk patentskrift nr. 141 994 angives en fremgangsmåde til fremstilling af natriumpercarbonat, der i det væsentlige svarer til ovennævnte formel, ved indvirkning af 60-80 vægt-procentig hydrogenperoxid på natriumcarbonat, og ved denne fremgangsmåde vælges det anvendte natriumcarbonat blandt 2 148628 natriumcarbonatmonohydrat og hydratiseret natriumcarbonat indeholdende 75-90 vægtprocent · Det er specielt ønske ligt for de påtænkte anvendelser af det fremstillede natrium-percarbonat, især i vaskepulvere, at dette har en god slagstyrke og slidstyrke samt en tilsyneladende massefylde på ca.

0,6-1 g/cm og en middeldiameter på ca. 210-610 pm. For at opnå de nævnte egenskaber og dimensioner er det ifølge den herfra kendte fremgangsmåde nødvendigt at anvende et natriumcarbonat med en tilsyneladende massefylde på 0,450-0,750 g/cm^ og en middeldiameter på 200-450 pm. Det faktum, at man er nødt til at gå ud fra et natriumcarbonat med en så lav tilsyneladende massefylde involverer begrænsninger ved fremstillingen af natriumcarbonatmonohydrat .

Fra den kendte teknik skal endvidere nævnes fremgangsmåden i-følge britisk patentskrift nr. 1 484 957, hvor der imidlertid, til fremstilling af natriumpercarbonat anvendes et anionisk organisk overfladeaktivt middel og ikke et ikke-ionisk middel.

Endvidere henvises til tysk fremlæggelsesskrift nr. 2 609 039, ifølge hvilket natriumpercarbonat fremstilles ved omsætning mellem natriumcarbonat og en vandig opløsning af hydrogen-peroxid, idet natriumpercarbonat-krystallerne bringes til udfældning fra reaktionsmediet ved, at man arbejder i nærvær af et chelateringsmiddel, som fører til et uopløseligt che-lat, og et overfladeaktivt middel. I modsætning til den foreliggende opfindelse virker det anvendte overfladeaktive middel først, efter at natriumpercarbonatet allerede er blevet dannet, ved at dispergere chelateringsmidlet, som skal stabilisere det udfældede natriumpercarbonat i krystalform.

En økonomisk metode til fremstilling af nævnte monohydrat er at carbonatisere kommerciel 48% NaOH med rensede forbrændingsgasser indeholdende ca. 12 volumenprocent CC^. På den ene side er det fordelagtigt at opnå et højt optagelsesudbytte for CO2 under denne carbonatiseringsbehandling, idet man på denne måde kan formindske størrelsen af gasrensningsanlægget og kompressoren til indsprøjtning af gasserne i carbonatiseringsanlægget.

3

U852S

På den anden side giver carbonatisering af 48% NaOH samtidig anledning til udfældning af carbonatmonohydrat under de sædvanlige temperatur- og trykbetingelser, hvilket muliggør, at man kan udnytte reaktionsvarmen til fjernelse af overskydende vand. En af betingelserne for at man kan opnå et højt optagelsesudbytte for C02 er, at opløsningen i carbonatiserings-apparatet indeholder et overskud af frit natriumhydroxid.

Under disse betingelser er det monohydratiserede carbonat, der udfælder, i form af meget kompakte krystaller, hvis til- 3 syneladende massefylde når og overskrider 1,2 g/cm , og som ikke er særligt reaktive over for

Det har nu overraskende vist sig, at en tilsætning af små mængder ikke-ionisk overfladeaktivt middel muliggør en udnyttelse af monohydratiseret natriumcarbonat med en tilsyneladende mas-sefylde, der kan nå og kan overskride 1,2 g/cm ved fremstilling af natriumpercarbonat med de efterstræbte karakteristika: god slagstyrke og slidstyrke, tilsyneladende massefylde 0,6-1 g/cm og middeldiameter på 250-610 jim i et godt udbytte.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen til fremstilling af natriumpercarbonat med formlen 2 Na2C03, 3 H202 ved omsætning mellem 60-80 vægt-% hydrogenperoxid og natriumcarbonat-monohydrat eller natriumcarbonathydrat indeholdende 75-90 vægt-% Na2CC>3 er ejendommelig ved, at omsætningen gennemføres i nærvær af 200-500 ppm, beregnet på det dannede natriumpercarbonat, af et ikke-ionisk overfladeaktivt middel, som eneste additiv, der er stabilt over for koncentrerede hydrogenperoxidopløsninger og basiske natri-umcarbonatopløsninger.

Det overfladeaktive middel kan for eksempel sættes til hydrogen-peroxidet, eller det kan også anvendes til at imprægnere det som udgangsmateriale anvendte carbonat.

Man kan anvende ethvert ikke-ionisk overfladeaktivt middel, der er stabilt over for på den ene side koncentrerede hydrogenperoxidopløsninger og på den anden side basiske natriumcarbonat-opløsninger.

4 148828

Hvis det ikke-ioniske overfladeaktive middel indføres i hydro-genperoxidopløsningen, vil opløsningen indeholde tilnærmelsesvis 0,5-1 g/1 overfladeaktivt middel.

Tilsætningen af det ikke-ioniske overfladeaktive middel ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen gør det muligt at opnå et udbytte over 90% ved fremstilling af natriumpercarbonat ved omsætning af ^2°2 mec^ natriumcarbonatmonohydrat med en tilsyneladende massefylde af størrelsesordenen 1,2 g/cm^, mens udbyttet uden tilsætning af overfladeaktivt middel er nul ved anvendelse af et sådant udgangsmateriale.

Opfindelsen illustreres nærmere ved nedenstående eksempler, hvor eksempel 1 og 4 er sammenligningseksempler.

EKSEMPEL 1

Kontrolforsøg (uden tilsætning af overfladeaktivt middel).

500 g natriumcarbonatmonohydrat med en tilsyneladende masse- 3 fylde pa 0,985 g/cm indførtes i en laboratorie-planetblander, forsynet med en skovl, der roterede med 150 o/min, og en dobbelt kappe, hvorigennem man cirkulerede vand, der var termo-statiseret til 30°C.

I løbet af en halv time tiliedtes hydrogenperoxid med et indhold på 68 vægtprocent i den beregnede mængde til fremstilling af et produkt med formlen 2 Na^O^, 3 HjOj.

Det opnåede natriumpercarbonat, som indeholdt 12,29% aktivt oxygen, havde en tilsyneladende massefylde på 0,768 g/cm^ og en middeldiameter på 600 pm. Udbyttet, beregnet på ved fremstillingen, var 80,3%.

* 5 148628 EKSEMPEL 2 og 3

Tilsætning_af_ikke-ionisk_overfladeaktivt_middel_i_H202i

Man gik frem analogt med eksempel 1, idet man dog tilsatte 1 g/1 ikke-ionisk overfladeaktivt middel til det som udgangsmateriale anvendte hydrogenperoxid.

De opnåede resultater er anført i nedenstående tabel X.

De anvendte overfladeaktive midler i eksemplerne 2 og 3 havde formlen:' HO - (CH2 - CH2 - 0)m - (CH - CH2 - 0)n - (CH2 - CH2 -0)mH

ch3

Det i eksempel 2 anvendte middel, der forhandles under betegnelsen "Pluronic'S'L 61", havde en middelmolekylvægt for den hydrofobe del af kondensatet (propylenoxid) på 1.750, mens den totale middelmolekylvægt er 2.000, og det gennemsnitlige indhold af ethylenoxid er 10%.

Det overfladeaktive middel, der anvendtes i eksempel 3, og som forhandles under betegnelsen "Pluronic®L 62" havde en middelmolekylvægt for den hydrofobe del af kondensatet (propylenoxid) på 1.750, en total middelmolekylvægt på 2.500 og et gennemsnitligt indhold af ethylenoxid på 20%.

TABEL I

Indhold af Udbytte Karakteristik for det aktivt oxy- beregnet opnåede produkt Overfladeaktivt gen i per- på H202 TilByneia-1 Hlddel-Eks. middel carbonatet dende ms_ diameter A % sefylde, g/cnr jxm 2 "Pluronic®L6l" 14,21 96,1 0,756 215 3 "Pluronic®L62" 14,37 93,9 0,760 235 6 148628 EKSEMPEL 4

Kontrolforsøg

Man anvendte blanderen fra eksempel 1 og de samme mængder car-bonat og hydrogenperoxid. Temperaturen holdtes ved 30 °C.

Der anvendtes et natriumcarbonatmonohydrat med en tilsyneladen- 3 de massefylde pa 1,15 g/cm og tilsattes en 68 vægtprocentig hydrogenperoxid. Reaktionsblandingen dekomponerede fuldstændigt, da 2/3 af den støkiometriske mængde H2°2 var EKSEMPEL 5-8

Tilsætning af ikke-ionisk overfladeaktivt middel til natrium-carbonatet.____

Man gik frem som i eksempel 4, idet man dog imprægnerede det anvendte natriumcarbonat med et ikke-ionisk overfladeaktivt middel.

Imprægneringen af carbonatet foretoges ved at tilsætte en 5% vandig opløsning af det overfladeaktive middel.

Tilsætningen af den støkiometriske mængde 68% skete i løbet af 50 minutter.

De opnåede resultater er anført i nedenstående tabel II.

TABEL II

i ’ Indhold af Udbytte Karakteristik af det j aktivt oxy- beregnet opnåede produkt j °Ver£“iVt fSbonir På H2°2 ^li'^ela- Middel- ‘ bks. carbonat % tlfyl™*' ******** · I g/cm^ um •-:-;-----1 i 5 :"Ukanil® 85" 13,56 96,5 0,674 560 6 "Tetronic® 901" 13,49 97,5 0,707 335 7 "Pluronic^^" 14,00 95,5 0,697 420 8 j(A) 12,47 96,2 0,773 310 j 148628 7

Det i eksempel 5 anvendte overfladeaktive middel er et produkt med formlen: R - 0(CH2 - CH20)nH. Det fremstilles ved polykon-densation af ethylenoxid med en ligekædet alkohol med et indhold på 50% (- 2%) Cg og 50% (ί 2%) Cir Det har et ethylenoxidind-hold pr. molekyle på ca. 72%.

Det forhandles kommercielt af ansøgeren under handelsnavnet "Ukanil ® 85".

Det i eksempel 6 anvendte overfladeaktive middel har formlen

H(C2H40) (C,H60)x /«W»* (C2H40)yH

\ / N - CH, - CH9 - Ν' / \

H(C2H40)y (C3H60)/ (C3H6°)x <C2H4°)y H

Molekylvægten af dets hydrophobe del er mellem 3.500 og 4.000, og det indeholder ca. 10% ethylenoxid. Det forhandles kommercielt under betegnelsen "Tetronic ® 901.

Det i eksempel 7 anvendte overfladeaktive middel er "Pluronic ® L 62", der også anvendtes i eksempel 3.

Det i eksempel 8 anvendte overfladeaktive middel er et produkt opnået ved polykondensation af ethylenoxid og propylenoxid på en ligekædet Cg- og C^-alkohol.

Det har formlen (A):

RO (CIL> - CH - 0)o - (CH, - CHL - 0)- H

2 I 8 2 2 5 (a) CHj hvor R betegner radikalet af den nævnte alkohol.