Спосіб одержання перкарбонату натрію

1. Спосіб одержання перкарбонату натрію шляхом реакції взаємодії карбонату натрію та пероксиду водню, який відрізняється тим, що реакцію взаємодії супроводжують продувкою зони реакції повітрям з питомою витратою 1-8м 3/кг продукту. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що подачу пероксиду водню на взаємодію здійснюють рівномірно по всій площі зони реакції в кількості, пропорційній заданій продуктивності. (19) (21) a200509246 (22) 03.10.2005 (46) 10.06.2008, Бюл.№ 11, 2008 р. (72) МОЛЧАНОВ ВОЛОДИ МИР ІВАНОВИЧ, U A, АННОПОЛЬСЬКИЙ ВОЛОДИМИР ФЕДОРОВИЧ, UA, ЛЕВИЦЬКИЙ ВОЛОДИМИР АН АТОЛІЙОВИЧ, UA, БУРІН ВІКТОР ЛЕОНТІЙОВИЧ, U A, ФРУМІН ВІТАЛІЙ МОІСЕЙОВИЧ, UA (73) ДЕРЖАВНИЙ НАУКОВО-ДОСЛІДНИЙ ТА ПРОЕКТНИЙ ІНСТИТУТ ОСНОВНОЇ ХІМІЇ, U A (56) UA 45021 A, 15.03.2002 SU 242858, 05.05.1969 3 83030 Процес утворення перкарбонату натрію супроводжується виділенням великої кількості тепла за реакціями: Nа2СО3 + 1,5Н2O 2 = Nа2СО3 • 1,5Н2 О2 + Q1 Na2CO3 + Н2О = Nа2СО3 • Н2 О + Q2 Nа2СО3 • Н2О + 1,5Н2 O2 = Nа2СО 3 • 1,5Н2О 2+ Н2О + Q 3 Під час перегріву реакційної суміші готовий продукт - перкарбонат натрію розкладається також з виділенням тепла: Na2CO3 • 1,5Н2O 2 = Nа2СО3 + 1,5Н2О + 0,75O2 + Q4 Для виключення перегріву реакційної суміші процес взаємодії карбонату натрію та перекису водню необхідно здійснювати при відведенні тепла за допомогою випарного охолодження в процесі продування повітря крізь реакційну суміш. Під час проходження атмосферного повітря крізь рухомий шар реагуючих матеріалів частина вологи, що міститься в реакційній суміші, випаровується, забираючи при цьому велику кількість тепла, що дає можливість значно підвищити продуктивність установки без збільшення її розмірів. При цьому досягається вилучення частини вологи з матеріалу вже на стадії взаємодії реагентів, що дає можливість зменшити витрати енергії в подальшому сушінні готового продукту. При підвищенні продуктивності процесу виникає проблема рівномірного розподілу зони реакції по всьому обсягу реактора, аби не допустити місцевого перегріву. Тому перекис водню подають до реактора для взаємодії з карбонатом натрію крізь рівномірно розподілені по площі реактора форсунки, кількість яких забезпечує підтримання температури в зоні реакції, що розташована безпосередньо в шарі матеріалу під форсункою, не вище 65°С. Якщо всю кількість перекису водню подавати крізь недостатню кількість форсунок, наприклад, крізь одну, в шарі матеріалу, що розташований безпосередньо під форсункою, реакція проходитиме бурно, з виділенням великої кількості тепла, температура підніметься вище 65°С і буде відбуватись розклад продукту. Крім того, надмірно зволожений матеріал утворює крупні агломерати, подальша переробка яких (сушіння, подрібнення) утр уднена. Спосіб здійснюють таким чином. У змішувач-реактор завантажують кальциновану соду і подають розчин перекису водню. Крізь змішувач пропускають атмосферне повітря з питомою витратою 1-8м 3/кг продукту, що дає змогу підтримувати середню температуру всередині змішувача не ви ще 50°С. Кількість форсунок, за допомогою яких подається перекис водню, забезпечує підтримання температури в зоні реакції не вище 65°С. До утвореної суміші додають ретур частину готового продукту. Вологий продукт подають на сушіння і класифікацію. 4 Спосіб пояснюється такими прикладами. Приклад 1. Процес одержання перкарбонату натрію в безперервному режимі здійснюється в каскаді з одного або двох послідовно встановлених змішувальних апаратів та сушарки. До змішувача подають 44кг/год кальцинованої соди, 40кг/год перекису водню (концентрація 50%) та 28кг/год ретура. До патрубка на кришці приєднують вентилятор, за допомогою якого крізь змішувач пропускається атмосферне повітря з об'ємною витратою 252м 3/год. (4м 3/кг готового продукту). Кількість форсунок, за допомогою яких подається перекис водню - 2шт. Температура реакційної суміші всередині змішувача становить 40°С. Температура в зоні реакції, розташованої безпосередньо в шарі матеріалу під форсункою, 50°С. Вологий продукт надходить на сушіння до пневматичної сушарки. Висушений продукт поділяється на фракції на віброситі. Частина продукту повертається до змішувача як ретур. Продукт із вмістом активного кисню 14,0% пакується. Продуктивність установки становить 63кг/год. Решту прикладів здійснення способу одержання перкарбонату натрію в безперервному режимі за запропонованим способом і за прототипом подано в таблиці. Як видно з наведених прикладів максимальна продуктивність установки досягається в межах, що заявляються (приклади 1-3). При виході із меж, що заявляються, продуктивність знижується.За умов зменшення питомої витрати повітря, що пропускається крізь змішувач, менше 1м 3/кг продукту (приклад 4), випарного охолодження стає недостатньо для відведення тепла, що виділяється в ході реакцій, перкарбонат натрію починає розкладатися, і вміст активного кисню в продукті падає. За умов збільшення питомої витрати повітря, що пропускається крізь змішувач, більше 8м 3/кг продукту (приклад 5), починається винос частинок реагентів і крапельок перекису водню із зони реакції, продуктивність установки і вміст активного кисню в продукті зменшується. Для цього типу реактора і встановленої продуктивності оптимальним є застосування двох форсунок, крізь які подається до реактора перекис водню. При цьому забезпечується підтримання температури в зоні реакції, що розташована безпосередньо в шарі матеріалу під форсункою, в діапазоні 45-60°С. У випадку зменшення кількості форсунок до однієї (приклад 6) температура в зоні реакції підвищується до 70°С, відбувається частковий розклад перкарбонату натрію, і вміст активного кисню в продукті знижується до 13,0%. Техніко-економічні переваги способу, що заявляється, у порівнянні з відомим полягають у підвищенні продуктивності виробництва перкарбонату натрію. 5 83030 6 Таблиця Приклади здійснення способу одержання перкарбонату натрію в безперервному режимі Умови здійснення процесу ПродуктивВитрата Масова ність устаноповітря Питома При- Кальци- ПереСередня Кількість Температура частка ак- вки по готоклад нована кис Ретур, на про- витрата темпера- форсу- в зоні реак- тивного вому кг/год дувк у повітря, № кисню в сода, водню, тура, нок, ції, продукту, реакто- м 3/кг продукті, % кг/год кг/год °С шт. °С кг/год ра, продукту 3 м /год 1 44 40 28 5 4 40 2 50 14,0 63 2 44 40 28 0,5 1 50 2 60 14,0 63 3 44 40 28 20 8 30 2 45 14,0 63 вихід 4 за 5 межі 6 44 44 44 40 40 40 28 28 28 0,1 30 5 0,5 10 4 60 25 40 2 2 1 70 50 70 13,0 13,2 13,0 63 40 63 за прототипом 22 20 14 0 0 40 1 65 14,0 31,5 Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601