DE1792273B1 - Process for the preparation of alkali perborates and percarbonates - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Alkaliperboraten und -percarbonaten durch Umsetzung von geeigneten Alkaliverbindungen mit einem Träger für den aktiven Sauerstoff und Sprühtrocknung des Umsetzungsproduktes. Die Alkaliperborate und -percarbonate, nach neuerer Nomenklatur Alkaliperoxoborate und Alkalicarbonatperoxohydrate genannt, finden in großem Umfange Anwendung zur Herstellung von pulverförmigen Wasch-, Bleich- und Reinigungsmitteln.The invention relates to a process for the preparation of alkali perborates and percarbonates by reacting suitable alkali compounds with a carrier for the active oxygen and spray drying of the reaction product. The alkali perborate and percarbonates, according to more recent nomenclature alkali peroxoborates and alkali carbonate peroxohydrates called, are widely used for the production of powder detergents, Bleaches and detergents.

Für die Herstellung von pulverförmigen Wasch-, Bleich- und Reinigungsmitteln wird vorwiegend das Sprühtrocknungsverfahren angewendet. Bei diesem Verfahren wird ein Sprühansatz, bestehend aus einer - wäßrigen Lösung der waschaktiven Substanzen, Waschhilfsmittel und Zusatzstoffe, durch eine Sprüheinrichtung in einem Turm zerstäubt. In den Sprühturm wird heiße Luft eingeblasen, um überschüssiges Wasser zu entfernen. -Man erhält ein trockenes, voluminöses Pulver, das sogenannte Sprühgut.For the production of powder detergents, bleaches and cleaning agents the spray drying process is mainly used. In this procedure, a spray, consisting of an - aqueous solution of the active washing substances, Washing aids and additives, atomized by a spray device in a tower. Hot air is blown into the spray tower to remove excess water. -The result is a dry, voluminous powder, the so-called spray material.

Da die als bleichende Bestandteile erforderlichen Aktivsauerstoffverbindungen wie Alkaliperborate und -percarbonate bei Einwirkung von erhöhten Temperaturen und bei Anwesenheit bestimmter anderer Chemikalien zur Zersetzung neigen, fügt man diese Bleichmittel im allgemeinen erst nachträglich dem Sprühgut zu.Because the active oxygen compounds required as bleaching ingredients such as alkali perborates and percarbonates when exposed to elevated temperatures and in the presence of certain other chemicals tend to decompose, these are added In general, bleaching agents are only added to the spray material afterwards.

Die übliche Methode zur Herstellung von Alkali-Perboraten bzw. -percaronaten besteht nämlich darin, daß Alkaliborate bzw. -carbonate mit Wasserstoffperoxid in wäßriger Lösung umgesetzt werden, wobei die Aktivsauerstoffverbindungen als kristalline Produkte ausfallen. Sie werden abgetrennt und schonend getrocknet. Beim Mischen des Sprühgutes mit den Aktivsauerstoffverbindungen war jedoch ungünstig, daß sich die Einzelteilchen der beiden Komponenten infolge ihrer verschiedenen Herstellungsweise in Form und Dichte sehr unterscheiden, wodurch nur schwierig homogene Mischungen zu erhalten waren.The usual method for the preparation of alkali perborates or percaronates namely is that alkali borates or carbonates with hydrogen peroxide in aqueous solution are implemented, the active oxygen compounds as crystalline Products fail. They are separated and gently dried. When mixing the spray with the active oxygen compounds was unfavorable that the individual particles of the two components due to their different production methods very different in shape and density, making homogeneous mixtures difficult were to be obtained.

Um diesen Nachteil der unterschiedlichen Kornstruktur zwischen dem Waschmittel-Sprühgut und dem Bleichmittel zu beheben, wurde versucht, die Perborate und Percarbonate ebenfalls nach dem Sprühtrocknungsverfahren herzustellen.To this disadvantage of the different grain structure between the An attempt was made to fix the perborate detergent spray and the bleach and percarbonates can also be produced by the spray-drying process.

Jedoch traten hierbei große Schwierigkeiten auf. Infolge ihrer relativen Schwerlöslichkeit muß in einem Sprühansatz für Alkaliperborate- bzw. -percarbonate mit sehr verdünnten Lösungen, etwa mit 2 bis 4gewichtsprozentigen Lösungen, gearbeitet werden. Wird die Temperatur des Sprühansatzes erhöht, um die Löslichkeit zu steigern, so findet ein Zersetzen des Aktivsauerstoffs bereits in der zu versprühenden Lösung statt. Dies führt zu Aktivsauerstoffverlusten und zu Unregelmäßigkeiten im Sprühprozeß.However, there were great difficulties in doing so. As a result of their relative Difficult solubility must be in a spray mixture for alkali perborates or percarbonates worked with very dilute solutions, for example with 2 to 4 weight percent solutions will. If the temperature of the spray attachment is increased in order to increase the solubility, decomposition of the active oxygen already takes place in the solution to be sprayed instead of. This leads to active oxygen losses and irregularities in the spraying process.

Es wurde nun gefunden, daß sich Alkaliperborate bzw. -percarbonate im Sprühtrocknungsverfahren herstellen lassen, wenn der Sprühansatz nur die stabilen Grundkomponenten der Perverbindungen enthält und der Aktivsauerstoffträger unmittelbar vor dem Zerstäuben in die stabilen Komponenten eingeführt wird, worauf das Gemisch bei üblichen Temperaturen in den Sprühturm versprüht imd in bekannter Weise dort getrocknet wird.It has now been found that alkali metal perborates or percarbonates Can be produced in the spray-drying process, if the spray approach only the stable Contains basic components of the per compounds and the active oxygen carrier directly before atomization in the stable components is introduced, whereupon the mixture at normal temperatures in the spray tower and sprayed there in a known manner is dried.

Die stabilen Grundkomponenten liegen vorzugsweise als wäßrige Lösungen in Konzentrationen von 20 bis 100 Gewichtsprozent vor, mit anderen Worten, auch als wasserhaltige oder wasserfreie Schmelzen sind die Grundkomponenten einsatzfähig.The stable basic components are preferably in the form of aqueous solutions in concentrations of 20 to 100 percent by weight, in other words, too The basic components can be used as water-containing or water-free melts.

Der Aktivsauerstoffträger, vorzugsweise Wasserstoffperoxid, wird im allgemeinen in wäßrigen Lösungen von 25 bis 70 Gewichtsprozent eingesetzt. Diese Lösungen können durch Zusatz bekannter Stabilisatoren, wie Alkali- oder Erdalkalisilikate oder -phosphate, haltbar gemacht werden.The active oxygen carrier, preferably hydrogen peroxide, is in the generally used in aqueous solutions of 25 to 70 percent by weight. These Solutions can be made by adding known stabilizers, such as alkali or alkaline earth silicates or phosphates.

Unter »Grundkomponenten« werden die den Peroxoverbindungen zugrunde liegenden Alkaliborate und -carbonate verstanden. Sie werden entweder als solche eingesetzt oder in Form von Alkalihydroxiden und Borax bzw. Kohlendioxid.The peroxo compounds are the basis of the "basic components" Understood lying alkali borates and carbonates. They are either as such used or in the form of alkali hydroxides and borax or carbon dioxide.

Das Zerstäuben wird mit den bekannten Düsen durchgeführt, vorzugsweise aber durch Druckluftzerstäubung, vor allem dann, wenn die zu versprühenden Stoffe nipht dünnflüssig sind (siehe z. B. U 11-m a n n, Enzyklopädie der Technischen- Chemie, Bd. I, S. 603 und 729 ff.).The atomization is carried out with the known nozzles, preferably but by means of compressed air atomization, especially when the substances to be sprayed nipht are thin (see e.g. U 11-m a n n, Encyclopedia of Technical Chemie, Vol. I, pp. 603 and 729 ff.).

Die Temperaturen der Trocknungsluft liegen bei 60 bis 200°C,` die der-Ausgangsluft, -die etwa derjenigen des Sprühgutes entspricht, bei etwa 40 bis 70°C.The temperatures of the drying air are between 60 and 200 ° C, `the the output air, which roughly corresponds to that of the spray material, at about 40 to 70 ° C.

Es ist ferner möglich, für den Sprühansatz nicht die gesamte Grundkomponente, sondern nur eine Teilkomponente zu verwenden, d. h. entweder nur den Alkalianteil oder nur den Säurerest, wie die Borat- oder Kohiensäurekomponente, als Sprühansatz einzusetzen und darauf mit dem Aktivsauerstoffträger gemischt die zweite Komponente einzuführen.It is also possible not to use the entire basic component for the spray approach, but only to use a sub-component, d. H. either only the alkali part or only the acid residue, such as the borate or carbonic acid component, as a spray to use and then mixed with the active oxygen carrier the second component to introduce.

Der technische Fortschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt in der Möglichkeit, Alkaliperborate bzw. -percarbonate zu versprühen, ohne daß dabei höhere Aktivsauerstoffverluste auftreten als bei den üblichen Kristallisationsverfahren. Die Verluste liegen bei 5 bis 8 °/o. Ferner fallen die Perverbindungen in solcher Korngröße an, daß sie sich ohne Schwierigkeiten mit anderen Waschmittelbestandteilen homogen mischen lassen.The technical progress of the process according to the invention lies in the possibility of spraying alkali perborates or percarbonates without doing so higher active oxygen losses occur than with the usual crystallization processes. The losses are between 5 and 8 per cent. Furthermore, the per connections fall into such Grain size indicates that they can be mixed with other detergent ingredients without difficulty let mix homogeneously.

Das Verfahren ist besonders geeignet zur Herstellung von kristallwasserwarmen Produkten mit entsprechend hohen Aktivsauerstoffgehalten.The process is particularly suitable for the production of warm water of crystallization Products with a correspondingly high active oxygen content.

Durch Verschnitt mit indifferenten, insbesondere anorganischen Salzen, die im Sprühansatz zugesetzt werden, ist es möglich, niedrigere Aktivsauerstoffgehalte einzustellen.By blending with indifferent, especially inorganic salts, which are added in the spray approach, it is possible to use lower active oxygen contents to adjust.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird an Hand der Zeichnung und der nachstehenden Beispiele näher erläutert: Beispielsweise wird in den Zerstäuber 1 über das Flüssigkeitszuleitungsrohr 2 der Aktivsauerstoffträger, durch die Zuleitung 3 der Sprühansatz und durch Zuleitung 4 die Druckluft eingeführt. In der Zone 5 findet die Reaktion statt, von der Zerstäubungszone 6 gelangt der Nebel in die Trockenkammer, in der in bekannter Weise getrocknet wird. Beispiel 1 Zur Herstellung eines Sprühansatzes wurden 134,3 Gewichtsteile Natriummetaborat (NaB02) unter Erwärmen auf 40°C in 289,7 Gewichtsteilen Wasser gelöst. Diese Lösung wurde im Laufe von 45 Minuten in einen Zerstäubungstrockner eingesprüht. Kurz vor der Sprühdüse wurden dem Sprühansatz 292 Gewichtsteile Wasserstoffperoxid (23,7 Gewichtsprozent), welches 0,40/, Magnesiumchlorid (MgC12) enthielt, gleichmäßig zugefügt. Die Temperatur der Trocknungsluft betrug am Eingang in den Turm 98°C, am Ausgang 50°C. Es wurden 206 g Natriumperborat mit einem Aktivsauerstoffgehalt von 15,040/, gewonnen, was einer Ausbeute an Aktivsauerstoff von 95 °/o entspricht.The inventive method is based on the drawing and the The following examples are explained in more detail: For example, the atomizer 1 Via the liquid feed pipe 2 the active oxygen carrier, through the feed line 3 the spray attachment and through feed line 4 the compressed air introduced. In zone 5 the reaction takes place, from the atomization zone 6 the mist reaches the drying chamber, in which is dried in a known manner. Example 1 For the preparation of a spray mixture were 134.3 parts by weight of sodium metaborate (NaB02) with heating to 40 ° C in 289.7 Parts by weight of water dissolved. This solution was turned into one over the course of 45 minutes Sprayed in spray dryer. Just before the spray nozzle were the spray approach 292 parts by weight of hydrogen peroxide (23.7 percent by weight), which is 0.40 /, magnesium chloride (MgC12) was added evenly. The temperature of the drying air was at the entrance to the tower 98 ° C, at the exit 50 ° C. There were 206 g of sodium perborate with an active oxygen content of 15.040 /, obtained, which corresponds to a yield of active oxygen of 95 ° / o.

Beispiel 2 Für einen Sprühansatz wurden 1094 Gewichtsteile Kaliummetaborat (KBOZ) in 1736 Gewichtsteilen Wasser aufgelöst und auf 20°C abgekühlt. Die Lösung wurde im Laufe von 195 Minuten in einen Zerstäubungstrockner eingesprüht, wobei dem Flüssigkeitsstrom kurz vor der Sprühdüse 2660 Gewichtsteile Wasserstoffperoxid (34,4 Gewichtsprozent), welches 0,5 °/o Magnesiumchlorid (MgC12) enthielt, gleichmäßig zugesetzt wurden.Example 2 1094 parts by weight of potassium metaborate were used for a spray mixture (KBOZ) dissolved in 1736 parts by weight of water and cooled to 20 ° C. The solution was sprayed into a spray dryer over the course of 195 minutes, with the liquid stream shortly before the spray nozzle 2660 parts by weight of hydrogen peroxide (34.4 percent by weight) containing 0.5% magnesium chloride (MgCl2) evenly were added.

Die Temperatur der Trocknungsluft am Eingang in den Turm betrug 103°C, am Ausgang 71°C. Es wurden 2030 g Kaliumperborat mit einem Aktivsauerstoffgehalt von 20,110/,) gewonnen, entsprechend einer Aktivsauerstoffausbeute von 950/0. The temperature of the drying air at the entrance to the tower was 103 ° C and at the exit 71 ° C. 2030 g of potassium perborate with an active oxygen content of 20.110 /,) were obtained, corresponding to an active oxygen yield of 950/0.

Beispiel 3 Für einen Sprühansatz wurden 261,3 Gewichtsteile Natriumcarbonat (Na2C03), 42,7 Gewichtsteile Natriumcarbonat (NaHC03), 1,2 Gewichtsteile Natriumpyrophosphat (Na2P,07) unter Erwärmen in 1188,8 Gewichtsteilen Wasser gelöst und auf 18°C abgekühlt. Diese Lösung wurde im Verlauf von 68 Minuten in einem Sprühturm verarbeitet, wobei kurz vor der Sprühdüse möglichst gleichmäßig 322 Gewichtsteile Wasserstoffperoxid (34 Gewichtsprozent), welches 0,5 °/o Magnesiumchlorid enthielt, zugesetzt. Die Temperatur der Trocknungsluft betrug am Eingang 73°C, am Ausgang 46°C. Es wurden 412 g Produkt mit einem Gehalt von 11,95 °/o Aktivsauerstoff erhalten. Die Ausbeute an Aktivsauerstoff betrug 95 % .Example 3 For a spray mixture, 261.3 parts by weight of sodium carbonate (Na2CO3), 42.7 parts by weight of sodium carbonate (NaHCO3), 1.2 parts by weight of sodium pyrophosphate (Na2P, 07) were dissolved in 1188.8 parts by weight of water with heating and cooled to 18 ° C. This solution was processed in a spray tower in the course of 68 minutes, 322 parts by weight of hydrogen peroxide (34% by weight) containing 0.5% magnesium chloride being added as evenly as possible shortly before the spray nozzle. The temperature of the drying air was 73 ° C at the inlet and 46 ° C at the outlet. 412 g of product with an active oxygen content of 11.95% were obtained. The active oxygen yield was 95 % .

Beispiel 4 Als Sprühansatz wurden 18,3 Gewichtsteile Natriumhydroxid (NaOH) in 91,5 Gewichtsteilen Wasser gelöst. Diese Lösung wurde im Laufe von 65 Minuten in einen Zerstäubungstrockner eingesprüht. Kurz vor der Sprühdüse wurden 87,2 Gewichtsteile Borax (Na2B,07 - 10 H20), gelöst in 92,3 Gewichtsteilen H202 (35 Gewichtsprozent), gleichmäßig zugeführt.Example 4 18.3 parts by weight of sodium hydroxide were used as the spray mixture (NaOH) dissolved in 91.5 parts by weight of water. This solution was found in the course of 65 Sprayed into a spray dryer for minutes. Just before the spray nozzle were 87.2 parts by weight of borax (Na2B, 07-10 H20), dissolved in 92.3 parts by weight of H202 (35 percent by weight), fed evenly.

Die Temperatur der Trocknungsluft betrug am Eingang in den Turm 90°C, am Ausgang 48°C.The temperature of the drying air at the entrance to the tower was 90 ° C, at the output 48 ° C.

Es wurden 101 g Natriumperborat mit einem Aktivsauerstoffgehalt von 14,5 % gewonnen, entsprechend einer Aktivsauerstoffausbeute von 96 °/o.101 g of sodium perborate with an active oxygen content of 14.5 % were obtained, corresponding to an active oxygen yield of 96%.

Claims (5)

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung von Alkaliperboraten bzw. -percarbonaten durch Umsetzung von geeigneten Alkaliverbindungen mit einem Träger für den aktiven Sauerstoff und Sprühtrocknung des Umsetzungsproduktes, d a d u r c h gekennzeichnet, daß der Sprühansatz nur die stabilen Grundkomponenten enthält und der Aktivsauerstoffträger unmittelbar vor. dem Zerstäuben in den Sprühansatz eingeführt wird; worauf das Gemisch wie üblich im Sprühturm versprüht und" getrocknet wird. Claims: 1. Process for the production of alkali perborates or percarbonates by reacting suitable alkali compounds with a Carrier for the active oxygen and spray drying of the reaction product, d a d u r c h marked that the spray approach only the stable basic components contains and the active oxygen carrier immediately before. atomizing into the spray attachment is introduced; whereupon the mixture is sprayed in the spray tower as usual and "dried" will. 2. Verfahren = näeh' Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Aktivsauerstoffträger Wasserstoffperoxid eingesetzt wird. 2. Method = next 'claim 1, characterized in that the active oxygen carrier Hydrogen peroxide is used. 3. Verfahren nach ._ Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprühansatz entweder nur die Säure- oder die Alkalikomponente enthält und die Alkali- bzw. die Säurekomponente dem Aktivsauerstoffträger zugesetzt wird. 3. The method according to ._ claim 1, characterized in that that the spray mixture contains either only the acid or the alkali component and the alkali or acid component is added to the active oxygen carrier. 4. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprühansatz in Form wäßriger Lösungen im Konzentrationsbereich von 20 bis 100 Gewichtsprozent eingesetzt wird. 4th Method according to claims 1 and 3, characterized in that the spray attachment in Used in the form of aqueous solutions in the concentration range from 20 to 100 percent by weight will. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß den zu versprühenden Komponenten indifferente Salze zugesetzt werden.5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that the to be sprayed Components indifferent salts are added.