一种用十水碳酸钠和纯碱混合物制备过碳酸钠的方法

摘要

本发明涉及一种制备过碳酸钠的方法及产品，特别是用十水碳酸钠和纯碱混合物制备过碳酸钠的方法及产品。使用十水碳酸钠晶体，母液，助晶剂，和双氧水溶液反应制成，在溶于母液后十水碳酸钠中，双氧水溶液，以及反应结晶反应过程中均加入助晶剂，从而保证其在一定温度下添加足量的助晶剂，是结晶反应迅速打破过饱和，使结晶反应后得到具有高活性氧含量的过碳酸钠产品。

说明书

技术领域

本发明涉及一种过碳酸钠的制备方法及产品，特别是用十水碳酸钠或水合肼副产物中十水碳酸钠和纯碱混合制备过碳酸钠的方法及产品。

背景技术

过碳酸钠是分子式为Na₂CO₃ ·1.5H₂O的碳酸钠过氧水合物,工业上作为洗涤组合物的漂白剂。过碳酸钠通常采用双氧水和碳酸钠水溶液反应制备，称为湿法结晶加工法，反应过程中通常要加入助晶剂和盐析剂，如工业盐等，确保产品的稳定，提交收率，降低成本。影响过碳酸钠质量的有助晶剂种类的选择及加入方式，双氧水浓度，反应温度，盐析剂的加入量等因素。

美国专利US4118466中公开了一种制备过碳酸钠的方法，在过碳酸钠饱和溶液中加入一定量的以十水碳酸钠固相形式存在的Na₂CO₃，100-200g/L盐，一种活性氧稳定剂，0.1-1.9g/L六偏磷酸钠，以1:1的比例加入Na₂CO₃和H₂O₂，在过碳酸钠饱和溶液中形成过饱和溶液，结晶温度为10-20℃，60分钟后，打破过饱和，开始有过碳酸钠晶体析出。析出晶体后的母液用于循环利用。此文指出为了避免活性氧的流失，尽量在小于20℃下进行反应，而过碳酸钠的过饱和程度取决于六偏磷酸钠的量，而只有少量的六偏磷酸钠可以在20℃下溶解。

水合肼是制备ADC发泡剂的中间体联二脲的原料，同时在医药产品，农化产品，水处理等领域也有广泛的应用，通常使用尿素法制备，在制备过程中产生大量的副产物，主要成分是十水碳酸钠晶体。使用水合肼副产物生产过碳酸钠产品，极大地减少了原材料成本，并且使用十水碳酸钠为原料相对于纯碱来说也省去了水合的步骤。

但是在现实生产中，可能存在水合肼副产物作为制备过碳酸钠产品的原料不足的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种制备过碳酸钠的方法，步骤如下：

(1) 配制十水碳酸钠浆料：使用十水碳酸钠晶体和纯碱混合物完全溶于母液中，再加入助晶剂，之后再加入盐析剂，使盐含量为13-19%，制成十水碳酸钠浆料，其中助晶剂加入量为每立方米十水碳酸钠浆料加入2.1-2.3kg的五水偏硅酸钠和0.7-0.8kg的七水硫酸镁；

(2) 配制双氧水混合液：在每千克27.5%-70%双氧水溶液加入14.7g－16.68g助晶剂制成双氧水混合液;

(3) 配制反应底液：在母液中边搅拌边加入1.1-3%的助晶剂；

(4) 结晶反应：反应温度控制在24℃-34℃下，十水碳酸钠浆料与双氧水混合液以3.2:1-4.4:1的体积速度比边搅拌边同时加入到反应底液中，结晶反应过程中间歇性加入助晶剂，每100kg十水碳酸钠浆料的量加入0.1-0.2kg，最终得到过碳酸钠晶体。

作为本发明的一种优选，步骤（4）中，将反应温度控制在24℃-34℃之间，将配置好的十水碳酸钠浆料和双氧水混合液以体积速度比为3.2:1同时加入到反应槽中，15分钟后体积速度比提高至3.7:1，加入助晶剂，同时提高搅拌速度，再过15分钟后再次提高体积速度比为4.4:1，再次加入助晶剂，助晶剂的加入量按每100kg十水碳酸钠浆料的量加入0.1-0.2kg计算，同时提高搅拌速度，制成过碳酸钠晶体。

作为本发明的另一种优选，该制备包括以下步骤：

（1）配制十水碳酸钠浆料：将X吨十水碳酸钠晶体和(13.0-X) ×0.356吨

纯碱在26-40℃下完全溶解于18.27－0.85X吨母液中，加入助晶剂，过滤后加入0.1463X+1.1吨盐析剂，制成十水碳酸钠浆料。其中助晶剂加入量为每立方米十水碳酸钠浆料加入2.1-2.3kg的五水偏硅酸钠和0.7-0.8kg的七水硫酸镁；

（2）配制双氧水混合液：每千克27.5-70%的双氧水加入7.35g－8.34g起稳定作用的助晶剂羟基亚乙基二膦酸和等量的起分散作用的助晶剂聚丙烯酸钠,混合均匀，制成双氧水混合液，冷却至－5℃－5℃；

（3）配制反应底液：启动搅拌，转速为 40转／min，在反应槽中加入母液，母液中分别加入1.5-1.7%三聚磷酸钠和1.1-1.3%七水硫酸镁两种起稳定作用的助晶剂；

（4）结晶反应：反应温度控制在24℃-34℃之间，将步骤(1)中十水碳酸钠浆料同步骤(2)中双氧水混合液以一定的速度比同时加入到步骤(3)中的反应底液中，体积速度比为3.2:1-4.4:1，同时以80-120转/min速度进行搅拌，反应每进行15分钟，按每100kg十水碳酸钠浆料的量加入0.1-0.2kg三聚磷酸钠，共加入两次，反应进行50分钟，制成过碳酸钠晶体。

作为本发明的再一种优选，步骤（4）中，将反应温度控制在24℃-34℃之间，将配置好的十水碳酸钠浆料和双氧水混合液以体积速度比为3.2:1同时加入到反应槽中，15分钟后体积速度比提高至3.7:1，加入助晶剂三聚磷酸钠，同时提高搅拌速度，再过15分钟后再次提高体积速度比为4.4:1，再次加入三聚磷酸钠，三聚磷酸钠的加入量按每100kg十水碳酸钠浆料的量加入0.1-0.2kg计算，同时提高搅拌速度，制成过碳酸钠晶体。搅拌速度范围在40-120转/min。

本发明中母液是在反应后过滤掉过碳酸钠晶体，静置沉淀后的澄清液,循环使用，由6-8%碳酸钠，0.7-1.2%过氧化氢，16%-25%盐析剂，以及70-75%水组成。

本发明解决的技术问题还包括一种过碳酸钠产品，使用以上方法制备而成。

本发明将水合肼副产物中十水碳酸钠晶体与纯碱混合制备过碳酸钠，一方面，从水合肼副产物层面来说，解决了原材料不足的问题；另一方面，从纯碱层面来说，减少了原材料的成本。

具体实施方式

反应过程中使用的母液由6-8%碳酸钠，0.7-1.2%过氧化氢，16%-25%盐析剂，以及70-75%水组成。

实施例1

1.配制十水碳酸钠浆料：将1吨十水碳酸钠晶体和4.27吨纯碱在26-40℃下完全溶解于17.42吨母液中，加入37.5kg五水偏硅酸钠和12.5kg七水硫酸镁，过滤后加入1.25吨盐析剂，制成十水碳酸钠浆料。

2.配制双氧水混合液：每千克35%双氧水加入8g稳定剂HEDP（羟基亚乙基二膦酸）和等量的分散剂PAAS（聚丙烯酸钠）,混合均匀，冷却至－5℃－5℃，待用。 

3. 配制反应底液：启动搅拌，频率为40转／min，加入0.55m³母液，溶解占母液重量的1.5-1.7%的三聚磷酸钠和1.1-1.3%的七水硫酸镁。

4. 结晶反应：将反应温度控制在24℃-34℃之间，将配置好的十水碳酸钠浆料和双氧水混合液以体积速度比为3.2:1同时加入到反应槽中，15分钟后速度比提高至3.7:1，加入5-6kg三聚磷酸钠，同时提高搅拌速度为80转/min，再过15分钟后再次提高体积速度比为4.4:1，再次加入5-6kg三聚磷酸钠，提高搅拌速度至120转/min，50分钟内掉全部十水碳酸钠浆料，反应结束，继续搅拌5-10分钟后，收料过滤。得到过碳酸钠4.3吨。

筛分分析： 大于20目      10%

           20目-30目     69%

           30目-40目     18%

           小于40目       3%   。

实施例2

1.配制十水碳酸钠浆料：将12吨十水碳酸钠晶体和0.36吨纯碱在26-40℃下完全溶解于8.07吨母液中，加入37.5kg五水偏硅酸钠和12.5kg七水硫酸镁，过滤后加入2.86吨盐析剂，制成十水碳酸钠浆料。

2.配制双氧水混合液：每千克35%双氧水加入8g稳定剂HEDP（羟基亚乙基二膦酸）和等量的分散剂PAAS（聚丙烯酸钠）,混合均匀，冷却至－5℃－5℃，待用。 

3. 配制反应底液：启动搅拌，频率为40转／min，加入0.55m³母液，溶解占母液重量的1.5-1.7%的三聚磷酸钠和1.1-1.3%的七水硫酸镁。

4. 结晶反应：将反应温度控制在24℃-34℃之间，将配置好的十水碳酸钠浆料和双氧水混合液以体积速度比为3.2:1同时加入到反应槽中，15分钟后速度比提高至3.7:1，加入5-6kg三聚磷酸钠，同时提高搅拌速度为80转/min，再过15分钟后再次提高体积速度比为4.4:1，再次加入5-6kg三聚磷酸钠，提高搅拌速度至120转/min，50分钟内掉全部十水碳酸钠浆料，反应结束，继续搅拌5-10分钟后，收料过滤。得到过碳酸钠4.2吨。

筛分分析： 大于20目     9%

           20目-30目   71%

           30目-40目   18%

           小于40目     2%   。

实施例3

1.配制十水碳酸钠浆料：将6吨十水碳酸钠晶体和2.49吨纯碱在26-40℃下完全溶解于13.17吨母液中，加入37.5kg五水偏硅酸钠和12.5kg七水硫酸镁，过滤后加入1.98吨盐析剂，制成十水碳酸钠浆料。

2.配制双氧水混合液：每千克35%双氧水加入8g稳定剂HEDP（羟基亚乙基二膦酸）和等量的分散剂PAAS（聚丙烯酸钠）,混合均匀，冷却至－5℃－5℃，待用。 

3. 配制反应底液：启动搅拌，频率为40转／min，加入0.55m³母液，溶解占母液重量的1.5-1.7%的三聚磷酸钠和1.1-1.3%的七水硫酸镁。

4. 结晶反应：将反应温度控制在24℃-34℃之间，将配置好的十水碳酸钠浆料和双氧水混合液以体积速度比为3.2:1同时加入到反应槽中，15分钟后速度比提高至3.7:1，加入5-6kg三聚磷酸钠，同时提高搅拌速度为80转/min，再过15分钟后再次提高体积速度比为4.4:1，再次加入5-6kg三聚磷酸钠，提高搅拌速度至120转/min，50分钟内掉全部十水碳酸钠浆料，反应结束，继续搅拌5-10分钟后，收料过滤。得到过碳酸钠4.25吨。

筛分分析： 大于20目     11%

           20目-30目    70%

           30目-40目    16%

           小于40目     3%。

表1