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文檔簡(jiǎn)介
1、 過(guò)碳酸鈉,是一種由碳酸鈉和過(guò)氧化氫靠氫鍵形成的復(fù)合物。作為新型高效洗滌漂白殺菌劑,它具有無(wú)臭、無(wú)毒、無(wú)污染的特點(diǎn)。由于 在水中分解產(chǎn)生的活性氧具有漂白作用,過(guò)碳酸鈉表現(xiàn)出很強(qiáng)的去污能力,因此同傳統(tǒng)磷系、硼系洗滌助劑相比,不僅去污力強(qiáng),而且不會(huì)破壞生態(tài)環(huán)境,目前已成為世界上廣泛應(yīng)用的主要洗滌助劑之一。過(guò)碳酸鈉在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域可作為殺菌消毒劑、口腔清潔劑等,目前它作為一種市場(chǎng)前景光明的無(wú)機(jī)精細(xì)化工產(chǎn)品受到洗滌劑行業(yè)的關(guān)注。 過(guò)碳酸鈉是由碳酸鈉、過(guò)氧化氫和水三組分以氫鍵相連
2、形成的不穩(wěn)定復(fù)合物,由于過(guò)碳酸鈉在高溫下易分解,所以反應(yīng)必須在低溫下進(jìn)行。目前工業(yè)化生產(chǎn)方法主要采用H2O2水溶液與飽和NaCO3溶液在一起反應(yīng)。盡管過(guò)碳酸鈉工業(yè)化生產(chǎn)多年,但合成技術(shù)仍在不斷研究進(jìn)展之中。 生產(chǎn)現(xiàn)狀 由于過(guò)碳酸鈉不像磷系助洗劑那樣破壞生態(tài)平衡,造成水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化,因而在國(guó)外洗滌劑尤其是洗衣粉中應(yīng)用廣泛,發(fā)展較快。該產(chǎn)品的主要生產(chǎn)與消費(fèi)國(guó)集中在美、日、西歐等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)。目前世界年消費(fèi)量超過(guò)80萬(wàn)噸/年,最大工業(yè)裝置已達(dá)到3萬(wàn)噸/年,其中日本生產(chǎn)能力已達(dá)16萬(wàn)噸/年。 我國(guó)生產(chǎn)過(guò)
3、碳酸鈉歷史較短,1983年首先在天津開始生產(chǎn)。到1990年,全國(guó)總生產(chǎn)能力約2000噸/年,年產(chǎn)量不足500噸。近10年來(lái),隨著人們對(duì)過(guò)碳酸鈉認(rèn)識(shí)程度不斷加深,市場(chǎng)需求不斷增加,全國(guó)先后新建了七八家生產(chǎn)裝置,生產(chǎn)能力迅速增加,成為近年來(lái)發(fā)展較快的無(wú)機(jī)精細(xì)化工產(chǎn)品。2000年,國(guó)內(nèi)過(guò)碳酸鈉生產(chǎn)能力約4.1萬(wàn)噸,主要生產(chǎn)廠家有上虞韓華化工有限公司、青島堿業(yè)有限公司、錫山市萬(wàn)利化工廠、安徽阜南化工總廠、江蘇丹陽(yáng)精細(xì)化工廠、江蘇金湖妙潔化工有限公司、南京扈佳洗滌助劑廠、天津東方化工廠、吉化公司合成樹脂廠、滄州大化雙氧水分廠等。 應(yīng)用與市場(chǎng) 洗滌助劑方面&
4、#160; 洗滌劑多功能化,即在洗滌去污的同時(shí),兼有漂白、殺菌、消毒等作用,已成為洗滌劑的發(fā)展趨勢(shì)。國(guó)外很多洗滌劑都加有起漂白的組分,國(guó)內(nèi)也逐漸向這方面發(fā)展。過(guò)碳酸鈉無(wú)味、無(wú)毒,在冷水中溶解好、去污力強(qiáng)、性質(zhì)溫和,溶于水后放出氧可起到漂白殺菌等多種功效,符合現(xiàn)代洗滌劑發(fā)展潮流。傳統(tǒng)粉狀洗滌劑多用過(guò)硼酸鈉,但過(guò)硼酸鈉存在溶解速度慢、價(jià)格較貴以及硼元素對(duì)農(nóng)作物有影響等缺點(diǎn)。而過(guò)碳酸鈉比過(guò)硼酸鈉成本低,溶解性好,適宜在寒冷地區(qū)和冬天使用,又不會(huì)對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)生危害,因此,它已被廣泛用于家用和工業(yè)用洗滌、漂白、殺菌劑。該產(chǎn)品用于合成纖維、動(dòng)物纖維、合成樹脂纖維、紙漿油脂等漂白效果好,不損傷面料,不泛黃。自
5、上世紀(jì)80年代以來(lái),西方工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家市場(chǎng)需求量以年均10的速度增長(zhǎng)。 在我國(guó),目前將過(guò)碳酸鈉應(yīng)用于洗滌劑制造行業(yè)屬于起步階段,已有部分廠家開始將過(guò)碳酸鈉與其他有效的洗滌助劑配合,制成高效洗滌劑或彩漂粉銷售,但數(shù)量較小。盡管目前我國(guó)工業(yè)過(guò)碳酸鈉單獨(dú)存放的穩(wěn)定性有所提高,但是與現(xiàn)在使用的洗衣粉組分相容性不太好,當(dāng)過(guò)碳酸鈉添加到洗衣粉中后,由于洗衣粉中含水量高或一些可以引起過(guò)碳酸鈉分解的成分和雜質(zhì)的存在,而引起過(guò)碳酸鈉的分解,目前這個(gè)問(wèn)題已引起生產(chǎn)廠家的高度重視,開始研究生產(chǎn)包裹式過(guò)碳酸鈉產(chǎn)品。目前洗滌劑生產(chǎn)廠家面對(duì)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),也希望加入過(guò)碳酸鈉來(lái)改進(jìn)產(chǎn)品性能,尤其是低磷或無(wú)磷洗衣粉
6、的生產(chǎn),通過(guò)加入過(guò)碳酸鈉,可使產(chǎn)品向高檔化、無(wú)毒化、多功能化方向發(fā)展。我國(guó)是洗滌劑生產(chǎn)大國(guó),2000年洗滌劑生產(chǎn)能力約為200萬(wàn)噸/年以上,若按加入量5計(jì)算,僅洗滌劑行業(yè)每年就需消費(fèi)過(guò)碳酸鈉10萬(wàn)噸,因此我國(guó)過(guò)碳酸鈉市場(chǎng)潛力巨大。 醫(yī)療衛(wèi)生方面 將過(guò)碳酸鈉與含聚乙烯醇及銅、鐵、鈷、錳等任一化合物催化劑的固體物混合,當(dāng)急救用氧時(shí),加入適量的水,即可分解出氧氣,簡(jiǎn)單方便,供氧量大。這種氧源適于家庭、農(nóng)村、軍隊(duì)、地下施工及礦山工采、抗洪、滅火救災(zāi)等急救用氧,是一種性能優(yōu)異的急救供氧劑。據(jù)保守估計(jì),僅京津地區(qū)用于醫(yī)用供氧源的過(guò)碳酸鈉就有400左右。部分出口的過(guò)碳酸鈉也是用于這一
7、方面。 過(guò)碳酸鈉還是一種殺菌消毒劑,可殺滅大腸桿菌、葡萄球菌、肝炎病毒等常見(jiàn)細(xì)菌。可作為醫(yī)院、公共場(chǎng)所、醫(yī)療器械殺菌消毒劑、假牙清潔劑、餐具及水果消毒劑、香皂殺菌劑等。 其他方面 用在食品保鮮消毒方面。1過(guò)碳酸鈉水溶液可使水果、蔬菜貯存45個(gè)月不變質(zhì)(在國(guó)外已大量使用)。我國(guó)現(xiàn)已根據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織的標(biāo)準(zhǔn),制定出食品添加劑過(guò)碳酸鈉的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),這必將更好地引導(dǎo)企業(yè)使用這種產(chǎn)品。 過(guò)碳酸鈉可以替代過(guò)氧化鈣作為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的產(chǎn)氧劑,放氧速度明顯高于過(guò)氧化鈣。該產(chǎn)品還可給在貯運(yùn)過(guò)程中的魚、蝦、蟹等生物供氧保鮮。隨著我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的不斷發(fā)展,過(guò)碳酸鈉在這方面的
8、用量呈逐年上升的趨勢(shì)。 用作紡織、印染整理劑,它不像氯漂白有易褪色等缺點(diǎn),適用于不宜氯漂的合成纖維、動(dòng)物纖維、合成樹脂纖維及熒光增白劑處理過(guò)的纖維漂洗整理。 過(guò)碳酸鈉可在醛基轉(zhuǎn)化為酚型羥基反應(yīng)、有機(jī)硼烷氧化、腈水解、硫醚與胺氧化、烯烴環(huán)氧化、酮氧化、二酮斷裂氧化等反應(yīng)作為氧化劑。 另外,過(guò)碳酸鈉還可作為金屬表面處理劑、電鍍洗滌劑、污水處理劑及高分子聚合控制劑等。 發(fā)展建議 目前,國(guó)內(nèi)過(guò)碳酸鈉在洗滌劑中消費(fèi)量與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家平均水平差距較大的原因主要在于:推廣力度不夠,產(chǎn)品穩(wěn)定性不好。生產(chǎn)廠家應(yīng)努力提高產(chǎn)品質(zhì)量,研制高效內(nèi)、外穩(wěn)定劑及其合
9、理加入方式,改進(jìn)產(chǎn)品造粒技術(shù),保證外穩(wěn)定劑的包裹效果。 過(guò)碳酸鈉生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,投資小,見(jiàn)效快,且國(guó)內(nèi)技術(shù)比較成熟。以年產(chǎn)2000噸裝置為例,投資不足300萬(wàn)元,年獲稅利500萬(wàn)元以上,投資回收期僅為57月。有原料優(yōu)勢(shì)的企業(yè)如新建或擴(kuò)建過(guò)碳酸鈉裝置,必將獲得良好的效益回報(bào)。 隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,過(guò)碳酸鈉將在洗滌劑等行業(yè)中發(fā)揮重要的作用。在完善工藝、降低成本、加大推廣宣傳力度的基礎(chǔ)上,我國(guó)過(guò)碳酸鈉開發(fā)應(yīng)用前景十分廣闊。 過(guò)碳酸鈉 分 子 式: 2Na2CO3.3H2O2 分 子
10、60;量: 314.02 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn): HG/T2764-1996 性 狀: 易溶于水,白色粉末或顆粒結(jié)晶。 產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo): 指標(biāo)項(xiàng)目 指標(biāo) 優(yōu)級(jí)品 合格品 20-80 20-80 活性氧(O)含量 13.0 10.5 堆積密度g/l 700-1000 700-1000
11、60; 鐵(Fe)ppm% 20 20 PH值(30/l水溶液) 10-11 10-11 水份% 2.0 2.0 包裝: 復(fù)合塑料編織袋內(nèi)襯聚乙烯薄膜袋,凈重25公斤/袋。 用途: 1、廣泛用于洗滌用品助劑,以及日常生活用漂洗劑。 2、紡織工業(yè)中作漂白劑、染整劑、干漂劑。 3、造
12、紙工業(yè)中作紙漿漂白劑。 4、用于餐具消毒劑、金屬表面處理以及除垢、殺菌、除味劑等。 5、該產(chǎn)品遇水后能迅速分解,因而普遍用于醫(yī)用急救增氧劑和水產(chǎn)增氧劑。 化學(xué)式:Na2C2O6. 結(jié)構(gòu)式:Na+O-C-O-O-C-O2-Na+ 過(guò)氧過(guò)氧碳酸鈉的生成化學(xué)反應(yīng)式為:2Na2CO3+3H2O22Na2CO3·3H2O 過(guò)氧過(guò)氧碳酸鈉的生產(chǎn)方法很多,不同的生產(chǎn)方法可以制備不同形式和規(guī)格的產(chǎn)品。
13、但概括起來(lái)可分為兩類:濕法生產(chǎn)工藝和干法生產(chǎn)工藝。 過(guò)氧干法生產(chǎn)是在熱空氣沸騰的流態(tài)床上,往無(wú)水碳酸鈉上噴灑過(guò)氧化氫溶液而制得過(guò)氧碳酸鈉晶體。由于該法生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)流程簡(jiǎn)單,生成的產(chǎn)品穩(wěn)定性差,活性氧含量低,以及生產(chǎn)技術(shù)苛刻,操作困難等原因,工業(yè)上很少采用。 過(guò)氧濕法生產(chǎn)是用飽和的碳酸鈉溶液跟一定濃度的雙氧水在添加適量的穩(wěn)定劑及一定的溫度條件下進(jìn)行反應(yīng),然后經(jīng)結(jié)晶、過(guò)濾、干燥、分離而得到的產(chǎn)品。該法生產(chǎn)的產(chǎn)品穩(wěn)定性好,技術(shù)成熟,得到工業(yè)上的廣泛應(yīng)用。目前有噴霧法、低溫結(jié)晶法和溶劑法等。 過(guò)碳酸鈉物化性質(zhì) 過(guò)氧過(guò)氧碳酸鈉,又稱過(guò)碳酸鈉,是Na2CO3和H2O2的加成復(fù)合物。自70年代末日本開發(fā)成
14、功并投入生產(chǎn)以來(lái),歐美等國(guó)也竟相開發(fā)研究這一新產(chǎn)品,我國(guó)在八十年代初才開始研究并生產(chǎn)這種產(chǎn)品,至今已形成一定的生產(chǎn)規(guī)模。過(guò)氧碳酸鈉是一種具有多用途的新型氧系漂白劑,具有漂白、殺菌、洗滌、水溶性好等特點(diǎn),對(duì)環(huán)境無(wú)危害。現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于紡織、洗滌劑、醫(yī)藥和飲食行業(yè),同時(shí)它也是一種優(yōu)良的紙漿漂白劑,可替代含氯漂白劑,生產(chǎn)白度高、白度穩(wěn)定性好的紙漿。 1過(guò)過(guò)氧碳酸鈉的物理性質(zhì) 過(guò)氧過(guò)氧碳酸鈉是碳酸鈉與過(guò)氧化氫以氫鍵結(jié)合在一起的結(jié)晶化合物,常見(jiàn)其分子晶型有兩種:1.5型(Na2CO3·1.5H2O2)和2,3型(2Na2CO3·3H2O2)。目前所使用的產(chǎn)品大部分為分子式2,3型過(guò)氧碳
15、酸鈉產(chǎn)品,分子量為314。過(guò)氧碳酸鈉為白色結(jié)晶粉末狀或顆粒狀固體,由于碳酸鈉與過(guò)氧化氫以氫鍵聯(lián)接,其在水中有很好的溶解度,并隨溫度的升高而上升。表1為過(guò)氧碳酸鈉在幾種不同溫度下的溶解度。過(guò)氧碳酸鈉中理論活性氧含量為15.3%,相當(dāng)于32.5%的過(guò)氧化氫,但一般市售的產(chǎn)品其活性含量要少兩個(gè)百分點(diǎn)左右。此外,過(guò)氧碳酸鈉化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定,遇水、重金屬離子等易分解,其化學(xué)反應(yīng)式如下: 氧2Na2CO3·3H2O2=2Na2CO3+3H2O2 過(guò)氧H2O2H2O+1/2O2 表1過(guò)氧碳酸鈉在不同溫度下的溶解度 溫度 溶解度 (g/100g水) 12.05 12.310 14.020 16.230
16、 18.540 固體過(guò)氧碳酸鈉隨溫度的升高,其活性氧含量損失愈大,例如在室溫條件下貯存一個(gè)月,其活性氧損失大約為0.5%,而在40時(shí)貯存一個(gè)月,其活性氧含量損失為3%。 過(guò)碳酸鈉的漂白機(jī)理 過(guò)氧過(guò)氧碳酸鈉具有較高的活性氧含量,并在冷水中有很好的溶解性能,過(guò)氧碳酸鈉在水中分解,產(chǎn)生H2O2和Na2CO3,故其水溶液的性質(zhì)與相應(yīng)組成的雙氧水和碳酸鈉的水溶液的性質(zhì)相同。在堿性溶液中過(guò)氧化氫發(fā)生以下的化學(xué)反應(yīng),其反應(yīng)式如下: H2O2H+HOO- 2HOO-O2+2OH- 由以上兩式可知,生成的過(guò)羥基離子HOO-具有漂白作用,但同時(shí)過(guò)羥基離子易受重金屬離子的影響而加速分解,減少過(guò)氧化氫的有效漂白。在堿
17、性介質(zhì)中有利于過(guò)羥基離子的形成,且pH值對(duì)漂白作用影響很大,通常認(rèn)為pH過(guò)高過(guò)低都不利于低漿漂白,pH在1011較適宜。碳酸鈉在水中呈堿性,故過(guò)氧碳酸鈉溶液在1%3%濃度時(shí)其pH值在10.511,這有利于紙漿的漂白。 過(guò)氧此外,過(guò)氧碳酸鈉在中性和酸性條件下遇到更強(qiáng)的氧化劑(如高錳酸鉀),又能表現(xiàn)出還原性。 過(guò)碳酸鈉過(guò)碳酸鈉能用于生產(chǎn)H2O2,過(guò)氧化氫(H2O2)俗名雙氧水,常溫下是一種無(wú)色的液體,它難電離,易分解。作為一種經(jīng)典化工產(chǎn)品,工業(yè)上早在一百多年前便開始生產(chǎn)。隨著社會(huì)需求的增長(zhǎng),尤其是生態(tài)環(huán)境保護(hù)的需要,過(guò)氧化氫近年來(lái)更受人們的青睞,并被稱為“綠色氧化劑”。為了儲(chǔ)存、運(yùn)輸、使用的方便,
18、工業(yè)上采用醇析出將其轉(zhuǎn)化成固態(tài)的過(guò)碳酸鈉晶體(化學(xué)式為:2Na2CO3?3H2O2),該晶體具有Na2CO3和H2O2的雙重性。醇析出的產(chǎn)生工藝過(guò)程如下:在05時(shí),往飽和Na2CO3溶液中,先加入H2O2和穩(wěn)定劑(MgCl2和Na2SiO3),經(jīng)充分反應(yīng)后,再加入異丙醇,過(guò)濾,分液,即得過(guò)碳酸鈉晶體。 經(jīng)過(guò)處理可得到粒粒氧,即固粒氧,用于在魚池中立體增氧,凈化水質(zhì)。 匯通網(wǎng) 洗滌助劑洗滌劑的多功能化,即在洗滌去污的同時(shí),兼有漂白、殺菌、消毒等作用,已成為洗滌劑的發(fā)展趨勢(shì),國(guó)外很多洗滌劑都加有起漂白作用的組分,國(guó)內(nèi)也逐漸向這方面發(fā)展。由于過(guò)碳酸鈉無(wú)味、無(wú)毒,冷水中易于溶解,去污力強(qiáng),溶于水后能放
19、出氧而起到漂白殺菌等多種功效,符合現(xiàn)代洗滌劑發(fā)展潮流。傳統(tǒng)粉狀洗滌劑多用過(guò)硼酸鈉,但過(guò)硼酸鈉存在溶解速度慢、價(jià)格較貴以及硼元素對(duì)農(nóng)作物有影響等缺點(diǎn)。而過(guò)碳酸鈉比過(guò)硼酸鈉成本低,溶解性好,適宜寒冷地區(qū)和冬天使用,又不會(huì)對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)生危害,因此過(guò)碳酸鈉在洗滌劑生產(chǎn)中應(yīng)用日益增多,目前,過(guò)碳酸鈉已廣泛用作家用和工業(yè)用洗滌、漂白、殺菌劑,用于合成纖維、動(dòng)物纖維、合成樹脂纖維、紙漿脂等生產(chǎn)領(lǐng)域,漂白效果好,不損傷面料,不泛黃。 匯通網(wǎng) 過(guò)碳酸鈉如日本重垢彩漂洗衣粉,過(guò)碳酸鈉添加量為10(質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同);國(guó)外常用普通的加酶漂白洗衣粉,添加量為8;日本新型除漬用洗滌劑,添加量為20;中國(guó)用防塵漂白洗衣粉,添
20、加量為8。自20世紀(jì)80年代以來(lái),西方工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家市場(chǎng)對(duì)洗滌劑的需求量以年均10的速率增長(zhǎng)。在中國(guó),目前將過(guò)碳酸鈉應(yīng)用于洗滌劑生產(chǎn)正處于起步階段,已有部分廠家開始將過(guò)碳酸鈉與其它有效的滌助劑配合,制成高效洗滌劑或彩漂洗衣粉銷售,但數(shù)量較小。盡管目前中國(guó)工業(yè)過(guò)碳酸鈉單獨(dú)存放的穩(wěn)定性有所提高,但因與現(xiàn)在使用的洗衣粉組分相容性不太好,當(dāng)過(guò)碳酸鈉添加到洗衣粉中后,由于洗衣粉中含水量高或一些可以引起過(guò)碳酸鈉分解的成分和雜質(zhì)的存在會(huì)引起過(guò)碳酸鈉分解,目前這個(gè)問(wèn)題已引起生產(chǎn)廠家的高度重視,開始研究生產(chǎn)包裹式過(guò)碳酸鈉產(chǎn)品。目前洗滌劑生產(chǎn)廠家面對(duì)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),也希望加入過(guò)碳酸鈉來(lái)改進(jìn)產(chǎn)品性能,尤其是低磷或無(wú)磷
21、洗衣粉的生產(chǎn),通過(guò)加入過(guò)碳酸鈉,可使產(chǎn)品向高檔化、無(wú)毒化、多功能化方向發(fā)展。中國(guó)是洗滌劑生產(chǎn)大國(guó),目前生產(chǎn)能力已達(dá)22萬(wàn)ta以上,若按加入量的5計(jì)算,則僅洗滌劑行業(yè)每年就需消費(fèi)過(guò)碳酸鈉10萬(wàn)t,可見(jiàn)中國(guó)過(guò)碳酸鈉市場(chǎng)潛力巨大。 匯通社區(qū) 醫(yī)療衛(wèi)生過(guò)碳酸鈉的應(yīng)用將過(guò)碳酸鈉與含聚乙烯酸及Cu、Fe、Co、Mn等任一化合物催化劑的固體物混合,當(dāng)急救用氧時(shí),加入適量的水,即可分解出氧氣,簡(jiǎn)單方便,供氧量大。這種氧源適于家庭(尤其是農(nóng)村家庭)、軍隊(duì)、地下施工及礦山開采、抗洪、滅火救災(zāi)等急救場(chǎng)合,是一種性能優(yōu)異的急救供氧劑。據(jù)保守估計(jì),僅京津地區(qū)用于醫(yī)用供氧源的過(guò)碳酸鈉就需約400噸/年,部分出口的過(guò)碳酸鈉
22、也是用于這一方面。過(guò)碳酸鈉還是一種殺菌消毒劑,可殺滅大腸桿菌、葡萄球菌、肝炎病毒等常見(jiàn)病菌??勺鳛獒t(yī)院、公共場(chǎng)所的殺菌消毒劑、假牙清潔劑、餐具及水果消毒劑、香皂殺菌劑等。 匯通網(wǎng) 其它過(guò)碳酸鈉可用于食品保鮮消毒,l過(guò)碳酸鈉水溶液可使水果、蔬菜貯存45個(gè)月不變質(zhì)。在西方已大量用于食品工業(yè),中國(guó)也已經(jīng)根據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織的標(biāo)準(zhǔn),制定了食品添加劑過(guò)碳酸鈉的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),以便更好地引導(dǎo)企業(yè)使用過(guò)碳酸鈉,以利于促進(jìn)其在食品行業(yè)的消費(fèi)。另外,過(guò)碳酸鈉可以替代過(guò)氧化鈣作為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的產(chǎn)氧劑,放氧速度明顯高于過(guò)氧化鈣,并可給在貯運(yùn)過(guò)程中的魚、蝦、蟹等生物供氧保鮮。隨著我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的不斷發(fā)展,過(guò)碳酸鈉在這方面的用量
23、將會(huì)呈逐年上升趨勢(shì)。過(guò)碳酸鈉可用作紡織、印染整理劑,不像氯漂白有易褪色等缺點(diǎn),適應(yīng)于不宜氯漂的合成纖維、動(dòng)物纖維、合成樹脂纖維及熒光增白劑處理過(guò)的纖維漂洗整理。過(guò)碳酸鈉可在醛基轉(zhuǎn)化為酚羥基反應(yīng)、有機(jī)硼烷氧化、腈水解、硫醚與胺氧化、烯烴環(huán)氧化、酮氧化、a一二酮斷裂氧化等反應(yīng)中作為氧化劑。另外過(guò)碳酸鈉還可作為金屬表面處理劑、電鍍洗滌劑、污水處理劑及高分子聚合控制劑等。 匯金網(wǎng) 匯金網(wǎng)注意事項(xiàng)編輯本段回目錄儲(chǔ)存 匯通百科 過(guò)碳酸鈉儲(chǔ)存于干燥潔凈、通風(fēng)條件良好的倉(cāng)間內(nèi)。遠(yuǎn)離火種、熱源和直接的陽(yáng)光照射。室溫40°C 以下,相對(duì)濕度保持在75%以下。 注意防潮和雨淋。保持容器的密封,注
24、意標(biāo)簽完好無(wú)遺漏。搬運(yùn)時(shí)要輕裝輕卸,防止包裝及容器損壞,注意保持容器壓力排泄的正常。雨天不宜運(yùn)輸。應(yīng)與易燃或可燃物、還原劑、硫、磷等分開存放,切忌混儲(chǔ)混運(yùn)。避免與其它易引起產(chǎn)品分解的物質(zhì)接觸。 匯通社區(qū)使用 匯通網(wǎng)避免產(chǎn)品與眼睛、皮膚和衣服接觸。操作時(shí)保持周圍環(huán)境空氣流暢。切勿吞食,切勿吸入粉塵、薄霧、氣體。勿在工作環(huán)境內(nèi)飲食、吸煙。避免與易燃物和有機(jī)物接觸。容器上應(yīng)有標(biāo)簽,不使用時(shí)保持容器密封。操作后清洗手和其它身體接觸部位。 匯通網(wǎng) 工程控制 匯通社區(qū)過(guò)碳酸鈉保持室內(nèi)空氣通暢,配備空氣流通裝置。避免粉塵和氣霧,勿在密閉的空間內(nèi)操作,應(yīng)經(jīng)常觀測(cè)以確定接觸危害值,保持接觸危害值處于防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)值之
25、下。 匯通社區(qū)防護(hù)通常情況下不需特殊的防護(hù),但是當(dāng)作業(yè)環(huán)境不確定或粉塵多、或者環(huán)境危害程度超過(guò)上限時(shí),應(yīng)使用空氣呼吸器、自給式呼吸器、氧氣呼吸器、過(guò)濾式防毒面具(半、全面罩)防塵口罩等防護(hù)器具,佩戴化學(xué)安全防護(hù)眼睛和防護(hù)面具。 匯通網(wǎng) 避免皮膚與產(chǎn)品接觸,佩戴防化學(xué)品手套(推薦材料:PVC,氯丁橡膠等)。根據(jù)具體情況選擇穿戴各類作業(yè)防護(hù)服。 匯通社區(qū) 防護(hù)設(shè)施包括:洗眼器,安全淋浴房,防毒物滲透工作服,橡膠靴。 匯通網(wǎng) 衛(wèi)生清潔 匯通社區(qū)下班后和用餐前用肥皂和水清洗手和其他身體接觸部位。進(jìn)食或吸煙前必須洗掉身體上的化學(xué)品。 匯通百科 廢棄處置依照政府相關(guān)法規(guī)處理的外包裝處置方法,清空并清洗容器
26、,然后依照政府相關(guān)法規(guī)處理 匯金網(wǎng)事故處理編輯本段回目錄急救措施泄漏處理皮膚接觸:脫去被污染的衣物,用大量的流動(dòng)的清水沖洗。 匯通社區(qū) 眼睛接觸:提起眼瞼,用流動(dòng)清水或生理鹽水沖洗,就醫(yī)。 匯通網(wǎng) 吸入:迅速脫離現(xiàn)場(chǎng)到空氣新鮮處。保持呼吸道暢通。若呼吸困難,給輸氧。若呼吸停止,立即進(jìn)行人工呼吸,就醫(yī)。 匯通百科 食入:飲足量溫水,就醫(yī),切勿催吐。 匯通社區(qū)消防措施 匯通社區(qū) 滅火方法:立即撤離所有無(wú)關(guān)人員。穿戴防護(hù)用具和自給式呼吸器。保持空氣流暢以排泄有毒氣體和分解物。用大量水噴灑 匯金網(wǎng)泄漏處理 匯通百科 隔離泄露污染區(qū),撤離所有無(wú)關(guān)人員。建議應(yīng)急處理人員戴自給式呼吸器,穿消毒服。不要直接接
27、觸泄露物。勿使泄露物與有機(jī)物、還原劑、易燃物接觸。 匯通社區(qū)小量泄露:用潔凈的鏟子收集與干燥、潔凈、有蓋的容器中。大量泄露:收集回收或運(yùn)到廢物處理場(chǎng)進(jìn)行處理。 用大量水沖洗泄露污染區(qū)。 匯通網(wǎng)用于洗衣粉組成的高穩(wěn)定性過(guò)碳酸鈉成剛 (工程師) 黎松(高級(jí)工程師) (金陵石油化工公司研究院,南京,210046) 摘要 介紹了能用于洗衣粉的高穩(wěn)定性過(guò)碳酸鈉的制備方法 關(guān)鍵詞 過(guò)碳酸鈉、涂膜、洗衣粉、貯存穩(wěn)定性 過(guò)碳酸鈉由于能分解釋放出活性氧而具備優(yōu)良的漂白活性和殺菌消毒性能,被大量用于洗滌、印染、紡織、造紙、醫(yī)藥衛(wèi)生等領(lǐng)域中1。我國(guó)洗滌工業(yè)是高穩(wěn)定性過(guò)碳酸鈉最大的潛在市場(chǎng),僅
28、洗衣粉一項(xiàng),參照日、美、歐的市場(chǎng)需求和發(fā)展趨勢(shì)2,以洗衣粉重量的10%計(jì),市場(chǎng)前景將十分廣闊。 洗衣粉通常由表面活性劑、無(wú)機(jī)助劑、螯合劑、抗再沉積劑、酶和漂白劑等復(fù)配而成3。漂白劑能增強(qiáng)洗滌效果,順應(yīng)洗滌工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)(先洗后漂,提高洗滌能力)的高效超濃縮洗衣粉對(duì)漂白劑的要求甚高。 常見(jiàn)漂白劑分氯系和氧系兩大類,常用氯系漂白劑由于使加入洗衣粉中的多數(shù)酶失活,損傷織物纖維,使織物褪色,本身的穩(wěn)定性較差,使用量日趨萎縮。而高穩(wěn)定性能的氧系漂白劑則能在保持良好漂白活性成分的前提下,與酶及其它組分的相容性好4,而且還能增強(qiáng)洗滌功能而得到廣泛應(yīng)用,作為高效氧系漂白劑的代表過(guò)碳酸鈉和過(guò)硼酸鈉已被大量應(yīng)用于洗
29、衣粉中。 過(guò)碳酸鈉、過(guò)硼酸鈉及其同類化合物溶于水后,通過(guò)分解釋放出活性氧而顯示其漂白功能。過(guò)硼酸鈉在低溫時(shí)分解得很慢,需在洗滌過(guò)程中加入活化劑并提高洗滌溫度,在主要用冷水或溫水進(jìn)行洗滌的地區(qū),采用過(guò)硼酸鈉作為洗衣粉的漂白組分,其效果難以令人滿意5。 相反,過(guò)碳酸鈉能在低溫下溶于水中,迅速分解并釋放出活性氧,顯示出良好的漂白性能。因此,近年來(lái),洗衣粉生產(chǎn)中對(duì)過(guò)碳酸鈉的需求量迅速增長(zhǎng)2。 可是相對(duì)于過(guò)硼酸鈉而言,過(guò)碳酸鈉對(duì)潮濕和熱太敏感,即使是在室溫下,洗滌劑本身所含的水分以及空氣中的濕度就足以讓它分解,洗滌劑中的某些成分(如沸石等)與過(guò)碳酸鈉接觸時(shí)也能加速其分解5,造成包裝袋脹爆、有效成分損失,
30、故研究制備出高穩(wěn)定性能的過(guò)碳酸鈉十分迫切也十分必要。 1提高過(guò)碳酸鈉穩(wěn)定性方法 提高過(guò)碳酸鈉穩(wěn)定性的方法有三種,一種是在制備過(guò)碳酸鈉顆粒的過(guò)程中加入少量特定物質(zhì)6,這些物質(zhì)共存于過(guò)碳酸鈉顆粒中使穩(wěn)定性增強(qiáng);一種是在使用過(guò)碳酸鈉的同時(shí),外加少量穩(wěn)定劑來(lái)抑制其分解7,以期達(dá)到增強(qiáng)穩(wěn)定性的目的;再一種就是在粒狀過(guò)碳酸鈉的表面均勻地涂上少量的無(wú)機(jī)、有機(jī)或高分子物質(zhì),使其外表被包膜,隔絕與空氣、潮濕和其它物質(zhì)接觸,起到增強(qiáng)穩(wěn)定性的作用。 在過(guò)碳酸鈉制備中加入少量的含硅、鎂等元素的無(wú)機(jī)或有機(jī)鹽,是能夠在一定程度上加強(qiáng)過(guò)碳酸鈉的穩(wěn)定性,但效果不明顯,而且加入的物質(zhì)使洗衣粉生產(chǎn)成本增加,洗滌性能未能得到改善;
31、外加少量的穩(wěn)定劑,其結(jié)果是與穩(wěn)定劑接觸到的過(guò)碳酸鈉顆粒的分解得到抑制,而未能與穩(wěn)定劑接觸到的部分依然分解,效果仍不理想;采用具有助洗功能的物質(zhì)以包裹的形式使過(guò)碳酸鈉表面顆粒表面形成涂膜,由于隔絕了過(guò)碳酸鈉與外界的直接接觸,穩(wěn)定效果提高明顯5,并且在用于洗衣粉配方后,在洗滌過(guò)程中由于涂膜的溶解延緩了漂白劑的分解,起到先洗后漂的作用,避免了由于活性氧的催化使水溶性污垢生成難溶物再沉積于衣物纖維上的可能8,因而應(yīng)用前景廣闊。 用來(lái)做涂覆包膜的物質(zhì)大致有三類:一類為粗石蠟、氯乙烯樹脂、二烷基氯化銨等有機(jī)物9,一類為硅酸鹽、磷酸鹽、硼酸及其堿金屬或堿土金屬鹽類無(wú)機(jī)物10-12,另一類為高分子取代乙烯、聚
32、乙烯醇、聚丙烯酸鹽及馬丙共聚等水溶性高聚物1314。由于粗石蠟及氯乙烯樹脂等有機(jī)涂層水溶性差,尤其是在用于低溫洗滌時(shí),影響洗衣粉漂白性能和洗滌性能的有效發(fā)揮,已逐漸被取代,而用后兩類物質(zhì)作為過(guò)碳酸鈉的表面涂層材料以提高其穩(wěn)定性則顯得尤為重要。 2涂覆包膜法制備高穩(wěn)定性能的過(guò)碳酸鈉 用涂覆包膜法制備洗衣粉用高穩(wěn)定性的過(guò)碳酸鈉,必須考慮包膜后的過(guò)碳酸鈉配入洗衣粉后在洗滌過(guò)程中的溶解性能。在我國(guó)絕大部分地區(qū),洗滌均在低溫下進(jìn)行,即使是采用低熔點(diǎn)的有機(jī)物對(duì)過(guò)碳酸鈉進(jìn)行包膜處理,洗滌時(shí)其漂白性能也會(huì)受到溶解等因素的影響,并且會(huì)有因被洗織物受包膜用有機(jī)物的污染致使洗滌效果下降的可能,故而建議采用無(wú)機(jī)材料,
33、和高分子材料進(jìn)行涂覆包膜的制備方法。 受過(guò)硼酸鈉水溶液低溫分解緩慢、穩(wěn)定性好的啟發(fā),在選用無(wú)機(jī)材料進(jìn)行涂覆包膜時(shí),人們很自然地想到采用硼酸、過(guò)硼酸及其鹽類化合物等材料15。最早提出用硼酸做涂覆包膜材料以提高過(guò)碳酸鈉的穩(wěn)定性的制備方法16是將硼酸水溶液噴涂于過(guò)碳酸鈉顆粒上,用熱氣流帶走水分,過(guò)碳酸鈉顆粒應(yīng)外表面形成涂膜而使穩(wěn)定性能得到改善。但單用硼酸及其鹽類化合物來(lái)進(jìn)行涂覆包膜,過(guò)碳酸鈉的穩(wěn)定效果不如預(yù)期的那么好,于是,人們?cè)谶M(jìn)一步的改良中,在硼酸及其鹽溶液中加入磷酸,硅酸等無(wú)機(jī)酸的堿金屬和堿土金屬鹽共同涂覆,鎂鹽因作為內(nèi)穩(wěn)定劑效果較好而在一段時(shí)間內(nèi)倍受推崇1315,涂覆后的過(guò)碳酸鈉用作洗衣粉漂
34、白組分時(shí)其穩(wěn)定性再一次提高17。 采用分別噴涂硼酸的硅酸鹽化合物溶液于粒狀過(guò)碳酸鈉上5,使其在熱氣流作用下外表層均勻成膜穩(wěn)定性更好。而且分別噴涂可以用硼酸鹽及硅酸鹽的濃溶液,節(jié)省了涂膜干燥而蒸發(fā)大量溶劑的能耗,縮短過(guò)碳酸鈉在熱環(huán)境中與水溶液接觸的時(shí)間,減少因涂覆制備而造成的有效氧損失,同時(shí)還能克服硼酸和硅酸鹽在水溶液中容易形成凝膠致使噴涂液粘度過(guò)大不易噴涂等缺點(diǎn),涂覆后的過(guò)碳酸鈉在保持高穩(wěn)定性的前提下,還具有流動(dòng)性好、水溶性好等特點(diǎn)。 螯合劑與抗再沉積劑是合成洗衣粉不可缺少的組成。傳統(tǒng)三聚磷酸鈉因富營(yíng)養(yǎng)化造成環(huán)境污染正在逐漸被新一代的助劑所替代。這些替代品中,丙烯酸聚合物和共聚物的堿金屬鹽功效
35、顯著,它不僅能使洗衣粉具備良好的抗硬水性,而且對(duì)污垢的分散性、膠溶性和抗再沉積性較好。在過(guò)碳酸鈉粒子外表噴涂這類高分子物質(zhì)形成均勻包膜,不僅可以提高過(guò)碳酸鈉的穩(wěn)定性,而且使洗衣粉具備抗硬水、抗再沉積等性能,可以起到一石多鳥的作用。 高分子溶液的成膜性強(qiáng)。在過(guò)碳酸鈉生產(chǎn)過(guò)程中加入少許內(nèi)穩(wěn)定物質(zhì),再用高聚物涂覆包膜提高其穩(wěn)定性不僅效果好,而且用量少13。在合適的配比和工藝條件下選用助洗功能與水溶解性俱佳的聚合物進(jìn)行涂覆或浸漬包膜,不僅使包膜后的過(guò)碳酸鈉穩(wěn)定性高、流動(dòng)性與水溶性好,而且將其配入洗衣粉后能在洗滌過(guò)程中起到先洗后漂的作用。 3噴涂工藝設(shè)計(jì)及過(guò)碳酸鈉穩(wěn)定性能評(píng)價(jià) 31 工藝設(shè)計(jì) 由于過(guò)碳酸
36、鈉遇熱和潮濕容易分解,而用來(lái)涂覆包膜的溶液多為水溶液,而且需要用熱氣流吹掃使溶劑揮發(fā),使過(guò)碳酸鈉顆粒外表形成涂膜,故設(shè)備裝置(小型流化床)的設(shè)計(jì)和工藝條件的選定至關(guān)重要。能否在盡量段的接觸時(shí)間里和盡量低的溫度下完成涂覆包膜就成為技術(shù)的關(guān)鍵。 高分子材料涂覆因膜層較薄,一般采用浸漬的方法完成13,無(wú)機(jī)材料涂覆大體上都采用噴涂的方法進(jìn)行5。 浸漬的方法設(shè)備方面要求相對(duì)簡(jiǎn)單一些,但溶劑的選擇和回收使用較繁瑣,相應(yīng)地生產(chǎn)成本稍大一些。涂覆方式則對(duì)設(shè)備及工藝條件的要求較嚴(yán)格,使用的包膜材料多為水溶性好的硼酸鹽、硅酸鹽和磷酸鹽類無(wú)機(jī)化合物,材料成本較低。采用特別設(shè)計(jì)的噴槍和合適的工藝,可以同時(shí)噴涂無(wú)機(jī)材料
37、和高分子材料,使涂膜成多層微孔網(wǎng)絡(luò)狀,最外層用高分子涂層覆蓋,與洗衣粉其它成分相容,從而達(dá)到其貯運(yùn)穩(wěn)定的效果。 涂覆包膜多在熱氣流下使粒狀過(guò)碳酸鈉保持流動(dòng)狀態(tài),于一定高度上同時(shí)或分別噴淋熱的包膜材料水溶液5。溫度太高,則使過(guò)碳酸鈉的分解速率加快活性氧損失大,溫度過(guò)低,需要干燥的時(shí)間長(zhǎng),同樣能造成活性氧的損失,而且能耗大、周期長(zhǎng)。噴淋溶液過(guò)濃,使包膜液粘度過(guò)大,涂膜不均勻,粒子流動(dòng)性差,溶液過(guò)稀,則增加過(guò)碳酸鈉與水溶液的接觸,能耗增大,活性氧損失多。因此,選擇合適的工藝條件(包括選用合適的噴槍)與合適的溶液濃度至關(guān)重要。 噴涂溶液相互間的比例及噴涂方式同樣十分關(guān)鍵。配比不同,穩(wěn)定效果則不同5。將
38、噴涂溶液摻合到一起常會(huì)因相互作用形成凝膠,不易在較高的濃度下噴涂,分別噴涂的效果則較理想,包膜后的過(guò)碳酸鈉能達(dá)到技術(shù)要求。 32 穩(wěn)定性評(píng)估 過(guò)碳酸鈉的穩(wěn)定性通常由測(cè)定產(chǎn)品的活性氧含量來(lái)進(jìn)行評(píng)估215??赏ㄟ^(guò)活性氧含量的信息反饋來(lái)確定工藝條件、溶液濃度、材料配比的優(yōu)選,從而制備出高穩(wěn)定性的過(guò)碳酸鈉產(chǎn)品。目前,高濃度過(guò)碳酸鈉產(chǎn)品活性氧含量在13%以上,文獻(xiàn)報(bào)道的用于洗衣粉中的高穩(wěn)定性過(guò)碳酸鈉保存在40、80%的相對(duì)濕度下兩周后活性氧存留率在85%以上51517。 4 結(jié)束語(yǔ) 綜上所述,為順應(yīng)我國(guó)洗滌劑生產(chǎn)向高效、超濃縮發(fā)展的趨勢(shì),高穩(wěn)定性過(guò)碳酸鈉的制備勢(shì)在必行。專家預(yù)測(cè),到2000年,我國(guó)洗滌行
39、業(yè)需高穩(wěn)定性過(guò)碳酸鈉萬(wàn)噸以上,而國(guó)內(nèi)市場(chǎng)普通過(guò)碳酸鈉價(jià)格每噸為5000元,提高穩(wěn)定性后價(jià)格約為每噸800美元,且用來(lái)噴涂的材料多為洗衣粉的必要成分,基本上不增加原料成本,因而市場(chǎng)前景廣闊,形成工業(yè)化后效益顯著。 【技術(shù)特點(diǎn)】過(guò)碳酸鈉產(chǎn)品是以雙氧水和碳酸鈉為原料經(jīng)合成而制備。本項(xiàng)目開發(fā)研究的過(guò)碳酸鈉新技術(shù),工業(yè)路線短,設(shè)備簡(jiǎn)單,一次性投入少;操作簡(jiǎn)便,易于控制,過(guò)程無(wú)三廢處理;雙氧水利用率高,生產(chǎn)成本低;產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品先進(jìn)水平。產(chǎn)品貯存穩(wěn)定性好?!井a(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)】產(chǎn)品規(guī)格符合化工行業(yè)HG/T 2764-1996標(biāo)準(zhǔn)。【產(chǎn)品發(fā)展前景】漂白劑的使用是當(dāng)前洗滌劑工業(yè)的一個(gè)重要
40、發(fā)展方向。過(guò)碳酸鈉是一種十分理想的漂白劑,具有增艷、殺菌作用。做為洗滌劑的添加劑,不但可以增加洗衣粉的花色品種,提高洗衣粉的檔次,調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),而且還能減少對(duì)環(huán)境的污染。所以,國(guó)際上許多國(guó)家都在競(jìng)相開發(fā)和應(yīng)用過(guò)碳酸鈉以及含有過(guò)碳酸鈉的多種洗滌劑。從國(guó)內(nèi)洗滌劑行業(yè)來(lái)看,洗衣粉在向高檔、系列、專用化的方向發(fā)展。我國(guó)現(xiàn)有許多高級(jí)賓館要以萬(wàn)元/噸的代價(jià)從國(guó)外購(gòu)買高檔專用洗衣粉。由此可見(jiàn),有必要加緊開發(fā)該類產(chǎn)品,并盡快的投放于市場(chǎng)。彩漂洗衣粉的推出將會(huì)使洗滌劑產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)有一個(gè)重大突破。所以,作為彩漂洗衣粉的重要添加劑過(guò)碳酸鈉將有其良好的市場(chǎng)前景。【主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)】原材料、水、電、汽消耗(噸產(chǎn)品計(jì))名稱規(guī)格
41、消耗定額工業(yè)雙氧水27.5%1.2工業(yè)一級(jí)碳酸鈉以100%計(jì)0.72水3.0電度200蒸汽0.4mPa4.5【工程投資估算】規(guī)模(t/a)基建投資(萬(wàn)元)其中設(shè)備(萬(wàn)元)1000200.0100.03000350.0200.05000500.0350.0 過(guò)碳酸鈉是優(yōu)良的氧化劑,由于其適中的電極電位和常溫下的良好活性,較之過(guò)硼酸鈉更適宜于東方人的常溫洗滌衣物的習(xí)慣,故其產(chǎn)量中近60%用于洗滌漂白劑。過(guò)碳酸鈉還可作還原染料的顯色劑;紡織品和造紙工業(yè)中的漂白劑、脫脂劑;醫(yī)藥上和家庭用的消毒殺菌劑。也可作媒染劑、脫臭劑、分析化學(xué)試劑、有機(jī)合成的聚合引發(fā)劑
42、以及牙膏、化妝品的添加劑。還可以作為氧氣發(fā)生劑以作為應(yīng)急氧源。 生產(chǎn)成本:40004500元/t售 價(jià):55006500元/t利 稅:10001500元/t提高過(guò)碳酸鈉穩(wěn)定性技術(shù)進(jìn)展過(guò)碳酸鈉是由碳酸鈉和過(guò)氧化氫復(fù)合形成的一種新型氧系漂白劑,其穩(wěn)定性較差,在制備、貯存、運(yùn)輸和使用過(guò)程中易發(fā)生分解,致使活性氧含量降低。因此,提高過(guò)碳酸鈉的穩(wěn)定性,保持高的活性氧含量是生產(chǎn)過(guò)碳酸鈉產(chǎn)品的關(guān)鍵。影響過(guò)碳酸鈉產(chǎn)品穩(wěn)定性的因素主要有環(huán)境的濕度、溫度以及產(chǎn)品中金屬雜質(zhì)的含量,所以增加過(guò)碳酸鈉穩(wěn)定性的途徑大致有以下幾種方法:凈化原料,減少原料雜質(zhì)尤其是重金屬離子的含
43、量;添加無(wú)機(jī)物和有機(jī)物使其與金屬離子形成螯合物;用某些有機(jī)和無(wú)機(jī)化合物涂覆過(guò)碳酸鈉粒子,以隔絕其與濕空氣接觸的機(jī)會(huì),改善產(chǎn)品的貯存環(huán)境等。其中添加穩(wěn)定劑和采用包覆方法是最主要的兩種方法。一、添加穩(wěn)定劑工業(yè)用碳酸鈉原料中一般含有Fe、Mn、Cr等金屬,在碳酸鈉與H2O2反應(yīng)制過(guò)碳酸鈉過(guò)程中,這些金屬會(huì)加速過(guò)氧化氫的分解,導(dǎo)致氧損失,并且最終使產(chǎn)品的穩(wěn)定性變差,解決方法之一是在生產(chǎn)過(guò)程中添加不同的穩(wěn)定劑。研究發(fā)現(xiàn),在碳酸鈉與過(guò)氧化氫反應(yīng)過(guò)程中加入有機(jī)螯合物和各種無(wú)機(jī)鹽類穩(wěn)定劑,可以大大提高過(guò)碳酸鈉產(chǎn)品的穩(wěn)定性。加入的穩(wěn)定劑種類很多,主要包括無(wú)機(jī)化合物和有機(jī)化合物兩大類。其中無(wú)機(jī)化合物包括:磷酸或磷
44、酸鹽類,如正磷酸、磷酸、磷酸鈉、磷酸二氫鈉、六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉等;堿金屬或堿土金屬鹽類,如硫酸鈉、硫酸鎂、氯化鎂等;硅酸鹽類,如硅酸鹽、硅酸鈉等;硼酸或硼酸鹽,如硼酸、偏硼酸鈉等。有機(jī)化合物包括:有機(jī)胺類化合物,如乙撐二胺四醋酸鹽、二乙烯三胺五醋酸鹽等;醇類化合物,如聚乙二醇類、聚乙二硫醇類化合物;螯合物與表面活性劑,如8-羥基喹啉,-苯偶姻肟等;脂肪族氨基酸及其鹽類,如乙氨酸、谷蛋白、明膠等;芳香族化合物,如磺酸鎂鹽、高級(jí)脂肪醇的硫酸脂鎂鹽等;銨鹽羧酸鹽類,如EDTA;非離子表面活性劑,如高級(jí)醇、高級(jí)脂肪的甘油脂等。在生產(chǎn)中,應(yīng)按原料價(jià)格便宜、易得的原則選擇穩(wěn)定劑,多采用一種或兩種以上無(wú)機(jī)
45、和有機(jī)化合物組合,這樣比采用單一穩(wěn)定劑的穩(wěn)定效果更佳。就一般原料和操作條件而言,無(wú)機(jī)化合物的添加量一般為0.01%1.0%(質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同),有機(jī)化合物的添加量為0.02%0.5%。穩(wěn)定劑的加入既可采用在成品表面進(jìn)行噴涂的方法,也可采用在反應(yīng)中加入的方法。二、制造粒狀過(guò)碳酸鈉粉末狀過(guò)碳酸鈉屬于熱敏型不穩(wěn)定化合物,長(zhǎng)期保存易結(jié)塊,在濕空氣中不穩(wěn)定,容易使活性氧含量下降,或由于分解放熱發(fā)生危險(xiǎn)。若制成顆粒狀可增加其穩(wěn)定性。過(guò)碳酸鈉在造粒過(guò)程中需添加碳酸鹽或多糖類及其衍生物。三、用流化床技術(shù)合成過(guò)碳酸鈉在流化床反應(yīng)器內(nèi)將碳酸鈉和過(guò)氧化氫溶液混合,鼓入空氣,使兩者反應(yīng)生成過(guò)碳酸鈉微晶。排出晶粒進(jìn)入涂層
46、工序,該工序也采用流化床技術(shù)。用可相溶的無(wú)機(jī)鹽類形成均勻的涂層以穩(wěn)定過(guò)碳酸鈉的活性氧,該法制得的過(guò)碳酸鈉活性氧含量約為13%。四、噴淋干燥法生產(chǎn)過(guò)碳酸鈉制備碳酸鈉水溶液,然后與過(guò)氧化氫水溶液混合,將兩種溶液充分濃縮,使其在幾分鐘內(nèi)沉淀出過(guò)碳酸鈉。生成的料漿必須劇烈攪拌,以使進(jìn)入噴淋段的晶體料漿保持均勻態(tài),然后將分布均勻的晶體料漿送入噴淋干燥器,干燥后可得流動(dòng)性好的固體過(guò)碳酸鈉。本法可持續(xù)或間歇地噴淋干燥含過(guò)碳酸鈉晶體的料漿, 產(chǎn)品得率高, 活性氧含量在14.1%14.6%。產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,于50下存放1個(gè)月后,活性氧僅損失2.2%3.8%。五、包覆法 為提高過(guò)碳酸鈉的穩(wěn)定性,對(duì)過(guò)碳酸鈉粒子表面進(jìn)
47、行包覆是隔絕外界物質(zhì)侵入的最有效方法。包覆在一系列可攪動(dòng)粒子的設(shè)備中進(jìn)行,粒子在攪動(dòng)下噴涂包覆溶液后進(jìn)行干燥,干燥一般在流化床中進(jìn)行,溫度為6080,干燥后產(chǎn)品含水量為0.1%0.7%。 1無(wú)機(jī)鹽包覆由于降低產(chǎn)品的吸濕性可起到提高穩(wěn)定性的作用,故可以采用無(wú)機(jī)鹽如硅酸鹽、硫酸鎂、堿金屬鹽(包括碳酸鹽、碳酸氫鹽、硫酸鹽等)進(jìn)行多層包覆。其中以堿金屬硫酸鹽和氯化鹽包覆過(guò)碳酸鈉效果較好,其機(jī)理可能是Na2S04和NaCl以適當(dāng)?shù)谋壤纬纱案裥筒搴衔?,水分進(jìn)入其晶格中后,其結(jié)合力比普通結(jié)晶水牢固,而且在貯存中即使H2O2釋放出時(shí)也能被此結(jié)晶格捕獲從而避免損失,能有效提高過(guò)碳酸鈉的穩(wěn)定性。包覆時(shí)還可加入少
48、量硅酸鹽作為抗摩擦劑。 2有機(jī)酸(鹽)包覆 以配合劑羥基羧酸鹽包覆過(guò)碳酸鈉效果較好。羥基羧酸鹽包括葡萄糖酸鹽、抗壞血酸鹽、三羥基戍二酸鹽以及酒石酸鹽等,實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)以上有機(jī)配合劑和硅酸鹽有配合效應(yīng),與無(wú)水Na2CO3也有配合效應(yīng),羥基羧酸鹽和無(wú)機(jī)鹽如硅酸鈉、硫酸鎂、硫酸鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉配合多層包覆效果明顯。 3硼酸或硼酸鹽包覆 包覆劑可采用硼酸或硼酸鹽與防水劑并用。用噴霧器將包覆劑噴到過(guò)碳酸鈉粒狀物上,再干燥得到產(chǎn)品。還有用硼酸溶液及水玻璃在流化床中對(duì)過(guò)碳酸鈉進(jìn)行包覆,溫度為5070,無(wú)論是同時(shí)噴涂?jī)煞N包覆液或分別噴涂?jī)煞N包覆液其結(jié)果基本相同,都能得到高穩(wěn)定性的過(guò)碳酸鈉。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),當(dāng)溫度高達(dá)
49、91100時(shí),經(jīng)光電顯微鏡觀測(cè)過(guò)碳酸鈉表面出現(xiàn)毛刺,表明其表面發(fā)生了分解反應(yīng),產(chǎn)品穩(wěn)定性明顯降低。 此外,還可以把硼酸、硅酸、硅酸鹽混合起來(lái),在基本上不產(chǎn)生凝膠的情況下配制成濃溶液,質(zhì)量分?jǐn)?shù)在15%25%。包覆后的過(guò)碳酸鈉中包覆劑占2%6%。此法的優(yōu)點(diǎn)是使用了較濃的包覆劑,避免了包覆過(guò)程中為除去大量水而耗費(fèi)能量,同時(shí)縮短干燥時(shí)間也起到了避免過(guò)碳酸鈉分解作用的效果,缺點(diǎn)是工藝操作較難。采用硼酸和堿金屬鹽(氯化鈉和硫酸鈉)或銨鹽作包覆劑,堿金屬鹽或銨鹽的存在可提高硼酸在水中的溶解度,還可減少硼酸用量,其效果與前一技術(shù)相似。還有用硼酸(鹽)與有機(jī)二元醇、多元醇或羥基羧酸(鹽)與乳糖酸(鹽)的混合物作
50、包覆劑,所用包覆液濃度達(dá)20%以上,既節(jié)能又可減少過(guò)碳酸鈉的分解,但因包覆液濃度大,在使用前必須先預(yù)熱以防止沉淀物堵住噴槍口。實(shí)驗(yàn)表明,硼酸鹽與羥基羧酸鹽形成配合體后,所形成的包覆層更牢固。 4過(guò)硼化合物包覆 在濕法制作碳酸鈉過(guò)程中,制得的含過(guò)碳酸鈉晶粒物料在離心機(jī)中除去母液后,噴入含過(guò)硼酸鈉的水溶液或懸浮液,然后在流化床中干燥。當(dāng)溫度由40升至8085時(shí),晶料表面上的過(guò)硼酸鈉熔化,同時(shí)脫去一部分結(jié)晶水。包覆后過(guò)碳酸鈉中硼的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%0.2%。這種方法所得過(guò)碳酸鈉穩(wěn)定性不及一些噴涂工藝得到的過(guò)碳酸鈉,但此工藝相對(duì)簡(jiǎn)單,生產(chǎn)廠家容易接受。還可用過(guò)硼砂(Na2B4O7·4H2O)
51、來(lái)包覆過(guò)碳酸鈉,一般用量為2%6%,由于過(guò)硼砂溶解性好,所以可用高濃度溶液,噴霧時(shí)噴嘴不易堵塞,干燥過(guò)程中只有少量水需移走。 5有機(jī)高分子材料包覆 不溶于水的高分子材料熔融后也可用來(lái)包覆過(guò)碳酸鈉。方法是過(guò)碳酸鈉經(jīng)過(guò)離心霧化后通過(guò)熔融包覆材料的氣霧帶,滯留時(shí)間少于1s,立即于冷空氣流中收集。此過(guò)程可重復(fù)進(jìn)行,多層包覆。此工藝避免了熱效應(yīng)及水對(duì)過(guò)碳酸鈉的分解作用。由于有機(jī)高分子材料較無(wú)機(jī)鹽的溶解速度低,所以以有機(jī)高分子材料包覆過(guò)碳酸鈉在水中溶解速度較慢,這是它們的缺點(diǎn),但其較慢的溶解速度使得過(guò)碳酸鈉在貯存時(shí)可以抵抗高濕度的水分侵入,而且由于高分子材料較柔韌,其形成的包覆層不易剝離,所以用有機(jī)高分子
52、材料作包覆劑制得的過(guò)碳酸鈉具有抗擠壓、抗摩擦的特點(diǎn)。六、結(jié)束語(yǔ)加入穩(wěn)定劑、改進(jìn)生產(chǎn)工藝以及采用包覆等技術(shù)是提高過(guò)碳酸鈉產(chǎn)品穩(wěn)定性的重要方法。目前我國(guó)過(guò)碳酸鈉的生產(chǎn)和應(yīng)用還處于發(fā)展階段,與國(guó)外相比還存在較大差距。因此,今后應(yīng)該不斷完善過(guò)碳酸鈉的生產(chǎn)工藝,提高產(chǎn)品質(zhì)量,降低生產(chǎn)成本,還應(yīng)該積極研制高效內(nèi)、外穩(wěn)定劑及其合理的加入方式,改進(jìn)產(chǎn)品造粒技術(shù),保證外穩(wěn)定劑的包覆效果,提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性,更好地發(fā)揮其優(yōu)越的性能。顆粒狀高密度過(guò)碳酸鈉制備工藝過(guò)碳酸鈉也稱過(guò)氧化碳酸鈉或過(guò)氧水合碳酸鈉(英文名稱Sodium Percarbonate,簡(jiǎn)寫SPC),分子式為2Na2CO3-3H2O2,相對(duì)分子量為314
53、.02,理論活性氧值為15.28%。它是一種白色、松散、流動(dòng)性好的顆粒或粉末狀固體,無(wú)味、無(wú)毒、易溶于水。因產(chǎn)品為固體,也有人稱之為固體過(guò)氧化氫。過(guò)碳酸鈉與過(guò)硼酸鈉一樣都是氧系漂白劑,被認(rèn)為是洗滌劑中的理想成分,過(guò)碳酸鈉溶于水釋放出活性氧,具備漂白、殺菌、去油、洗滌的作用。過(guò)碳酸鈉作為漂白劑克服了氯系漂白劑有異味,容易使織物變色、帶味的缺點(diǎn),且不易損壞布料。過(guò)碳酸鈉對(duì)有芳香味的有機(jī)添加劑及增白劑無(wú)破壞作用且使用后所排放的廢水對(duì)環(huán)境沒(méi)有不利影響。用于紡織工業(yè)的染整劑、干漂劑、醫(yī)療工業(yè)的口腔消毒劑、急救中氧來(lái)源、金屬表面處理劑及自來(lái)水處理劑等方面,也應(yīng)用于牙膏、化妝品等日化產(chǎn)品中。過(guò)碳酸鈉作為洗滌
54、助劑加于洗衣粉中,其用量一般為洗衣粉總質(zhì)量的10%-15%。國(guó)內(nèi)外主要生產(chǎn)公司有天津東方、吉林化工、Solvay.Interox、三菱瓦斯化學(xué)、浙江上虞韓華等。 滄州大化集團(tuán)有限責(zé)任公司擁有套年產(chǎn)1000t過(guò)碳酸鈉生產(chǎn)裝置,原工藝采用先配制一定母液,然后加入雙氧水和粉狀碳酸鈉制備過(guò)碳酸鈉。產(chǎn)品粒徑小、過(guò)濾性差,進(jìn)行固液分離時(shí),易吸附在濾布上堵塞濾孔,使得濾出產(chǎn)品含水量較高,干燥時(shí)需提高干燥溫度,從而造成活性氧含量降低。為了提高產(chǎn)品粒度,在干燥前增加機(jī)械造粒工序,但粒子強(qiáng)度不好,經(jīng)振動(dòng)流化床干燥后,容易被振碎,粉狀過(guò)碳酸鈉較多且產(chǎn)品粒度不均,堆積密度僅0.4-0.6g/mL,產(chǎn)品穩(wěn)定性不高,使其應(yīng)用受到局限。為了解決這一不足,對(duì)原工藝進(jìn)行了改進(jìn)實(shí)驗(yàn),通過(guò)加入飽和碳酸鈉溶液和加入結(jié)晶改良劑的方法制備出了顆粒均勻、堆積密度較高的過(guò)碳酸鈉產(chǎn)品。由于產(chǎn)品呈顆粒狀,濕產(chǎn)品有良好的過(guò)濾性,產(chǎn)品易于干燥,且可省略常用的造粒工序。高密度顆粒過(guò)碳酸鈉比粉末過(guò)碳酸鈉表面積小,不易受環(huán)境條件的影響而分解,與洗滌劑相混穩(wěn)定性比粉末的好,產(chǎn)品的性能及應(yīng)用范圍得到了很大改善。 1 過(guò)碳酸鈉的制備 1.1 實(shí)驗(yàn)儀器及藥品 四口燒瓶、鐵架臺(tái)、電動(dòng)攪拌器、溫度計(jì)、抽濾裝置、恒溫干燥箱、滴定管、三角瓶等。 碳酸鈉:工業(yè)級(jí),天津堿廠;雙氧水:含量35%,工業(yè)級(jí),滄州大化集團(tuán)有限責(zé)任公
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