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~ a pr~sente in~ention concerne un proc~d~ de pr~para-
tion de percarbonates a~calins et plu~ particulibr~ment un procédé
de pr~paration de percarbonate de ~odium par atomisation.
~ e percarbonate de sodium entre ~réquemment dans la
compositio~ de~ lessives et autres agents de blanchiment et de
nettoyage 80US ~orme de poudres.
- Selon la technique classique le percarbonate est ~abri-
qué par précipitation par refroidissement d'un mélange d'eau axy-
g~née concentrée et d'une solution ~aturée de carbonate de soude.
On obtient après essorage et ~échage, un composé de formule
Na2C03~ 1,5 ~ 2 titrant environ 15,4% en o~yg~ne actifO
- ~es eaux mères de cris*allisation sont encore relative-
ment concentrées en oxygène actif et doivent 8tre recyclee~ pour
des rai~ons économique~. Or le recyclage ne peut atre complet du
fait de l'inætabilité bien connue de l'eau oxygénée et l'on a en
pràtique une perte de l'ordre de 15 à 20% en oxyg~ne actifO Cette
instabilité est de plus accrue par la;présence d'impuretés quasi
inévitables~ surtout le rer, dan~ le carbonate de sodium commer-
cial de départ et le recyclage ampli~ie naturellement la concen-
tration en impuretésO
Par ailleurs, ainsi que cela a été mentionné plU8 haut~
le percarbonate de æodium ontre fréquemment dans la oompositian
deæ lessive~ et ~gentc de blanchiment et de nettoyage en poudre.
- Or les oonstituants des lessi~es autres que celui contenant lloxg-
g~ne acti~ ~ont habituellement préparés par atomisation. ~es par-
ticules de cette poudre atomisée ~ont très dliférentes, par leur
~orme et leur densit~, des particules du per¢arbonate de ~odium pré-
paré par un proc~dé autre que l'atomisation. Ceoi rend tr~s dii-
cile l'obtention de m~langes homogènesO
Il est donc souhaitable industriellement de pouvoir pré-
parer le percarbcnate de sodium par atomisation. Diverses tenta-
tives ont été ~aites danæ ce sen~, on peut citer ~ cet ~ard le
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brevet fra~çais de VEGUSSA n 69/27886 du 13 Aout 1969,
Le procédé revendiqué par ~EGUSSA prévoit l'atomisation
d~un percarbonate de sodium déj~ préparé avant de parvenir dans
la tuy~re d'atomisationO C'est en fait plut~t un ~échage de per-
`carbonate de sodium par atomisationO
~ a demanderesse a fait la constatation inattendue qu'il
n'était pas judicieux de réaliser le mélange des con~tituants par-
tiels immédiatement avant l'atomisation, comme il e t ¢ependan~
en r~gle générale pr~érable d'assurer un mélange effica-o des
réacti~s avant toute réaction et comme le préconise DEGUSSA, mais
que lesdits composants partiels~ ~ sa~oir la soude (h~dro~yde de
sodium en solution aqueuse), l~eau oxygénée (peroxyde d'hydro~bne
en solution aqueuse) et le gaz carbonique (gazeux) réagissent avec
un excellent rendement bien qu'injectés séparément. En ré~umé la
dcmanderesse a constaté de façon surprenante qu'ii était non seu-
lement possible mais encore souhaitable de preparer du percarbona-
te de sodium in situ da~s la chambre d'atomisation en injectant
8éparément les constituants de départ: soude sous ~orme d'hydro-
~yde de sodium en ~olution aqueuse, eau o~ygénée sous forme de
ZO peroxyde d'hydrogène en solution aqueuse, gaz oarbonique gazeux.
~ a présente invention consiste donc en un procédé de
préparation de percarbonate de sodium par ~tomisation caractéri-
sé par le fait que l'on atomise séparément dans une ohambre d~
réaction une ~olution aqueuse et chaude de æoude et une solutian
~queu~e de peroxyde d'hydrog~ne et que l'on y introduit ~éparément
un gaz constitué par de l'air chaud contenant du gaz carbonique
ohaud, l'eau oxyg~née étant alimentée en exces stoechiom~trique
ne dépassant pas environ 5%.
~ a vaporisation de l'eau assure la précipitation de
grains de percarbonate anhydres, de ~orme arrondie et ayant une
faible densité apparente.
~a température d'entrée de l'air est comprise entre 80
.; , . ~ , . . .
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et 300C~ sa température de sortie est comprise entre 35 et 120 C.
~es températures d'entrée et de sortie du gaz carbonique sont com-
prises respectivement entre -20 et 400C et 35 et 180C. Les tem-
pératures d'entrée de la soude et de l'eau oxy~é~éesont comprises
respectivement entre lO et 120C et 5 et 50C. ~a température de
sortie du percarbonate de sodium est comprise entre 20 et 90C.
~ es concentrations des constituants injectés séparément
dans l'appareil d'atomisation selon la présente in~ention sont de
~ à 20% en poids dans lla~r pour le gaz carbonique, de lO à 70%
en poid~ dans l'eau pour l'eau oxygénée et de lO à 50~ en poids
dans l'eau pour la soude.
~es constituants injectés peuvent en outre comprendre
certains adjuvants, notamment comme stabilisants de l'eau oxygénée
le pyrophosphate acide de sodium à raison de O à 2~ en poids, le
sul~àte de magnésium à raison de O ~ 1% en poids, le sel de sodium
de l'acide ~thylène-diamine-tétracétique (EDTA) à raison de O à
0,2% en poids, le sulfate d'orthoxyquinoléine à raison de O à 0,05
en poids, et comme stabilisant de la soude le silicate de magnésie
~ raison de O à 1% en poids.
On obtient par le procédé de la présente invention un
produit calibré, de faible densité apparente et ayant une grande
vitesse de dissolution. Sa densit~apparente est comprise entre
0,2 et1 ~cm3, son diamètre moyen est compris entre O,l et5 mm. ~e
tibre en oxygène actif du percarbonate de sodium obtenu peut at-
teindre 15,3%.
Llinvention sera à présent décrite en se ré~érant ~ la
figure unique annexée représentant schématiquement et à titre d'-
exemple un appareillage pouvant être utilisé pour la mise en oeu-
vre du procédé de l'invention. ~e gaz carbonique et l'air arrivent
respectivement par 1 et 1' dans le préchau~feur des gaz A, ils
sont ensuite dirigés vers la chambre de réaction et de séchage B
o~ le mélange C02-air pénètre par 2 et 2'.
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La soude et le peroxyde d'hydrogène entrant par ~ et 4
sont atomisés par le syst~me d~atomisation 5 dans l'appareil ~.
Le produi~ formé est ensuite sépar~ de l'air chaud contenant C02
en excès et de la vapeur d~eau par un cyclone C d'où les gaz sont
évacués par 6, puis refroidi rapidement dans un lit fluidisé D où
l'air pén~tre par 7 et 7'. ~'évacuation des gaz du lit fluidisé
est effectuée par le cyclone C' puis par ~' tandis que le percar-
bonate de sodium recherché est recueilli en 8.
~e systèmed'atomisation représenté par 5 peut etre cons-
titué par exemple par une turbine ou par des buses alimentées sous
une pression élevée.
Selon une variante du procédé, une partie seulement de
l'eau oxygénée est introduite dans l'appareil B et le complément
est introduit dans l'appareil de fluidisation, sous ~orme d'une
pluie fine.
Les exemples suivants sont destinés ~ illustrer l'inven-
tion de iaçon non limitative.
- EXEMPLE 1: -
On alimentait un atomiseur ayant un diamètre de 2,5 m
dans sa partie cylindrique par une solution aqueuse de soude caus-
tique ~ 48% en poids au débit de 63kg/h d~ns la turbine. A l'aide
de la m~me turbine on assurait la pulvérisation d'une solution a-
queu8e de peroxyde d'hgdrogène à 70% en poid8 au débit de 28~7
kg/h. ~a turbine tournait à 20,000 tours/mn. Du fait de cette
grande vitesse de rotation la soude et l'eau oxyg~nee étaient éjec-
tées sans ~tre mélangées. ~e gaz carboniquemélangé ~ l'air, ti-
trant 6% en poids de C02, entrait à 140C et sortait à 90C.
Après un temps de séjour moyen de 25 sdans la chambre de
réaction et séch~ge, le produit iormé était séparé de l'air chaud
30 contenant C02 en excès et de la vapeur d'eau par un cyclone C puis
il était refroidi rapidement ~ ?oC dans le lit fluidisé D. On ob-
tcnait 59 kg/h de percarbonate de sodium ayant un t-tre de 15,2~
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~n oxyg~ne acti~. ~es grains obtenu~ étaient en général creux.
~eur diamètre moyen ~tait de 100 lu et leur densité apparente était
comprise entre 0,2 et 0,3 g/cm3. ~e rendement en oxygène actif
de l'opération était `supérieur à 94%. ~e titre en eau du percar-
bonate était inférieur à 0,5%.,
- EXEMP~E 2:
.
On utilisait un appareil (non représenté) qui différait
de celui de l~exemple 1 par les deux points ~uivant8:
- l'air chargé de C02 arrive dans B par le bas au lieu d'arriver
par le haut.
- la soude et l'eau oxygénée sont atomisées à l'aide de buses ali-
mentées sous pression élevée et non plus par une turbine.
~ e ga2-carbonique mélangé ~ l~air, titrant 6% de C02, en-
trait à 140C et sortait,à 80C.
Les débits respectifs de la solution aqueuse de soude à
48% en poids et de la solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène
70% en poids étaient de 30 kg/h et 13 kg/h.
On recueillait à la sortie de l'appareil refroidisseur du
percarbonate de sodium ayant un titre de 13,65% en oXygène acti~.
Le rendement en oxygène actii était de 85%. Le produit obtenu a-
vait un d'iamètre moyen de 250 ~ et une den~ité apparente de 0,5 g/
cm3.
- EXEMP~E 3: '
On opérait dans les memes conditions que dans l'exemple 2,
mais on limitait volontairement la quantité d'eau oXygénée introdui-
te dans la chambre d~atomisation à 75% de la quantité stoechiom~tri-
que. ~e complément était ajouté dans le lit ~luide sous forme de
Pluio fine. ~a quantité totale d'eau oxygénée était de 5% en excès
par rapport à la stoechiométrie.
Le rendement en oxygène actif était de 92%.
Le percarbonate de sodium obtenu avait un titre en oxyg~-
ne actif de 14,8%, un diamètre moyen de 250 ~ et une densité appa-
- rente de 0, ~ g/cm3 . 1033534
- EXEMP~E 4 et 5;
Ces exemples illustrent les inconvénients qu'il y a ~
combiner la soude et l'eau oxygénée avant leur introduction dans
l'appareil de réaotion et de séchage. On répétait l'exemple 1 en
laissant en Contact pendant 2S. l'eau oxygénée et la soude avant
qu~elles ne soient atomisées. ~e produît obtenu était jaune fonc~
et ne titrait que 8,0% en oxygène actif.
On répétait l'opération en ne laissant en contact l'eau
oxygénée et la soude que pendant O,1s. ~e produit obtenu était
jaune clair. Il ne titrait que 7,9~ en oxygène actif et le rende-
ment en oxygène actif ne dépassait pas 50%.
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