过碳酸钠生产工艺简析

　　摘要：过碳酸钠主要被用作氧化剂和漂白剂，以及造纸、染整、化工、食品、卫生、医药、造纸等行业的杀菌剂、去污剂和清洗剂。本文通过介绍过碳酸钠的自身性质、合成反应机理和生产工艺，揭示过碳酸钠技术优化的关键，分析了过碳酸钠的研究现状。

　　过碳酸钠有三种分子结构，目前市场上的产品为2Na₂CO₃.3H₂O₂，外观为白色结晶或结晶性粉末，又称为过氧碳酸钠或者过氧碳酸钠加合物，易发生分解，性质较不稳定。

　　过碳酸钠生产的反应原理

　　过碳酸钠的原料为碳酸钠和过氧化氢，生产反应为放热反应，反应式为：

　　2NaCO₃+3H₂O₂→2Na₂CO₃·3H₂0₂ +Q

　　过碳酸钠是一种不稳定的物质，在高温条件下或者遇到水、重金属和有机物时，容易发生分解，分解反应式为：

　　2Na₂CO₃.3H₂O₂→2Na₂CO₃·H₂O+H₂O+3/2O₂↑

　　碳酸钠分解后，活性氧就分解成水和氧气，产品的活性氧含量下降，因此抑制过碳酸钠的分解对产品的质量很关键。

　　过碳酸钠的生产以湿法生产工艺为主

　　过碳酸钠的生产工艺有干法和湿法两种。早期的干法生产是将高浓度的过氧化氢和无水的碳酸钠混合并搅拌，迅速生成产物，但是过氧化氢受热后(反应放热)易发生分解，产品的高活性氧含量低，而过氧化氢带来的水不能快速蒸发，容易形成过碳酸钠的浆状物，产品的流动性不够好，难以得到理想效果的产品，未被广泛采用，目前全球只有德国采用干法工艺。日本后来发明了喷雾法，在热空气沸腾床中将过氧化氢水溶液喷雾到碳酸钠固体上，水和反应热可以通过沸腾床移去，从而得到干燥的产品。喷雾法具有多种优点，如设备少，流程短，无须过滤，生产工艺简单，产率高等，但是生产技术条件苛刻，设备投资大，操作条件不易控制，能耗大，而且得到的产品活性氧含量低且稳定性差，因此较少应用在实际工业生产中。

　　湿法工艺的反应设备是反应釜，加入饱和碳酸钠溶液和过氧化氢溶液，并加入稳定剂，采用低温方法或者加入盐析剂使过碳酸钠结晶，然后分离、干燥得到过碳酸钠。此法技术成熟，生产设备简单，投资少，操作简单，同时得到的产品稳定性好。湿法工艺可进一步分类为低温结晶法、溶剂法和喷雾法,目前低温结晶法是国内外普遍采用的过碳酸钠生产工艺。

　　表1 过碳酸钠湿法生产工艺的三种方法

　　(资料来源：中国知网)

　　过碳酸钠生产技术的优化主要在于产品稳定性的提升

　　碳酸钠生产企业发展的不利因素有两个：一是过碳酸钠的产品收率不高，导致产品生产成本高;其次是过碳酸钠的稳定性差，无法持续保持活性氧含量，运输和贮存都受限制，因此提高产品稳定性和收率是过碳酸钠生产比较关键的问题。

　　过氧化氢和碳酸钠反应放热，而过氧化氢受热易分解，过氧化氢的利用率低，产品收率低，对于收率的提升方法主要是控制反应温度和原料配比等，目前对于过碳酸钠生产技术的研究以产品稳定性的提升为主。

　　过碳酸钠稳定性主要受存储环境的温度、湿度以及金属杂质的含量所影响，目前提升过碳酸钠稳定性的方法主要有：添加有机物和无机物使其与金属离子形成螯合物;减少原料中的重金属离子含量;制造粒状或颗粒状的过碳酸钠，然后用某些有机和无机化合物涂覆过碳酸钠粒子，以隔绝空气中的湿气。未来过碳酸钠技术优化应该着重于研发更加高效的内、外稳定剂并探索更好的加入方式，还有改进过碳酸钠的造粒技术，以及增强稳定剂的包覆效果等。

　　结语

　　过碳酸钠的原料为过氧化氢和碳酸钠，目前有湿法和干法两种生产工艺，湿法工艺中的低温结晶法是被广泛使用的生产方法。由于过碳酸钠容易分解，产品稳定性差，因此目前对于过碳酸钠生产技术的优化主要是提升产品稳定性。