CZ278793A3

CZ278793A3 - Alkaline earth metal and sodium acetate, process of its preparation and use

Info

Publication number: CZ278793A3
Application number: CZ932787A
Authority: CZ
Inventors: Johannes Dr Himmrich; Gunther Dr Schimmel; Klaus Dr Pollmann
Original assignee: Hoechst Ag
Priority date: 1992-12-17
Filing date: 1993-12-16
Publication date: 1994-07-13
Also published as: CA2110422A1; US5387358A; JPH06279750A; ATE148913T1; HUT69021A; DE4242698A1; DE59305454D1; NO301650B1; HU9303647D0; NO934657D0; HU217408B; FI935636A; EP0603548B1; IS4099A; NO934657L; DK0603548T3; FI935636A0; EP0603548A1

Description

Acetát kovu alkalické zeminy a sodíku, způsob jeho výroby a jeho použití

Oblast techniky

Vynález se týká acetátu kovu alkalické zeminy a sodíku, způsobu jeho výroby, jakož i jeho použití jako rozmrazovacího činidla.

Dosavadní stav techniky

Dosavadní rozmrazovací činidla, jako jsou chloridy alkalických kovů nebo kovů alkalických zemin, sice mají vysoký výkon tání a rychlost tání, působí však silně korosivně na kovy a beton a jsou hodnoceny jako látky zatěžující životní prostředí. Na rozdíl od toho je sice močovina málo korosivní, má ale bohužel pouze nepatrný výkon tání a platí kvůli svému vysokému obsahu dusíku za látku silně zatěžující životní prostředí. Acetáty alkalických kovů maj í sice vysoký výkon tání a způsobují pouze nepatrnou korosi kovů, napadají však korosivně beton výměnou vápníku za alkalické kovy. Konečně acetáty kovů alkalických zemin mají dobrou snášenlivost pro kovy a beton, kvůli jejich pomalému rozpouštění je však dosahovaná rychlost tání nízká.

Z US-PS 4 855 071 je známý způsob výroby rozmrazovacího činidla, při kterém se nejprve připraví z basí kovů alkalických zemin nebo alkalických kovů nebo jejich směsí a z vody břečka. Do této břečky se vnese karboxylová kyselina s 1 až 4 uhlíkovými atomy v množství, které postačí k úplné neutralisaci basí, a tolik vody, že výsledná břečka, sestávající z karboxylátů kovů alkalických zemin a alkalických kovů, je kapalná a čerpatelná. Břečka karboxylátů, zahřátá na teplotu asi v rozmezí 40 až 120 °C , se rozdělí v tenké vrstvě na částečky substrátu a konečně se usuší na potažené částečky substrátu.

Podstata vynálezu

Úkolem předloženého vynálezu je nalézt substanci, která by byla vhodná jako rozmrazovací činidlo s dobrým výkonem tání a vysokou rychlostí tání a která by kromě toho byla málo korosivní vůči kovům a betonu a nezatěžovala by životní prostředí, jakož i vypracovat způsob výroby takovéto látky.

Předmětem předloženého vynálezu je acetát kovu alkalické zeminy a sodíku o složení

18	až	22	%	hmotnostních
0	až	1	%	hmotnostní
4	až	7	%	hmotnostních
66	až	75	%	hmotnostních
0	až	7	%	hmotnostních
0	až	2	%	hmotnostní

vápník (Ca⁺⁺) hořčík (Mg⁺⁺) sodík (Na⁺) acetát (CH^COO^-) voda ve vodě nerozpustné podíly.

Acetát kovu alkalické zeminy a sodíku podle předloženého vynálezu vykazuje následující roentgenovou diffrakci :

d/A intensita

12,75	±	0,2	silná
9,30	±	0,1	střední
6,00	±	0,08	střední
4,65	±	0,05	slabá
3,61	±	0,04	slabá
3,40	±	0,04	velmi silná
3,28	±	0,04	střední
3,12	±	0,03	slabá
2,88	±	0,03	středně slabá
2,65	±	0,03	slabá
2,55	±	0,02	slabá
2,39	±	0,02	slabá
2,29	±	0,02	slabá
2,23	±	0,02	středně slabá
2,13	±	0,02	střední
2,04	±	0,02	slabá
1,96	±	0,02	středně slabá
1,87	±	0,02	slabá
1,84	±	0,02	slabá
1,80	±	0,02	středně slabá
1,70	±	0,02	slabá
1,57	±	0,02	slabá .

Do acetátu kovu alkalické zeminy a sodíku podle předloženého vynálezu je možno dále přimísit až 50 % hmotnostních karboxylátů kovů alkalických zemin a/nebo alkalických kovů s 1 až 4 uhlíkovými atomy.

Acetát kovu alkalické zeminy a sodíku podle předloženého vynálezu je možno vyrobit tak, že se navzájem nechá reagovat oxid vápenatý s alespoň 85 % CaO , kyselina octová a hydroxid sodný a reakční produkt se granuluje na částečky o velikosti 0,5 až 5 mm, výhodně 1,5 až 2,5 mm.

Způsob výroby acetátu kovu alkalické zeminy a sodíku podle předloženého vynálezu se může dále podle ptřeby také provádět tak, že

a) pevný oxid vápenatý se nechá za hnětení reagovat s přebytkem kyseliny octové a reakční produkt, obsahující kyselinu octovou, se potom dále hněte po přídavku hydroxidu sodného ;

b) pevný oxid vápenatý se za hnětení nechá reagovat s částečně neutralisovanou kyselinou octovou, ;

c) směs, získaná z oxidu vápenatého a vody, se za míchání nechá reagovat s kyselinou octovou a hydroxidem sodným ;

d) směs, získaná z oxidu vápenatého a vody, se za míchání nechá reagovat s částečně neutralisovanou kyselinou octovou ;

e) částečně neutralisovaná kyselina octová se získá z hydroxidu sodného a kyseliny octové ;

f) částečně neutralisovaná kyselina octová se získá z uhličitanu sodného a kyseliny octové ;

g) kyselina octová se používá s koncentrací alespoň 98 % hmotnostních CH^COOH ;

h) hydroxid sodný se používá s koncentrací alespoň 40 % hmotnostních NaOH ;

i) roztok nebo suspense, získaná po reakci, se suší ve sprchové sušárně pomocí horkého vzduchu o teplotě v rozmezí 150 až 400 °C ;

j) roztok nebo suspense, získaná po reakci, se suší za pomoci sušárny s pohyblivým ložem za současné granulace.

Acetát kovu alkalické zeminy a sodíku podle předloženého vynálezu se může použít jako životnímu prostředí neškodný a málo korosivní rozmrazovací činidlo, přičemž se do tohoto acetátu kovu alkalické zeminy a sodíku může dále přimísit až 50 % hmotnostních karboxylátů kovů alkalických zemin a/nebo alkalických kovů s 1 až 4 uhlíkovými atomy.

Acetát kovu alkalické zeminy a sodíku podle předloženého vynálezu má podstatně vyšší rychlost rozpouštění než acetáty kovů alkalických zemin nebo směsi acetátů alkalických zemin s acetáty alkalických kovů a vyznačuj i se proto tedy při použití jako rozmrazovací činidla vyšší rychlostí tání.

Pro stanovení rychlosti rozpouštění rozmrazovacích činidel se jeden gram zkoušené substance jemně rozemele a získaný prášek se potom v lisu (d = 16 mm) lisuje na o tabletu po dobu 25 minut tlakem 100 N/cm . Vyrobená tableta se položí na drátěné síto s rozestupem drátů 3 mm a toto síto se ponoří do nádoby se 200 ml vody o teplotě 20 °C do oblasti poloviny výšky náplně. Jako míra rychlosti rozpouštění se měří doba, za kterou se tableta buď úplně rozpustí, nebo za kterou její zbytky propadnou drátěným sítem dolů.

Acetáty vápníku a hořčíku mají podle toho rychlost rozpouštění více než 4 hodiny a acetát vápenatý má rychlost rozpouštěni 20 minut, zatímco acetát kovu alkalické zeminy a sodíku podle předloženého vynálezu má rychlost rozpouštění asi 2 minuty.

Při způsobu výroby acetátu kovu alkalické zeminy a sodíku podle předloženého vynálezu se v rámci hnětači reakce získá práškovitý produkt, zatímco při reakci směsi, získané z oxidu vápenatého a vody, s kyselinou octovou a hydroxidem sodným se získá roztok nebo suspense, ze kterých je možno krystalisací nebo sprchovým sušením získat práškovitý produkt.

Při způsobu výroby acetátu kovu alkalické zeminy a sodíku podle předloženého vynálezu se může provádět granulace práškovitého produktu s nepatrným množstvím vody na otočném talíři nebo lisovací granulací za pomoci válcového zařízení. Konečně je zde také možnost podrobit roztok nebo suspensi, vznikající ze směsi oxidu vápenatého a vody, kyseliny octové a hydroxidu sodného, sprchové granulací (sušení vodného roztoku nebo suspense za současného granulování za pomoci sušárny s pohyblivým ložem).

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

V jednokyvném mísiči s hnětacími lopatkami tvaru Z (firmy Aachener Misch- und Knetmaschinenfabrik Peter Kůpper

Ί

GmbH & Co. KG) se smísí 200 g bílého jemného vápna (obsah asi 89,3 % CaO , 3,18 mol CaO) za hněteni v průběhu 25 minut se 476 g 99,5% kyseliny octové (7,89 mol) a míchá se intensivně po dobu 90 minut. Potom se do reakčního produktu, obsahujícího kyselinu octovou, přidá 92 g 50% hydroxidu sodného (1,15 mol) a hněte se dalších 120 minut. Získaná substance sestává podle svého roentgenového diffraktogramu z podstatné části z acetátu kovu alkalické zeminy a sodíku podle předloženého vynálezu , její rychlost rozpouštění je 2 minuty, její 10% vodný roztok má hodnotu pH 9,4 a její ve vodě nerozpustný zbytek činí 2 % hmotnostní.

Příklad 2

Ve hnětači, použitém v příkladě 1 , se za hnětení smísí v průběhu 20 minut 200 g bílého jemného vápna (obsah asi 89,3 % CaO , 3,18 mol CaO) se 437 g 99,5% kyseliny octové (7,24 mol) a míchá se intensivně po dobu 90 minut. Potom se do reakčního produktu, obsahujícího kyselinu octovou, přidá 45 g 50% hydroxidu sodného (0,56 mol) a hněte se dalších 120 minut. Získaná substance sestává ze 21 % hmotnostních z vápníku ; 0,5 % hmotnostních hořčíku ;

% hmotnostních sodíku ; 68 % hmotnostních acetátu ; 6,5 % hmotnostních vody a 2 % hmotnostních ve vodě nerozpustného zbytku. Podle svého roentgenového diffraktogramu obsahuje získaný materiál acetát kovu alkalické zeminy a sodíku podle předloženého vynálezu jako hlavní součást a octan vápenatý jako vedlejší součást, jeho rychlost rozpouštění je 3 minuty a její 10% vodná suspense má hodnotu pH 9,7.

Příklad 3

Ve hnětači, použitém v příkladě 1 se za hnětení smísí v průběhu 25 minut 200 g bílého jemného vápna (obsah asi

89,3 % CaO , 3,18 mol CaO) s 536 g 99,5% kyseliny octové (8,88 mol) a míchá se intensivně po dobu 90 minut. Potom se do reakčního produktu, obsahujícího kyselinu octovou, přidá 160 g 50% hydroxidu sodného (2,00 mol) a hněte se dalších 180 minut. Získaná substance sestává ze 17 % hmotnostních z vápníku ; 0,3% hmotnostních hořčíku ; 6,2% hmotnostních sodíku ; 67,5% hmotnostních acetátu ; 7 % hmotnostních vody a 2 % hmotnostních ve vodě nerozpustného zbytku. Podle svého roentgenového diffraktogramu obsahuje získaný materiál acetát kovu alkalické zeminy a sodíku podle předloženého vynálezu jako hlavní součást a octan sodný jako vedlej ší součást, j eho rychlost rozpouštění je 1,5 minuty a její 10% vodná suspense má hodnotu pH 9,6 .

Příklad 4

V kádince se nejprve částečně zneutralisuje 476 g 99,5% kyseliny octové (7,89 mol) pomocí 92 g 50% hydroxidu sodného (1,15 mol) . Tato částečně zneutralisovaná kyselina octová se přidá v průběhu 25 minut ke 200 g bílého jemného vápna (obsah asi 89,3 % CaO , 3,18 mol CaO), nacházejícího se ve hnětači, použitém v příkladě 1 , za hnětení a hněte se intensivně po dobu 180 minut. Získaná substance sestává podle svého roentgenového diffraktogramu převážně z acetátu kovu alkalické zeminy a sodíku podle předloženého vynálezu, jakož i z menších množství octanu vápenatého a octanu sodného. Její rychlost rozpouštění je 2 minuty, její 10% vodná suspense má hodnotu pH 9,2 a j ej í ve vodě nerozpustný zbytek činí 2 % hmotnostní.

Příklad 5

V kádince se nejprve smísí 476 g 99,5% kyseliny octové (7,89 mol) se 60,9 g uhličitanu sodného (0,575 mol) a tato směs se tak dlouho míchá, dokud přestane být patrné vyvíjení oxidu uhličitého. Potom se k ještě kalné reakční směsi přidá za míchání tolik vody, dokud se nevytvoří čirý roztok. Tato vyrobená částečně zneutralisovaná kyselina octová se přivede k reakci se 200 g bílého jemného vápna (obsah asi 89,3 % CaO , 3,18 mol CaO), nacházejícího se ve hnětači, použitém v příkladě 1 . Získaná substance sestává podle svého roentgenového diffraktogramu materiálu z příkladu 4 ; její rychlost rozpouštění je 2 minuty, její 10% vodná suspense má hodnotu pH 9,5 a její ve vodě nerozpustný zbytek činí 2 % hmotnostní.

Příklad 6

V kádince se nejprve smísí 476 g 99,5% kyseliny octové (7,89 mol) se 164,4 g sody (0,575 mol) a tato směs se tak dlouho míchá, dokud přestane být patrné vyvíjení oxidu uhličitého a vytvoří se čirý roztok. Tato částečně zneutralisovaná kyselina octová se přivede za hnětení k reakci se 200 g bílého jemného vápna (obsah asi 89,3 % CaO, 3,18 mol CaO), nacházejícího se ve hnětači, použitém v příkladě 1 a dále se hněte po dobu 180 minut.. Získaná substance sestává podle svého roentgenového diffraktogramu materiálu z příkladu 4 a 5 ; její rychlost rozpouštění je 2 minuty, její 10% vodná suspense má hodnotu pH 9,5 a j ej i ve vodě nerozpustný zbytek činí 2 % hmotnostní.

I

Příklad 7

V kádince se ze 104 g bílého jemného vápna (obsah asi 89,3 % CaO, 3,18 mol CaO) a 862 g vody připraví asi 10% vápenné mléko. Toto vápenné mléko se smísí s 53,3 g 50% hydroxidu sodného (0,666 mol) a za míchání se neutralisuje pomocí 240 g 99,5% kyseliny octové (3,977 mol) v průběhu 120 minut. Potom se takto vyrobený asi 25% roztok acetátu kovu alkalické zeminy a sodíku přefiltruje a za pomoci laboratorní sprchové sušičky (typ 190 firmy Bůchi) se horkým vzduchem o teplotě 200 až 300 °C usuší. Získaný materiál obsahuje podle roentgenografické zkoušky jako hlavní součást acetát kovu alkalické zeminy a sodíku podle předloženého vynálezu , zatímco octan vápenatý a octan sodný představují vedlejší součásti. Materiál je ve vodě bezezbytku rozpustný, jeho rychlost rozpouštění je jedna minuta a jeho 10% vodný roztok má hodnotu pH 8,3 .

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Acetát kovu alkalické zeminy a : sodíku, sestávající ze 18 až 22 % hmotnostních vápníku (Ca⁺⁺) 0 až 1 % hmotnostního hořčíku (Mg⁺⁺) 4 až 7 % hmotnostních sodíku (Na⁺) 66 až 75 % hmotnostních acetátu (ch₃coo~) 0 až 7 % hmotnostních vody a 0 až 2 % hmotnostních ve vodě nerozpustných podílů, který má následující roentgenovou diffrakci : d/A intensita 12,75 ± 0,2 silná 9,30 ± 0,1 střední 6,00 ± 0,08 střední 4,65 ±0,05 slabá 3 61 ± 0 04 sl aha 3,40 ±0,04 velmi silná ' lJ8d J 3,28 ± 0,04 střední J/UOlNiSVTA ¹ 3,12 ± 0,03 slabá avy ο ! 2,88 ± 0,03 středně slabá t 1 2,65 ± 0,03 slabá 1 i ε 5 IIX '9 t . 2,55 ±0,02 slabá | j 2,39 ± 0,02 slabá oi§oa 2,29 ± 0,02 slabá 1 I 2,23 ± 0,02 středně slabá s 0 0 Ϊ L 1 > I ) 2,13 ± 0,02 střední ! 1 ' i 3 !

d/A intensita

2,04 ± 0,02 slabá 1,96 ± 0,02 středně slabá 1,87 ± 0,02 slabá 1,84 ± 0,02 slabá 1,80 ± 0,02 středně slabá 1,70 ± 0,02 slabá 1,57 ± 0,02 slabá .

2. Acetát kovu alkalické zeminy a sodíku podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje až 50 % hmotnostních karboxylátů kovů alkalických zemin a/nebo alkalických kovů s 1 až 4 uhlíkovými atomy.
3. Použití acetátu kovu alkalické zeminy a sodíku podle nároku 1 jako pro životní prostředí přijatelnné a málo korosivní rozmrazovací činidlo.
4. Použití podle nároku 3 , vyznačující se tím, že do acetátu kovu alkalické zeminy a sodíku je přimíšeno až 50 % hmotnostních karboxylátů kovů alkalických zemin a/nebo alkalických kovů s 1 až 4 uhlíkovými atomy.
5. Způsob výroby acetátu kovu alkalické zeminy a sodíku podle nároku 1 , vyznačující se tím, že se navzájem nechá reagovat oxid vápenatý s alespoň 85 % CaO , kyselina octová a hydroxid sodný a reakční produkt se granuluje na částečky o velikosti 0,5 až 5 mm, výhodně 1,5 až 2,5 mm.

Způsob podle nároku 5 , vyznačující se tím, že se pevný oxid vápenatý nechá za hnětení reagovat s přebytkem kyseliny octové a reakční produkt, obsahující kyselinu octovou, se potom dále hněte po přídavku hydroxidu sodného .
7. Způsob podle nároku 5 , vyznačující se tím, že se pevný oxid vápenatý za hnětení nechá reagovat s částečně neutralisovanou kyselinou octovou .
8. Způsob podle nároku 5 , vyznačující se tím, že se směs, získaná z oxidu vápenatého a vody, za mícháni nechá reagovat s kyselinou octovou a hydroxidem sodným .
9. Způsob podle nároku 5 , vyznačující se tím, že se směs, získaná z oxidu vápenatého a vody, za míchání nechá reagovat s částečně neutralisovanou kyselinou octovou .
10. Způsob podle nároku 7 nebo 9 , vyznačující se tím, že se částečně neutralisovaná kyselina octová získá z hydroxidu sodného a kyseliny octové .
11. Způsob podle nároku 7 nebo 9 , vyznačující se tím, že se částečně neutralisovaná kyselina octová získá z uhličitanu sodného a kyseliny octové .
12. Způsob podle alespoň jednoho z nároků 5 až 11 , vyznačující se tím, že se kyselina octová používá s koncentrací alespoň 98 % hmotnostních CH^COOH .
13. Způsob podle alespoň jednoho z nároků 5 až 10 , vyznačující se tím, že se hydroxid sodný používá s koncentrací alespoň 40 % hmotnostních NaOH .
14. Způsob podle alespoň jednoho z nároků 8 až 13 , vyznačující se tím, že se roztok nebo sus pense, získaná po reakci, suší ve sprchové sušárně pomocí horkého vzduchu o teplotě v rozmezí 150 až 400 °C .
15. Způsob podle alespoň jednoho z nároků 8 až 13 , vyznačující se tím, že se roztok nebo sus pense, získaná po reakci, suší za pomoci sušárny s pohyblivým ložem za současné granulace.