HU217408B

HU217408B - Eljárás alkáliföldfém-nátrium-acetát előállítására és alkalmazására

Info

Publication number: HU217408B
Application number: HU9303647A
Authority: HU
Inventors: Johannes Himmrich; Klaus Pöllmann; Günther Schimmel
Original assignee: Hoechst Ag.
Priority date: 1992-12-17
Filing date: 1993-12-17
Publication date: 2000-02-28
Also published as: HUT69021A; CZ278793A3; US5387358A; DK0603548T3; EP0603548A1; IS4099A; ATE148913T1; EP0603548B1; JPH06279750A; CA2110422A1; NO934657D0; DE59305454D1; HU9303647D0; FI935636A; FI935636A0; DE4242698A1; NO934657L; NO301650B1

Abstract

A találmány szerinti alkáliföldfém-nátriűm-acetát alkőtói: 18–22tömeg% kalciűm (Ca ), 0–1 tömeg% magnéziűm (Mg ), 4–7 tömeg% nátriűm(Na ), 66–75 tömeg% acetát (CH3COO ), 0–7 tömeg% víz, 0–2 tömeg%vízben nem őldódó alkőtók. Ennek előállításáhőz legalább 85 tömeg%-őskalciűm-őxidőt (CaO), ecetsavat és nátrőnlúgőt reagáltatnak egymással,és a reakcióterméket 0,5–5 mm-es részecskékre granűlálják. A találmányszerinti alkáliföld- fém-nátriűm-acetát környezetbarát, kevésbékőrrőzív hatású jégmentesítőként alkalmazható. ŕ

Description

A találmány alkáliföldfém-nátrium-acetát előállítási eljárására, valamint jégmentesítőkénti alkalmazására vonatkozik.

A hagyományos jégmentesítők, mint alkálifém- vagy alkáliföldfém-klorid, bár magas olvadási teljesítményűek és olvadási sebességűek, azonban fémre és betonra erősen korrozív hatást gyakorolnak és környezetre károsnak minősítik őket. Ezzel ellentétben a karbamid alig korrozív hatású, azonban olvadási teljesítménye sajnos alacsony, ezért és magas nitrogéntartalma miatt erősen környezetszennyező. Az alkálifém-acetátoknak bár magas az olvadási teljesítményük és csekély a fémkorrózió hatásuk, a kalcium alkálifémre történő cseréjével korrodálják a betont. Végül is az alkáliföldfém-acetátoknak jó a fém- és beton-összeférhetősége, azonban olvadási sebességük alacsony lassú oldódási sebességük miatt.

A 4,855,071 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásból ismert egy jégmentesítőszer gyártása, mely esetben először alkáliföldfém- vagy alkálifémbázisokból vagy ezek keverékéből és vízből zagyot állítanak elő. A zagyba 1 -4 szénatomos karbonsav kerül olyan mennyiségben, amennyi a bázisok tökéletes semlegesítéséhez elegendő, valamint annyi víz, hogy az alkáliföldfém- vagy alkálifém-karboxilátok vagy ezek keverékéből származó zagy folyékony és szivattyúzható legyen. A mintegy 40-120 °C-os hőmérsékletre fel5 hevített karboxilát zagyot vékony rétegben szubsztrátumrészecskékre osztják, és a bevont szubsztrátumrészecskéket végül szárítják.

A jelen találmány feladata egy olyan Összetételű anyag gyártási eljárásának ismertetése, mely mint jég10 mentesítő jó olvadási teljesítményű, valamint magas olvadási sebességű, ezenkívül környezetbarát, fémre és betonra kevésbé korrodáló hatású.

A találmány szerinti anyag egy alkáliföldfém-nátrium-acetát az alábbi összetétellel:

18-22 tömeg% kalcium (Ca®®),

0-1 tömeg% magnézium (Mg®®),

4-7 tömeg% nátrium (Na®),

66-75 tömeg% acetát (CH₃COO®),

0-7 tömeg% víz,

0-2 tömeg% vízben nem oldódó alkotók.

A találmány szerinti alkáliföldfém-nátrium-acetát az alábbi röntgendiffrakciót mutatja:

d/Á	Intenzitás	d/Á	Intenzitás
12,75±0,2	erős	2,39±0,02	gyenge
9,30±0,l	közepes	2,29±0,02	gyenge
6,00±0,08	közepes	2,23 ±0,02	közepes-gyenge
4,65 ±0,05	gyenge	2,13 ±0,02	közepes
3,61 ±0,04	gyenge	2,04±0,02	gyenge
3,40±0,04	nagyon erős	l,96±0,02	közepes-gyenge
3,28±0,04	közepes	l,87±0,02	gyenge
3,12±0,03	gyenge	l,84±0,02	gyenge
2,88±0,03	közepes-gyenge	l,80±0,02	közepes-gyenge
2,65 ±0,03	gyenge	l,70±0,02	gyenge
2,55±0,02	gyenge	l,57±0,02	gyenge

A találmány szerint az alkáliföldfém-nátrium-acetátot továbbá 50 tömeg%-ig alkáliföldfém- és/ vagy alkálifém-1-4 szénatomos karboxiláttal keverhetjük.

A találmány szerinti alkáliföldfém-nátrium-acetát úgy állítható elő, hogy legalább 85 tömeg%-os kalcium-oxidot (CaO) ecetsavval és nátronlúggal reagáltatunk, és a reakcióterméket 0,5-5 mm, előnyösen 1,5-2,5 mm méretű részecskékké granuláljuk.

A találmány szerinti alkáliföldfém-nátrium-acetát gyártási eljárása választás szerint még a továbbiak szerint is történhet:

a) szilárd kalcium-oxidot fölöslegben lévő ecetsavval gyúrva reagáltatunk, és az ecetsavas terméket nátronlúg hozzáadásával továbbgyúrjuk;

b) szilárd kalcium-oxidot részben semlegesített ecetsavval gyúrva reagáltatunk;

c) kalcium-oxidból és vízből nyert zagyot ecetsavval és nátronlúggal keverve reagáltatunk;

d) kalcium-oxidból és vízből nyert zagyot részben semlegesített ecetsavval reagáltatunk;

e) a részben semlegesített ecetsavat nátronlúgból és ecetsavból nyertük ki;

f) a részben semlegesített ecetsavat nátrium-karbonátból és ecetsavból nyertük;

g) legalább 98 tömeg%-os ecetsavat használtunk;

h) legalább 40 tömeg%-os NaOH-ot használtunk;

i) a reakció során keletkezett oldatot vagy szuszpenziót egy 150-400 °C-os meleg levegőjű porlasztva szárítóban szárítottuk;

j) a reakció során keletkezett oldatot vagy szuszpenziót egy fluid ágyas szárító segítségével egyidejű granulálás közben szárítottuk.

Végül a találmány szerinti alkáliföldfém-nátriumacetátot mint környezetbarát, kis korrózióhatású jégmentesítőszert használhatjuk, minek során az alkáliföldfém-nátrium-acetáthoz akár 50 tömeg%-ban alkáliföldfém és/vagy alkálifém 1-4 szénatomos karboxilátját keverhetjük.

A találmány szerinti alkáliföldfém-nátrium-acetát feloldási sebessége érezhetően nagyobb, mint az alkáli2

HU 217 408 Β földfém-acetátoké vagy az alkáliföldfém-acetátok alkálifém-acetátokkal alkotott elegyeié, azaz jégmentesítő szerként! alkalmazásakor nagyobb olvadási sebességgel tűnik ki.

A jégmentesítő oldódási sebességének meghatározásához a vizsgálandó anyag 1 g-ját finomra őröljük, és a port egy présszerszámban (átmérő=16 mm) 25 percen keresztül 100 N/cm²-es nyomással tablettává préseljük. A tablettát 3 mm-es dróthálóra helyezzük, és a dróthálót 200 ml 20 °C-os vizet tartalmazó edénybe helyezzük úgy, hogy a tabletta a töltési magasság felénél legyen. Az oldódási sebesség mértékéül azt az időt mérjük, mely alatt a tabletta vagy teljesen feloldódik, vagy maradéka a dróthálón keresztülesik. A kálium-magnézium-acetátok oldódási sebessége több, mint 4 óra, a kalcium-acetáté 20 perc, míg a találmány szerinti alkáliföldfém-nátrium-acetáté mintegy 2 perc.

A találmány szerinti alkáliföldfém-nátrium-acetát gyártásának eljárása során a gyúrási reakció folyamán porszerű terméket kapunk, míg a kalcium-oxid vizes szuszpenziójához adagolt ecetsav- és nátronlúgoldatot vagy szuszpenziót eredményez, amelyből kristályosítással vagy porlasztva szárítással porszerű terméket nyerünk.

A találmány szerinti alkáliföldfém-nátrium-acetát gyártási eljárásakor a porszerű terméket csekély vízmennyiséggel forgótányéron vagy hengerszéken nyomás alatt granulálhatjuk. Végül megvan annak a lehetősége, hogy a kalcium-oxid vizes oldatához adott ecetsav és nátronlúg adagolásakor keletkező oldatot vagy szuszpenziót porlasztva granuláljuk.

(Vizes oldatot vagy szuszpenziót egyidejűleg szárítjuk és granuláljuk a fluid ágyas szárítóban.)

1. példa

Z gyúrólapáttal ellátott 1 liter térfogatú billenthető gyúróban (cég: Aachener Misch- und Knetmaschinenfabrik Peter Küpper GmbH und Csoport, KG) 200 g fehér finommészkőhöz (körülbelül 89,3 tömeg% CaO, 3,18 mól CaO) 25 perc alatt 476 g 99,5 tömeg%-os ecetsavat adtunk (7,89 mól), és az elegyet 90 percig intenzíven összegyúrtuk. Végül az ecetsavas termékhez 92 g 50 tömeg%-os nátronlúgot (1,15 mól) adagoltunk, és a keveréket még 120 percen keresztül gyúrtuk.

A röntgendiffraktogram szerint a keletkezett anyag jelentős része a találmány szerinti alkáliföldfém-nátrium-acetát, melynek oldódási sebessége 2 perc, 10 tömeg%-os vizes oldatának pH-értéke=9,4 és vízben nem oldódó maradványa 2 tömeg%.

2. példa

Az 1. példában használt gyúróban 200 g finom, fehér mészkőhöz (körülbelül 89,3 tömeg% CaO, 3,18 mól CaO) 20 perc időtartam alatt gyúrva adagoltunk 437 g 99,5 tömeg%-os ecetsavat (7,24 mól), és a keveréket 90 percig intenzíven gyúrtuk. Végül az ecetsavas termékhez 45 g 50 tömeg%-os nátronlúgot (0,56 mól) adagoltunk, és további 120 percen keresztül gyúrtuk. A keletkezett anyag összetétele: 21 tömeg% kalciumion, 0,5 tömeg% magnéziumion, 2 tömeg% nátriumion, tömeg% acetátion, 6,5 tömeg% víz és 2 tömeg% vízben nem oldódó maradvány.

Röntgendiffraktogramja szerint az anyagnak fő alkotórésze az alkáliföldfém-nátrium-acetát, melléktermékként kalcium-acetátot tartalmaz, oldódási sebessége 3 perc, és 10 tömeg%-os vizes szuszpenziójának pH-értéke 9,7.

3. példa

Az 1. példában alkalmazott gyúróban 200 g finom, fehér mészkőhöz (körülbelül 89,3 tömeg% CaO, 3,18 mól CaO) 536 g 99,5 tömeg%-os ecetsavat (8,88 mól) gyúrva adagoltunk és 90 percig intenzíven gyúrtuk. Végül az ecetsavas termékhez 160 g 50 tömeg%-os nátronlúgot (2,00 mól) adagoltunk, és a keveréket további 180 percig gyúrtuk. A keletkezett anyag összetétele: 17 tömeg% kalciumion, 0,3 tömeg% magnéziumion, 6,2 tömeg% nátriumion, 67,5 tömeg% acetátion, 7,0 tömeg% víz és 2,0 tömeg% vízben nem oldódó maradvány.

A röntgendiffraktogram szerint az anyag fő alkotóeleme a találmány szerinti alkáliföldfém-nátrium-acetát, míg mellékterméke nátrium-acetát, oldódási sebessége 1,5 perc és 10 tömeg%-os vizes szuszpenziójának pH-értéke=9,6.

4. példa

Főzőpohárban 476 g 99,5 tömeg%-os ecetsavat (7,89 mól) 92 g 50 tömeg%-os nátronlúggal (1,15 mól) részlegesen semlegesítettünk. Ezt a részlegesen semlegesített ecetsavat 25 perc alatt 200 g, az 1. példában alkalmazott fehér, finom mészhez gyúrva adagoltuk hozzá, és végül 180 percen keresztül továbbgyúrtuk. A keletkezett anyag a röntgenografiás vizsgálat szerint túlnyomóan a találmány szerinti alkáliföldfém-nátrium-acetátot, valamint kisebb mennyiségű kalcium-acetátot és nátriumacetátot, valamint 2 tömeg% vízben nem oldódó anyagot tartalmazott, oldódási sebessége 2 perc, és 10 tömeg%-os vizes szuszpenziójának pH-értéke 9,2 volt.

5. példa

Főzőpohárban 476 g 99,5 tömeg%-os ecetsavat (7,89 mól) 60,9 g nátrium-karbonáttal (0,575 mól) kevertünk annyi ideig, míg további CO₂ már nem keletkezett. Végül a reakciókeverékhez annyi vizet keverve adagoltunk, hogy tiszta oldatot kapjunk. Az ilyen módon előállított, részben semlegesített ecetsavat az 1. példában használt gyúróban 200 g fehér, finom mésszel (körülbelül 89,3 tömeg% CaO, 3,18 mól) gyúrva reagáltattuk.

A keletkezett anyag röntgendiffraktogramja azonos a 4. példáéval, vízben nem oldódó rész körülbelül 2 tömeg%, oldódási sebessége 2 perc, és 10 tömeg%-os vizes szuszpenziója 9,5 pH-értékű.

6. példa

Főzőpohárban 476 g 99,5 tömeg%-os ecetsavat (7,89 mól) 164,4 g szódával (0,575 mól) kevertünk annyi ideig, amíg további CO₂ már nem keletkezett, és az oldat tiszta lett. Az ilyen módon előállított, részben semlegesített ecetsavat az 1. példában használt gyúró3

HU 217 408 Β bán 200 g fehér, finom mésszel (körülbelül 89,3 tömeg% CaO, 3,18 mól) gyúrva reagáltattuk és további 180 percig továbbgyúrtuk. A keletkezett anyag röntgendiffraktogramja azonos a 4. és 5. példáéval, vízben nem oldódó rész körülbelül 2 tömeg%, oldódási sebessége 2 perc, és 10 tömeg%-os vizes oldata 9,5 pH-értékű.

7. példa

Főzőpohárban 104 g fehér, finom mészből (körülbelül 89,3 tömeg% CaO, 1,66 mól CaO) és 862 g vízből körülbelül 10 tömeg%-os mésztejet állítottunk elő.

Ezt a mésztejet 53,3 g 50 tömeg%-os nátronlúggal (0,666 mól) kevertük, és 240 g 99,5 tömeg%-os ecetsavval (3,977 mól) 120 percig keverve semlegesítettük. Végül az így előállított 25 tömeg%-os alkálifoldfémnátrium-acetát-oldatot szűrtük, és laboratóriumi porlasztótorony (Büchi cég 190 típusú gyártmánya) segítségével 200-300 °C-os meleg levegővel porlasztva szárítottuk. A röntgenográfiás vizsgálatok alapján a keletkezett anyag fő alkotóeleme a találmány szerinti alkálifóldfém-nátrium-acetát, míg melléktermékként kalcium-acetátot és nátrium-acetátot tartalmaz. Az anyag vízben maradéktalanul oldódó, oldódási sebessége 1 perc, és 10 tömeg%-os vizes oldatának pH-értéke 8,3.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Eljárás jégmentesítésre környezetbarát módon, 10 azzal jellemezve, hogy a jégmentesíteni kívánt felületet vagy tárgyat olyan

a) alkálifoldfém-nátrium-acetáttal kezeljük, amelynek összetétele

18-22 tömeg% kalcium (Ca®®),

15 0-1 tömeg% magnézium (Mg®®),

4-7 tömeg% nátrium (Na®),

66-75 tömeg% acetát (CH₃COO®),

0-7 tömeg% víz,

0-2 tömeg% vízben nem oldódó alkotók, és 20 röntgendiffrakciója a következő:

d/Á Intenzitás d/Á Intenzitás 12,75±0,2 erős 2,39 ±0,02 gyenge 9,30±0,l közepes 2,29±0,02 gyenge 6,00±0,08 közepes 2,23±0,02 közepes-gyenge 4,65±0,05 gyenge 2,13 ±0,02 közepes 3,61 ±0,04 gyenge 2,04±0,02 gyenge 3,40 ±0,04 nagyon erős l,96±0,02 közepes-gyenge 3,28 ±0,04 közepes l,87±0,02 gyenge 3,12±0,03 gyenge l,84±0,02 gyenge 2,88±0,03 közepes-gyenge l,80±0,02 közepes-gyenge 2,65±0,03 gyenge l,70±0,02 gyenge 2,55±0,02 gyenge l,57±0,02 gyenge

b) keverékkel kezeljük, amely az a) szerinti alkáliföldfém-nátrium-acetátot legfeljebb 50 tömeg% alkálifém vagy alkáliföldfém 1-4 szénatomos karboxilátjával összekeverve tartalmazza.

2. Eljárás az 1. igénypont a) szerinti alkáliföldfémnátrium-acetát előállítására, azzal jellemezve, hogy legalább 85 tömeg%-os kalcium-oxidot, ecetsavat és nátronlúgot egymással reagáltatunk, és a reakcióterméket 0,5-5 mm, előnyösen 1,5-2,5 mm szemcseméretre granuláljuk.
3. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy szilárd kalcium-oxidot gyúrva ecetsavfólösleggel reagáltatunk, és az ecetsavas terméket nátronlúg adagolása után továbbgyúrjuk.
4. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy szilárd kalcium-oxidot részlegesen semlegesített ecetsavval gyúrva reagáltatunk.
5. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy kalcium-oxidból és vízből nyert zagyot ecetsavval és nátronlúggal keverve reagáltatunk.
6. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy kalcium-oxidból és vízből nyert zagyot részlegesen semlegesített ecetsavval keverve reagáltatunk.
7. A 4. vagy 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a részlegesen semlegesített ecetsavat nátronlúgból és ecetsavból nyerjük.
8. A 4. vagy 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a részlegesen semlegesített ecetsavat nátrium-karbonátból és ecetsavból kapjuk.
9. A 2-8. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy legalább 98 tömeg%-os ecetsavat alkalmazunk.
10. A 2-8. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy legalább 40 tömeg%-os nátronlúgot alkalmazunk.
11. Az 5-10. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a reagáltatás során keletkezett oldatot vagy szuszpenziót 150-400 °C-os meleg levegőjű porlasztva szárítóban szárítjuk.
12. Az 5-10. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a reagáltatás során keletkezett oldatot vagy szuszpenziót fluid ágyas szárító segítségével egyidejűleg granulálva szárítjuk.