способ получения двухводного ацетата цинка

Формула изобретения

Способ получения двухводного ацетата цинка, отличающийся тем, что порошок оксида цинка или гидроксида цинка растворяют в водном растворе уксусной кислоты, при соотношении реагентов - оксид цинка (гидроксид цинка):вода:уксусная кислота, равном 1:(1,6-2,0):(1,8-2,2) по массе, полученный раствор упаривают до пересыщения, плавно охлаждают до температуры 0-5°С и выдерживают в течение 15-20 ч, выпавший из раствора кристаллогидрат ацетата цинка фильтруют и сушат при температуре 30-40°С, содержание основного вещества в полученном продукте составляет не менее 99,8 мас.%.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии получения солей уксусной кислоты, а именно двухводного ацетата цинка. Изобретение также может быть использовано для получения двухводного ацетата цинка, обедненного по изотопу Zn⁶⁴, который применяют в качестве добавки в системах охлаждения "легководных" атомных реакторов. Применение технологии дозирования цинка способствует снижению мощности дозы излучения при плановых ремонтах, уменьшению накопления в оборудовании радиоактивных отходов, улучшению коррозионного состояния и увеличению срока службы трубопроводов первого контура, за счет уменьшения коррозии, что, в конечном итоге, повышает рабочий ресурс оборудования. К двухводному ацетату цинка, обедненного по изотопу Zn⁶⁴, предъявляются более жесткие требования по химической чистоте (содержание основного вещества 99,8%), отличные от требований, предъявляемых к реактиву по ГОСТ 5823-78 квалификаций «х.ч.» (содержание основного вещества 99,5%).

Известен способ получения ацетата кальция (патент РФ № 2156757), включающий обработку оксида, гидроксида, карбоната кальция или их смеси уксусной кислотой, кристаллизацию и сушку продукта при температуре 80-100°С, отличающийся тем, что обработку осуществляют 52-65% уксусной кислотой при стехиометрическом соотношении исходных компонентов, кристаллизацию осуществляют путем выдержки во времени продукта синтеза не менее 16 ч.

Недостатком известного способа является высокая температура сушки продукта, при которой двухводный ацетат цинка теряет воду, происходит выветривание кристаллов и частичное разложение.

Известен способ получения ацетата натрия (патент РФ № 2223118), включающий пропускание через пористый инертный адсорбент последовательно раствора бромистого метилмагния, гелия, затем инертного газа, содержащего фемтограммовые количества углекислого газа, и раствора соляной кислоты, отличающийся тем, что в качестве адсорбента используют 500-700 мг смолы с основой из полистиролдивинилбензольного сополимера, покрытой углеводородными остатками с длиной цепи 18 атомов углерода, связанными с основой химическими связями, бромистый метилмагний используют в количестве 2-3 мл 0,2 М раствора в смеси тетрагидрофуран: диэтиловый эфир - 14:1 по объему, гелием адсорбент продувают в течение 10 с, а углекислый газ пропускают через адсорбент в течение 3 мин, соляную кислоту используют в количестве 2-2,5 мл 0,2 М раствора, после чего адсорбент продувают 5-10 мл воздуха, выделившуюся уксусную кислоту нейтрализуют и элюируют целевой продукт 2-4 мл 1-2%-ного раствора двууглекислого натрия.

Недостатком известного способа является многочисленность технологических операций.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения двухводного ацетата цинка (Ю.В.Карякин, И.И.Ангелов. Чистые химические вещества. - М.: Химия, 1976, с.408), в котором в 300 мл 20% водного раствора уксусной кислоты, нагретой до температуры 75-80°С, вносят 50 г ZnO и фильтруют. Далее в раствор добавляют 8-10 мл 3% раствора Н₂О₂, нагревают до кипения и приливают по каплям 2% раствор Ва(СН₃СОО) ₂ до тех пор, пока в растворе останутся ничтожные количества SO₄ ^2-. Далее в раствор вносят 5 г свежеосажденного ZnCO₃, смесь кипятят 5 минут, затем нагревают еще 40-50 мин на водяной бане (для коагуляции осадка) и фильтруют. В фильтрат приливают СН₃СООН до слабого запаха и охлаждают. Выпавшие кристаллы отсасывают на воронке Бюхнера, а маточный раствор упаривают до образования кристаллической пленки и кристаллизуют. Соль сушат при комнатной температуре.

Недостатками указанного способа являются: многочисленность технологических операций, низкая химическая чистота двухводного ацетата цинка.

Заявленный способ отличается от прототипа тем, что: порошок оксида цинка или гидроксида цинка растворяют в водном растворе уксусной кислоты, при соотношении реагентов - оксид цинка (гидроксид цинка): вода: уксусная кислота, равном 1:(1,6-2,0):(1,8-2,2) по массе, полученный раствор упаривают до пересыщения, плавно охлаждают до температуры 0-5°С и выдерживают в течение 15-20 часов, выпавший из раствора кристаллогидрат ацетата цинка фильтруют и сушат при температуре 30-40°С. Содержание основного вещества в полученном продукте составляет не менее 99,8% (мас.).

Пример № 1. Порошок оксида цинка или гидроксида цинка растворяют в водном растворе уксусной кислоты при соотношении реагентов - оксид цинка (гидроксид цинка): вода: уксусная кислота, равном 1:1,6:1,8 по массе. Полученный раствор упаривают до пересыщения, плавно охлаждают до температуры 0-5°С, выдерживают в течение 15 часов. Выпавший из раствора кристаллогидрат ацетата цинка фильтруют и сушат при температуре 30°С. Содержание основного вещества в полученном продукте составляет не менее 99,8% (мас.).

Пример № 2. Порошок оксида цинка или гидроксида цинка растворяют в водном растворе уксусной кислоты при соотношении реагентов - оксид цинка (гидроксид цинка): вода: уксусная кислота, равном 1:1,8:2,0 по массе. Полученный раствор упаривают до пересыщения, плавно охлаждают до температуры 0-5°С, выдерживают в течение 18 часов. Выпавший из раствора кристаллогидрат ацетата цинка фильтруют и сушат при температуре 35°С. Содержание основного вещества в полученном продукте составляет не менее 99,8% (мас.).

Пример № 3. Порошок оксида цинка или гидроксида цинка растворяют в водном растворе уксусной кислоты при соотношении реагентов - оксид цинка (гидроксид цинка): вода: уксусная кислота, равном 1:2,0:2,2 по массе. Полученный раствор упаривают до пересыщения, плавно охлаждают до температуры 0-5°С, выдерживают в течение 20 часов. Выпавший из раствора кристаллогидрат ацетата цинка фильтруют и сушат при температуре 40°С. Содержание основного вещества в полученном продукте составляет не менее 99,8% (мас.).

При соотношении реагентов - оксид цинка (гидроксид цинка): вода: уксусная кислота, меньшем 1:1,6:1,8 по массе, процесс растворения оксида цинка происходит неполностью. Использование соотношения реагентов - оксид цинка (гидроксид цинка): вода: уксусная кислота, большего 1:2,0:2,2 по массе, нецелесообразно, т.к. приводит к увеличению времени на упаривание раствора до пересыщения.

При проведении кристаллизации из раствора с временем менее 15 часов выход ацетата цинка не превышает 70%. Проведение кристаллизации по времени более 20 часов не оказывает существенного влияния на повышение выхода ацетата цинка.

Проведение сушки при температуре меньше 30°С увеличивает время данной технологической стадии. Сушка при температуре больше 40°С приводит к частичному обезвоживанию кристаллов двухводного ацетата цинка.