JPH0369841B2 - - Google Patents
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- JPH0369841B2 JPH0369841B2 JP18297782A JP18297782A JPH0369841B2 JP H0369841 B2 JPH0369841 B2 JP H0369841B2 JP 18297782 A JP18297782 A JP 18297782A JP 18297782 A JP18297782 A JP 18297782A JP H0369841 B2 JPH0369841 B2 JP H0369841B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- hydrogen chloride
- reaction
- chlorine
- irradiated
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B7/00—Halogens; Halogen acids
- C01B7/01—Chlorine; Hydrogen chloride
- C01B7/03—Preparation from chlorides
- C01B7/04—Preparation of chlorine from hydrogen chloride
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は塩化水素を光化学的に酸化して塩素を
製造する方法に関するものである。
製造する方法に関するものである。
工業的に塩素を製造する方法は、現在、食塩の
電気分解による方法が主流であるが、水銀法、隔
膜法、イオン交換膜法とも莫大な設備投資を必要
とし、苛性曹達との併産法であるため塩素需要と
苛性曹達需要とのバランスが常に問題になつてい
る。さらに重要な問題は、石油化学工業の中で塩
素系誘導体を製造する際、必ずともいつてよい程
等モル以上の塩化水素を副生するのが普通であ
る。
電気分解による方法が主流であるが、水銀法、隔
膜法、イオン交換膜法とも莫大な設備投資を必要
とし、苛性曹達との併産法であるため塩素需要と
苛性曹達需要とのバランスが常に問題になつてい
る。さらに重要な問題は、石油化学工業の中で塩
素系誘導体を製造する際、必ずともいつてよい程
等モル以上の塩化水素を副生するのが普通であ
る。
例えばアリルクロライドの製造、塩化ビニルモ
ノマー製造、モノクロルベンゼン、ジクロルベン
ゼン、モノクロル酢酸、クロロプレン、プロピレ
ンクロルヒドリン、エピクロルヒドリン、メタン
塩化物、トリクロルエチレン、テトラクロルエチ
レン、メチルクロロホルム、塩化ビニリデンなど
を製造する際は大量の塩化水素が発生する。
ノマー製造、モノクロルベンゼン、ジクロルベン
ゼン、モノクロル酢酸、クロロプレン、プロピレ
ンクロルヒドリン、エピクロルヒドリン、メタン
塩化物、トリクロルエチレン、テトラクロルエチ
レン、メチルクロロホルム、塩化ビニリデンなど
を製造する際は大量の塩化水素が発生する。
この中で二塩化エタンのようにエチレンと塩化
水素とを酸素あるいは空気でオキシクロリネーシ
ヨンすることにより二塩化エタンと水とを生成す
るプロセスも確立されているが、多くの場合、副
生した塩化水素は高価なアルカリ源で中和され、
産業廃棄物としてすてられている。
水素とを酸素あるいは空気でオキシクロリネーシ
ヨンすることにより二塩化エタンと水とを生成す
るプロセスも確立されているが、多くの場合、副
生した塩化水素は高価なアルカリ源で中和され、
産業廃棄物としてすてられている。
一般に塩化水素を塩素に変える方法は古くから
知られている。
知られている。
例えば塩酸と二酸化マンガンより塩素を製造す
るウエルドン法があるが、この方法では使用した
塩酸の半分は塩化マンガンになるため、塩素の発
生量は理論上より見ても使用した塩酸の半分にと
どまる。しかも工業的には使用量の30〜40％の収
率を得るに過ぎない。また、塩化第２銅のような
触媒の存在下に450〜600℃の高温下に直接空気で
酸化し、塩素を製造するデイーコン法も知られて
いるが、この反応は塩化水素１モルに対して
5.2Kcal／モルの裂しい発熱反応であり、この反
応の応用として多くの触媒についても検討が加え
られている。
るウエルドン法があるが、この方法では使用した
塩酸の半分は塩化マンガンになるため、塩素の発
生量は理論上より見ても使用した塩酸の半分にと
どまる。しかも工業的には使用量の30〜40％の収
率を得るに過ぎない。また、塩化第２銅のような
触媒の存在下に450〜600℃の高温下に直接空気で
酸化し、塩素を製造するデイーコン法も知られて
いるが、この反応は塩化水素１モルに対して
5.2Kcal／モルの裂しい発熱反応であり、この反
応の応用として多くの触媒についても検討が加え
られている。
さらに電気化学的に塩酸を電解して塩素を発生
させる塩酸電解法もあるが、この方法では電解液
の電導度を保つ必要があるため塩酸を完全に塩素
と水素に変えることはむずかしく、実質的には一
部の塩酸が電解されているにすぎない。
させる塩酸電解法もあるが、この方法では電解液
の電導度を保つ必要があるため塩酸を完全に塩素
と水素に変えることはむずかしく、実質的には一
部の塩酸が電解されているにすぎない。
以上の如く、塩化水素あるいは塩酸から塩素を
製造するには、副生物の発生が避けられないか、
裂しい高温度条件が避けられず、莫大な設備投資
が必要とされる。
製造するには、副生物の発生が避けられないか、
裂しい高温度条件が避けられず、莫大な設備投資
が必要とされる。
本発明はかかる従来の製造法の欠点を抜本的に
改良するすぐれた塩素の製造法を提供するもので
ある。
改良するすぐれた塩素の製造法を提供するもので
ある。
即ち、本発明は、酸素および／または空気の存
在下に光化学反応により塩化水素を酸化して塩素
を製造するに当り、ガス状塩化水素を反応室の圧
力および温度を10-5〜1010cm2／モルの吸収断面積
になる様に制禦したパルス化したコヒーレント光
で光照射することを特徴とする塩素の製造方法で
ある。
在下に光化学反応により塩化水素を酸化して塩素
を製造するに当り、ガス状塩化水素を反応室の圧
力および温度を10-5〜1010cm2／モルの吸収断面積
になる様に制禦したパルス化したコヒーレント光
で光照射することを特徴とする塩素の製造方法で
ある。
本発明によれば、ガス状塩化水素に反応室内で
パルス化したコヒーレント光で光照射し、かつ反
応室内の圧力および温度条件を10-5−1010cm2／モ
ルの吸収断面積が得られるように選択することに
より達成される。但し、本発明に云う吸収断面積
とは、Lambert−Beerの法則Ｉ＝I0exp（−αl）
で表されるαの値である。なお、ここで、Ｉは透
過光の強度、I0は入射光の強度、ｌは光路長（吸
収工程）である。係数αは溶液の場合溶質の濃度
に比例するものであり、本発明のごとく気体に対
しては、α∝PV／Ｔで示され、圧力Ｐに比例し、
温度Ｔに反比例するものである。
パルス化したコヒーレント光で光照射し、かつ反
応室内の圧力および温度条件を10-5−1010cm2／モ
ルの吸収断面積が得られるように選択することに
より達成される。但し、本発明に云う吸収断面積
とは、Lambert−Beerの法則Ｉ＝I0exp（−αl）
で表されるαの値である。なお、ここで、Ｉは透
過光の強度、I0は入射光の強度、ｌは光路長（吸
収工程）である。係数αは溶液の場合溶質の濃度
に比例するものであり、本発明のごとく気体に対
しては、α∝PV／Ｔで示され、圧力Ｐに比例し、
温度Ｔに反比例するものである。
この方法によれば、極めて大きい光子密度およ
び出力が得られかつ極めて鋭敏な波長を有する単
色光が可能であり、このようなコヒーレントなレ
ーザー光線によりこれまでの従来の光源では不可
能であつた光反応を可能にする。
び出力が得られかつ極めて鋭敏な波長を有する単
色光が可能であり、このようなコヒーレントなレ
ーザー光線によりこれまでの従来の光源では不可
能であつた光反応を可能にする。
公知のレーザ光源は紫外、可視、赤外スペクル
をもつ光源であるが、特に有利なものは紫外スペ
クトルを有するエキシマレーザである。本発明に
使用する塩化水素ガスは水分そして／あるいは若
干の不純物を含んでいても本質的には問題ない。
特に塩素化反応で副生する塩化水素を使用する場
合、有利なプロセスを組むことが出来る。
をもつ光源であるが、特に有利なものは紫外スペ
クトルを有するエキシマレーザである。本発明に
使用する塩化水素ガスは水分そして／あるいは若
干の不純物を含んでいても本質的には問題ない。
特に塩素化反応で副生する塩化水素を使用する場
合、有利なプロセスを組むことが出来る。
光照射時における反応室内の圧力は、0.5〜20
気圧、望ましくは１〜10気圧の範囲で行うのがよ
い。更に温度条件は０〜400℃、望ましくは100〜
300℃の範囲で行うのが適切である。温度条件が
水の露点以下の場合、本反応は量子収率が１以上
であることから連鎖反応もこの反応に寄与してい
ると考えられる。その場合反応形式は次のように
考えられる。
気圧、望ましくは１〜10気圧の範囲で行うのがよ
い。更に温度条件は０〜400℃、望ましくは100〜
300℃の範囲で行うのが適切である。温度条件が
水の露点以下の場合、本反応は量子収率が１以上
であることから連鎖反応もこの反応に寄与してい
ると考えられる。その場合反応形式は次のように
考えられる。
HClhυ
――→
H.＋Cl.
Ｈ・＋O2→HO〓2
HO〓2＋HCl→H2O2＋Cl
・→H2O＋1/2O2＋Cl・
HCl＋Cl・→Cl2＋Ｈ・
連鎖連絡員はこの場合、遊離の塩素原子がにな
つている。
つている。
レーザ光は最低10-15秒のインパルス時間およ
び0.01〜100ジユールのエネルギーの光束が有利
に使用することができる。
び0.01〜100ジユールのエネルギーの光束が有利
に使用することができる。
本発明に使用するレーザは特に限定するもので
はないが、例えばNd：YAG（λ＝265nm）、KrF
（λ＝249nm）、KrCl（λ＝225nm）またはArF
（λ＝193nm）である。他の適当なレーザは色素
レーザまたは赤外範囲のガスレーザである。さら
にこのようなコヒーレント光のほかに公知の不コ
ヒーレント光も併用できる。この時の不コヒーレ
ント光の役割は生成する塩素の解離を促進し、生
成した塩素ラジカルが本反応の連鎖連絡員の働き
をするものと推定される。従つて低圧水銀灯、お
よび／または中高圧水銀灯で照射した反応室中に
コヒーレント光を照射することによつて反応はよ
り促進される。
はないが、例えばNd：YAG（λ＝265nm）、KrF
（λ＝249nm）、KrCl（λ＝225nm）またはArF
（λ＝193nm）である。他の適当なレーザは色素
レーザまたは赤外範囲のガスレーザである。さら
にこのようなコヒーレント光のほかに公知の不コ
ヒーレント光も併用できる。この時の不コヒーレ
ント光の役割は生成する塩素の解離を促進し、生
成した塩素ラジカルが本反応の連鎖連絡員の働き
をするものと推定される。従つて低圧水銀灯、お
よび／または中高圧水銀灯で照射した反応室中に
コヒーレント光を照射することによつて反応はよ
り促進される。
さらに本発明に使用する原料である塩化水素、
酸素の各々の割合は任意にとれる。しかし後処理
工程の繁雑さを考えると塩化水素／酸素のモル比
は４／１に近い程適切である。もちろん酸素源と
して空気を使用することは何ら障害とならない。
酸化反応後は液化による精製あるいはそれに代る
精製で窒素を除くことができる。
酸素の各々の割合は任意にとれる。しかし後処理
工程の繁雑さを考えると塩化水素／酸素のモル比
は４／１に近い程適切である。もちろん酸素源と
して空気を使用することは何ら障害とならない。
酸化反応後は液化による精製あるいはそれに代る
精製で窒素を除くことができる。
また本反応は、反応系がバツチ式あるいは連続
式のいずれの方法でも達成される。望ましくは連
続式で行うのが適当である。
式のいずれの方法でも達成される。望ましくは連
続式で行うのが適当である。
本発明の方法によれば、副生物の生成がなく且
つ比較的低温条件で反応が進行するので設備投資
も少くてすむので経済的にも有利である。
つ比較的低温条件で反応が進行するので設備投資
も少くてすむので経済的にも有利である。
以下に実施例により更に説明する。
実施例 １
石英製反応装置に３気圧、200℃の条件下、塩
化水素を毎分6.24mol、酸素を毎分1.6molを装入
しながらこれに弗化クリプトンレーザ光（λ＝
249nm、出力10W）を20cmの吸収工程で照射し
た。なお、吸収断面積αは1.78×102cm2／モルで
あつた。反応生成物中には毎分2.9molの塩素が
含まれていた。転化率93％、選択率100％で塩素
が生成したことになる。
化水素を毎分6.24mol、酸素を毎分1.6molを装入
しながらこれに弗化クリプトンレーザ光（λ＝
249nm、出力10W）を20cmの吸収工程で照射し
た。なお、吸収断面積αは1.78×102cm2／モルで
あつた。反応生成物中には毎分2.9molの塩素が
含まれていた。転化率93％、選択率100％で塩素
が生成したことになる。
実施例 ２
実施例１の装置を用い、３気圧、200℃の条件
下、塩化水素を毎分6.24mol、酸素を毎分1.6mol
を装入しながらこれに弗化クリプトンレーザ光
（λ＝249nm、出力10W）を照射し、同時にこれ
に100W水銀高圧ランプをレーザ光と直交する形
で照射した。なお、吸収断面積αは1.78×102
cm2／モルであつた。反応生成物中には毎分
3.12molの塩素が含まれていた。反応が定量的で
あることを示している。
下、塩化水素を毎分6.24mol、酸素を毎分1.6mol
を装入しながらこれに弗化クリプトンレーザ光
（λ＝249nm、出力10W）を照射し、同時にこれ
に100W水銀高圧ランプをレーザ光と直交する形
で照射した。なお、吸収断面積αは1.78×102
cm2／モルであつた。反応生成物中には毎分
3.12molの塩素が含まれていた。反応が定量的で
あることを示している。
実施例 ３
実施例１の装置を用い、３気圧、200℃の条件
下、塩化水素を毎分6.24mol、酸素を毎分1.6mol
を装入しながらこれに弗化アルゴンレーザ光（λ
＝193nm、出力10W）を照射した。なお、吸収断
面積αは3.25×102cm2／モルであつた。反応生成
物中には毎分2.8molの塩素が含まれていた。転
化率90％、選択率は100％であつた。
下、塩化水素を毎分6.24mol、酸素を毎分1.6mol
を装入しながらこれに弗化アルゴンレーザ光（λ
＝193nm、出力10W）を照射した。なお、吸収断
面積αは3.25×102cm2／モルであつた。反応生成
物中には毎分2.8molの塩素が含まれていた。転
化率90％、選択率は100％であつた。
参考例
実施例１の装置を用い、３気圧下、200℃の条
件下、塩化水素を毎分6.24mol、酸素を1.6molを
装入しながら100W低圧水銀ランプで光照射した。
件下、塩化水素を毎分6.24mol、酸素を1.6molを
装入しながら100W低圧水銀ランプで光照射した。
反応生成物を分析したところ、0.09molの塩素
が含まれていた。このことは転化率が３％である
ことを示している。
が含まれていた。このことは転化率が３％である
ことを示している。
第１図は本発明の実施に好適な反応装置の１例
を示すものである。 図において、１…塩化水素導入口、２…酸素含
有ガス導入口、３…ガス予熱器、４…反応器、５
…レーザ光照射方向、６…水銀灯照射方向、７…
生成物出口。
を示すものである。 図において、１…塩化水素導入口、２…酸素含
有ガス導入口、３…ガス予熱器、４…反応器、５
…レーザ光照射方向、６…水銀灯照射方向、７…
生成物出口。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 酸素および／または空気の存在下に光化学反
応により塩化水素を酸化して塩素を製造するに当
たり、ガス状塩化水素を反応室の圧力および温度
を10-5〜1010cm2／モルの吸収断面積になる様に制
禦した状態でパルス化したコヒーレント光で光照
射することを特徴とする塩素の製造方法。 ２ 最低10-15秒のインパルス時間および0.01〜
100ジユールのエネルギー光束を使用する特許請
求の範囲第１項記載の方法。 ３ 0.5〜20気圧の圧力下に光照射する特許請求
の範囲第１項または第２項記載の方法。 ４ ０〜400℃の温度範囲下に光照射する特許請
求の範囲第１項〜第３項のいずれかに記載の方
法。 ５ コヒーレント光および不コヒーレント光を交
互に使用するかまたは不コヒーレント光で照射中
にコヒーレント光をパルス照射する特許請求の範
囲第１項〜第４項のいずれかに記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18297782A JPS5973405A (ja) | 1982-10-20 | 1982-10-20 | 塩素の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18297782A JPS5973405A (ja) | 1982-10-20 | 1982-10-20 | 塩素の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5973405A JPS5973405A (ja) | 1984-04-25 |
| JPH0369841B2 true JPH0369841B2 (ja) | 1991-11-05 |
Family
ID=16127607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18297782A Granted JPS5973405A (ja) | 1982-10-20 | 1982-10-20 | 塩素の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5973405A (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1914199A4 (de) * | 2005-06-07 | 2009-12-30 | Bayer Technology Services Gmbh | Verfahren zur herstellung von chlor |
| DE102006023261A1 (de) * | 2006-05-18 | 2007-11-22 | Bayer Materialscience Ag | Verfahren zur Herstellung von Chlor aus Chlorwasserstoff und Sauerstoff |
| DE102006024516A1 (de) * | 2006-05-23 | 2007-11-29 | Bayer Materialscience Ag | Verfahren zur Herstellung von Chlor aus Chlorwasserstoff und Sauerstoff |
| DE102008038096A1 (de) | 2008-08-16 | 2010-02-18 | Bayer Materialscience Ag | Katalytische Oxidation von Chlorwasserstoff mit Ozon |
| DE102008038032A1 (de) | 2008-08-16 | 2010-02-18 | Bayer Materialscience Ag | Katalytische Oxidation von Chlorwasserstoff mit Sauerstoff im nichtthermischen Plasma |
| DE102008062569A1 (de) | 2008-12-16 | 2010-06-17 | Bayer Materialscience Ag | Erzeugung von Chlor durch Oxidation von Metallchloriden mit Sauerstoff in einem nichtthermischen Plasma |
| DE102008063725A1 (de) | 2008-12-18 | 2010-06-24 | Bayer Materialscience Ag | Katalytische Oxidation von Chlorwasserstoff mit Sauerstoff im nichtthermischen Plasma |
| SG174715A1 (en) | 2010-03-30 | 2011-10-28 | Bayer Materialscience Ag | Process for preparing diaryl carbonates and polycarbonates |
| EP3421416A1 (de) | 2017-06-29 | 2019-01-02 | Covestro Deutschland AG | Photokatalytische oxidation von chlorwasserstoff mit kohlenstoffmonoxid |
| EP3670444A1 (de) | 2018-12-18 | 2020-06-24 | Covestro Deutschland AG | Photokatalytische oxidation von salzsäure mit sauerstoff |
-
1982
- 1982-10-20 JP JP18297782A patent/JPS5973405A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5973405A (ja) | 1984-04-25 |
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