JPH04265202A - 塩化水素酸の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ＣＨ３ＯＨ＋３Ｃｌ
２＋Ｈ２Ｏ＝６ＨＣＬ＋ＣＯ２の反応によって生成され
る塩素及びメタノールの塩化水素酸の生成方法に関する
ものである。さらに、本発明は、本発明の方法によって
生成された塩化水素酸または塩化水素酸とメタノールを
二酸化塩素の生成に使用する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上記の反応自体は周知の反応である。特
に、二酸化塩素の生成において副生成物としての塩素の
生成を減少するために、上記の反応を用いることは、フ
ィンランド特許出願第８９５０２８号、第８９４９０１
号及び第８８１４４０号に開示されている。これらの出
願に開示された方法において、二酸化塩素の生成過程の
副生成物である塩素は、例えばメタノール等の還元剤と
反応する。しかしながら、この処理は、塩化水素酸の生
成には使用されない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来、塩化水素酸は、
この反応の為に特別に設計された特別の構造を持つ塩化
水素酸バーナによる塩素ガスと水素ガスの反応によって
生成されている。この処理には多量の水素が使用され、
水素を多量に搬送することは実際上不可能なため、塩化
水素酸の生成は、実際上、例えば塩素または塩素酸塩プ
ラントのような多量の水素発生源の近傍でのみ可能なも
のとなっていた。このため、塩化水素酸の搬送に多大な
コストがかかるものとなっている。即ち、通常の塩化水
素酸は、商業的に３２％水溶液であり、搬送負荷の約２
／３は水である。

【０００４】また、今日、環境保護の目的から、塩化水
素酸を硫黄化合物を用いて製造することは避けられてい
る。この場合、市販の塩化水素酸を使用した例えばＥＲ
ＣＯのＲ５法等の方法が実際上使用される。このＲ５法
においては、二酸化塩素は塩素酸ナトリウムと塩化水素
酸から生成される。しかしながらこの方法は、非常に多
量の塩化水素酸を消費する。例えば、２４時間中３０ト
ンの二酸化塩素の生成能力を持つ反応装置においては、
４０トンの１００％濃度の塩化水素酸が使用される。即
ち、２４時間に１２０トン以上の３２％水溶液が消費さ
れることになる。また、塩素が副生成物として生成され
る。今日の環境保護に対する要求から、漂白における塩
素の使用が減少しているが、上記の反応装置では、３０
トンの二酸化塩素とともに、２０トンの塩素が副生成物
として生成される。

【０００５】そこで本発明の目的は、水素ガスを使用せ
ず、また耐高温性の特別のバーナを使用することを必要
としない塩化水素酸の製造方法に関するものである。

【０００６】また、本発明のもう一つの目的は、高濃度
の塩化水素酸水溶液を得ることが出来る塩化水素酸の製
造方法に関するものである。

【０００７】またさらに、本発明の目的は、多量の塩化
水素酸を使用せずに二酸化塩素を製造することが出来る
方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明においては、塩化
水素酸は、昇温状態で塩素をメタノールの水溶液と反応
させて生成される。発明者等は、この反応の収率が光に
よって顕著に向上することを発見した。従って、本発明
においては、上記の反応中に光が照射され、反応混合物
に作用される。水は、反応混合物を希釈するとともに、
熱伝達を助け、さらに中間生成物を加水分解する。

【０００９】本発明の方法においては、例えば理論上４
０トンの塩素と６トンのメタノールから４０トンの１０
０％濃度の塩化水素酸が生成され、二酸化塩素の生成時
に副生成物として生成された塩素がこの処理に使用され
る。従って、二酸化塩素の生成時における上記の従来の
方法による問題を解消することが出来る。また、上記の
ように、二酸化塩素生成過程で生成される塩素が使用で
きるので、例えば、４０トンの塩化水素酸を生成する場
合、２０トンの塩素のみが新たに必要となる。

【００１０】本発明の第一の構成によれば、昇温下にお
いて、反応塔中の塩素とメタノールを含む反応溶液に光
を作用させることを特徴とする塩素及びメタノールを反
応させて塩化水素酸または塩化水素酸とメタノールの溶
液を生成する方法が提供される。

【００１１】また、本発明の第二の構成によれば、水の
存在下でかつ昇温下において、反応塔中の塩素とメタノ
ールを含む反応溶液に光を作用させることを特徴とする
塩素及びメタノールを反応させ生成された塩化水素酸と
メタノールの溶液を使用して、還元剤の存在下において
塩素酸ナトリウムから二酸化塩素を生成することを特徴
とする塩化水素酸及びメタノール溶液の使用方法が提供
される。

【００１２】なお、上記の本発明の第二の構成において
、前記二酸化塩素生成反応に使用される塩化水素酸及び
還元剤は、前記反応塔より流出する塩化水素酸及びメタ
ノールの混合物の蒸気とすることが出来る。また、前記
二酸化塩素生成反応に使用される塩化水素酸及び還元剤
は、塩化水素酸とメタノール及び水の混合物とすること
も可能である。

【００１３】

【実施例】以下に、本発明の好適実施例を添付図面を参
照して説明する。

【００１４】図１は、本発明による反応に使用する装置
を示している。メタノールと水は装置内を循環される。 塩素は、塔のガス空間に供給される。以下に、上記の塔
を反応塔と称し、循環している水溶液を反応溶液と称す
。

【００１５】通常の空気圧状態において、反応溶液中の
塩酸濃度は３０乃至３５％まで上昇する。その後、反応
塔には生成された塩化水素酸が残留する。生成された塩
化水素酸を回収する目的で、反応塔に、吸収溶液を循環
させる吸収塔を取り付ける。

【００１６】上記の装置は、必要に応じてバッチ処理ま
たは連続処理で使用することが出来る。バッチ処理で使
用する場合、反応溶液には十分な量のメタノールが添加
され、塩素は連続して供給される。反応溶液中の塩化水
素酸濃度が、３０乃至３５％に達すると、酸は反応塔か
ら気相の状態で流出し始める。従って、吸収溶液中の塩
化水素酸濃度が上昇し始める。装置が連続反応に使用さ
れる場合には、反応塔にメタノールと水の混合物が連続
的に供給され、これと同時に塩化水素の連続的な反応塔
より流出される。

【００１７】塩化水素酸の使用を考慮すると、その濃度
は出来る限り高くしなければならない。このため、反応
は、反応溶液中の塩化水素酸濃度が上昇して、塩化水素
酸が反応塔から吸収塔に流出するようにして行わなけれ
ばならない。反応溶液中のメタノールは流体圧を有して
いるので、メタノールを塩化水素酸とともに吸収塔に流
出して吸収溶液に吸収される。このため、吸収塔から得
られる吸収溶液には、塩化水素酸とメタノールの双方が
含有される。生成された塩化水素酸を、二酸化塩素の生
成に用いる場合には、メタノールが吸収溶液中に存在し
ていることは、何等の障害とはならない。

【００１８】アメリカ特許４，０８１，５２０に記載さ
れた塩素酸ナトリウムを反応剤として使用して二酸化塩
素を製造する方法において、メタノールは硫黄酸性溶液
（ｓｕｌｆｕｒ　ａｃｉｄｉｃ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ）の
還元剤として使用される。 本発明による二酸化塩素の製造においては、還元剤の存
在下において塩素酸ナトリウムと塩化水素酸から二酸化
塩素を静止する。図１に関して開示した方法によって生
成された塩化水素酸とメタノールの溶液が、反応に必要
な塩化水素酸と還元剤として使用される。

【００１９】二酸化塩素を製造する場合、本発明によっ
て生成された塩化水素酸を使用することが可能であり、
図１の点Ａで示す反応塔に循環する塩化水素酸とともに
還元剤として使用されるメタノールを含有する反応溶液
や、反応塔から流出する塩化水素酸とメタノールの気相
混合物（図１の点Ｂ）を使用することが可能である。後
者の場合、気相の混合物は、二酸化塩素反応装置内に循
環される適当な流れに吸収され、二酸化塩素反応装置中
の塩化水素酸濃度を上昇させることが出来る。これは、
二酸化塩素の生成反応を行う上で有用である。当然のこ
とながら、図１の点Ｃで示す流出される塩化水素酸溶液
を、二酸化塩素反応装置に導入する塩化水素酸として使
用することも可能である。

【００２０】実験結果より、完全に閉塞された装置にお
いて、新しい溶剤を使用して反応溶液が多量の塩化水素
酸を含有していない間は、塩素とメタノールの反応は高
い収率を示すが、溶液中の塩化水素酸濃度が２０％の近
傍まで上昇すると、効率が低下することが判明した。本
発明においては、反応混合物中に光を作用させることに
よって収率が飛躍的に向上するとの知見に基づいて、光
の照射により反応混合物中の塩化水素酸濃度３０％が容
易に得られるようにしている。

【００２１】以下に、本発明における実施例を示す。

【００２２】６つの試験が行われ、そのうち最初の４つ
の試験は光の照射を行わずに行った。試験５，６におい
ては、反応中に光を作用させた。全ての試験は６０乃至
７０゜Ｃ、特に６３乃至６８゜Ｃの温度で行われた。試
験中に、反応温度は、通常７時間で約５゜Ｃ上昇した。 試験結果を以下の表に示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】上記の表の試験１乃至４、塩素が反応をせ
ずに図１の装置を通過するのが観察された。図５，６の
試験においては、こうした塩素の通過は観察されなかっ
た。塩素の供給率を毎分７．５乃至１０ｇの間で変化さ
せた。全ての試験において、試験開始時において硝化さ
れた。反応終了時点において、全ての試験においてガス
空間中に未反応の塩素が残留した。物質収支において未
反応塩素を観察することは出来なかった。このため塩素
の供給量に対する塩化水素酸の収率パーセンテージは、
幾分少な目となっている。光による収率向上効果は、表
１乃至４と表５、６の収率の違いより明白である。

【００２５】

【発明の効果】上記のように本発明によれば、水素ガス
を使用せず、また耐高温性の特別のバーナを使用するこ
とを必要としない塩化水素酸の製造方法が提供される。 また、本発明によれば、高濃度の塩化水素酸水溶液を得
ることが出来る塩化水素酸の製造方法を提供することが
出来る。さらに、本発明によれば、多量の塩化水素酸を
使用せずに二酸化塩素を製造することが出来る方法を提
供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施に使用する装置の一例を示す図で
ある。

【表２】

【表３】

【表４】

【表５】

【表６】

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　昇温下において、反応塔中の塩素とメ
   タノールを含む反応溶液に光を作用させることを特徴と
   する塩素及びメタノールを反応させて塩化水素酸または
   塩化水素酸とメタノールの溶液を生成する方法。
2. 【請求項２】　　水の存在下でかつ昇温下において、反
   応塔中の塩素とメタノールを含む反応溶液に光を作用さ
   せることを特徴とする塩素及びメタノールを反応させ生
   成された塩化水素酸とメタノールの溶液を使用して、還
   元剤の存在下において塩素酸ナトリウムから二酸化塩素
   を生成することを特徴とする塩化水素酸及びメタノール
   溶液の使用方法。
3. 【請求項３】　　前記二酸化塩素生成反応に使用される
   塩化水素酸及び還元剤は、前記反応塔より流出する塩化
   水素酸及びメタノールの混合物の蒸気である請求項２の
   方法。
4. 【請求項４】　　前記二酸化塩素生成反応に使用される
   塩化水素酸及び還元剤は、塩化水素酸とメタノール及び
   水の混合物である請求項２の方法。