JPH07206407A - 不純物を含む硫酸の新しい浄化方法 - Google Patents

不純物を含む硫酸の新しい浄化方法

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JPH07206407A
JPH07206407A JP7000490A JP49095A JPH07206407A JP H07206407 A JPH07206407 A JP H07206407A JP 7000490 A JP7000490 A JP 7000490A JP 49095 A JP49095 A JP 49095A JP H07206407 A JPH07206407 A JP H07206407A
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フランソワ ジョリ ジャン
Eric Benazzi
ベナジ エリック
Frederic Chaigne
シェーニュ フレデリック
Jean-Yves Bernhard
イーヴ ベルナール ジャン
Jean-Charles Viltard
シャルル ヴィルタール ジャン
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 硫酸が、有機または無機多孔質担体、例えば
シリカ上に含浸され、次にこの形態で、この硫酸が内包
し得る、炭化水素を含む有機物質を除去する目的で、カ
焼工程に付される。 【効果】 特に脂肪族アルキル化反応において触媒とし
て用いられた硫酸の浄化処理方法として優れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、不純物を含む硫酸中に
含有される炭化水素を含む有機物質の新しい除去方法に
関するものである。本発明はまた、炭化水素を含む有機
物質の除去の結果生じる気体流出物の処理に関するもの
でもある。
【0002】本発明は、特に、例えばジメチルブタン、
トリメチルペンタン、トリメチルヘキサンおよびトリメ
チルヘプタンからなる群の中の少なくとも一つの物質を
得ることができる、オレフィンによるイソブタンおよび
/またはイソペンタン接触アルキル化反応より由来する
使用済み硫酸処理方法に関するものである。
【0003】
【従来技術および解決すべき課題】数多くの化学および
石油化学方法が触媒として硫酸を使っている。この酸
は、一般に、その不純物、特に有機物含有量の許す限り
リサイクルされる。そこで、有機物質で比較的一杯にな
った硫酸のパージが行われ、処理工場へ送られる。これ
ら硫酸廃棄物の唯一の工業的処理方法は、この酸が燃焼
により二酸化硫黄SO2 に変換され、次にこの二酸化硫
黄が無水硫酸(SO3 )に変換され、これ自体が今度は
水中に吸収されることにより硫酸に再変換される方法で
ある。しばしば硫酸スラッジと命名される、不純物を含
む硫酸を生産するいろいろな方法の中で、例として、エ
チレン系炭化水素からのアルコール合成方法(特にエチ
レンからエタノール合成、プロピレンからイソプロパノ
ール合成およびブテン-1とブテン-2の混合物から2-ブタ
ノールの合成)、プロピレンまたはブテンのようなオレ
フィンによるイソブタンのアルキル化方法および精製操
作における炭化水素の浄化方法を挙げることができる。
【0004】これらの方法、特にアルキル化方法は、今
日でもなおその場で処理されるには弱すぎると見なされ
ている、比較的弱い使用済みの酸を多量に生成する。従
って、この物質は硫酸製造工場へ送られ、そこで純粋硫
酸に変換され、そこからアルキル化プラントへ再び送ら
れる。大抵の場合、硫酸スラッジの処理プラントはこれ
らスラッジの生産場所から離れているので、硫酸スラッ
ジまたは純粋酸と同じく危険で汚染された物質の、一般
に陸上輸送により起こる多数の危険を引き起こす。この
処理は、酸から二酸化硫黄SO2 への変換による第一燃
焼工程を含んでいる。さらに、得られた純粋酸は、大抵
の場合、新しい酸よりも値段が高く、処理工場はスラッ
ジの供給顧客がこの純粋酸を引き取るときしかこの処理
を引き受けないので、大きな負担がアルキル化工場にか
かっている。
【0005】過去において数多くの使用済みの酸の浄化
方法が記述された。かくして、米国特許 A-3652708は、
燃焼工場へ送る前に、過剰オレフィンによる処理によっ
て行われる、残留酸の炭化水素含有量の削減方法を記載
しているが、先に記した諸問題を完全に解決していな
い。欧州特許 B-52548に記載された方法は、炭化水素を
含む有機物質の酸化剤として硝酸を使用している。この
方法では、窒素酸化物の除去プラントで形成されるガス
を処理しなければならず、これが大きな支障となってい
る。また、1988年7 月のZhurnal Prikaladnoi Khimiiに
掲載された、Shenfel'd D.E.らの論文:巻61、No. 7、
頁1550〜1553には、二工程で使用済みの酸の分解を行う
使用済み酸の処理方法が記載された。50〜270 ℃の温度
で行われる第一工程で、コークスに似た黒い固体残滓が
形成される。質量が最初の使い古し酸の炭素含有量にほ
ぼ一致するこの残滓は、次に400 ℃以上の温度の空気流
の存在下に酸化される。硫酸との反応により形成された
炭素酸化物の量から計算された、最初の使用済み酸中に
存在する炭化水素を含む有機原料の第一工程での転換
は、およそ12%である。この文献に記載された方法は、
炭素を含む固体残滓を生産し、この炭素を含む残滓を非
常に高い温度で空気により酸化しなければならないとい
う大きな難点がある。国内登録番号 92/02072 のフラン
ス特許請求では、酸化力が硫酸の酸化力よりも高い薬剤
が、処理される使用済み酸の中に導入される。これら酸
化薬剤の中では、化合物H2 2 、H2 SO5 およびH
2 2 8が挙げられる。これらの薬剤を使用すること
により、方法が複雑で高価なものなる。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の方法は、従来技
術の各方法で使用される技術から起こる問題を取り除
き、特にアルキル化プラントから由来する硫酸スラッジ
の生産場所で簡単に配置することができる解決策を提供
する。
【0007】本発明による方法は、一般にこの段階で、
硫酸をおよそ 50 〜99.5重量%、および、遊離または結
合形態の有機物質を炭素原子で表わして、少なくとも
0.1重量%含んでいる不純物含有硫酸溶液中に含まれ
る、炭化水素を含む有機物質の除去方法に関するもので
あり、この方法は、不純物を含む硫酸溶液が、有機また
は無機多孔質担体上に、好ましくはシリカ上に含浸され
ることにより特徴とされる。
【0008】本発明に従って、触媒として液体硫酸を使
用する硫酸アルキル化プラントから由来し得る不純物を
含んだ液体硫酸は、後に明示される第二工程で処理され
る前に、第一工程で有機または無機多孔質担体、例えば
シリカ上に含浸される。
【0009】第一工程を行うために、専門技術者には十
分既知のあらゆる技術が使用されてもよい。より詳細に
いえば、含浸担体としてシリカを用いるとき、シリカ粒
子の平均直径は、一般に 0.1〜400 ミクロン(1ミクロ
ン=10-6 m)である。
【0010】場合によっては、特に含浸担体がシリカで
あるとき、この担体は、例えば酸化物、アルカリ物質、
アルカリ土類、アルミニウム化合物のような不純物また
は専門技術者に既知の他のあらゆる不純物を含んでいて
もよく、これら不純物の総量は、シリカに対して一般に
2重量%を超えない。
【0011】場合によっては、使用されるシリカを次の
ように予備処理してもよい:この予備処理において、シ
リカは、温度 50 ℃以上、好ましくは 80 ℃以上、さら
により好ましくは 100〜500 ℃、例えばおよそ 200℃で
カ焼(または乾燥)される。このカ焼工程の時間は、普
通 10 分間〜50時間である。カ焼は、流量 0.001〜10リ
ットル/h/gの、分子酸素、例えば空気を含むガスまたは
空気/窒素混合物の存在下に行われてもよい。次に、先
に記述されたように、不純物の混ざった硫酸溶液により
前記カ焼されたシリカの含浸を行う。
【0012】シリカの多孔質の中に含まれた不純物を含
む酸の処理方法は、一つまたは二つの段階を有する。処
理される不純硫酸の化学的組成により、第一段階だけを
行うことも可能である。
【0013】第一段階において、不純酸により含浸され
たシリカは、分子酸素を、例えば空気または純粋酸素を
含む、処理される物質の 0.05 〜10リットル/h/g、好ま
しくは0.1 〜5リットル/h/gの流量のガスの流量下に、
温度 100〜400 ℃、好ましくは 100〜350 ℃、さらによ
り好ましくは 170〜330 ℃でカ焼される。この処理時間
は有利には数分間(例えば3分間)〜8時間である。
【0014】第二段階で、分子酸素を、例えば空気また
は純粋酸素を含む、処理される物質の0.05〜10リットル
/h/gの流量のガスの流量下に、第一段階の終わりに得ら
れた固体を、400 〜600 ℃、好ましくは 450〜550 ℃の
温度で、第一段階の終わった時点でシリカ上にまだ存在
している炭化水素を含む沈積物を除去するようにカ焼す
る。
【0015】第一および第二段階のカ焼処理により、不
純物を含む硫酸中に最初に存在する炭化水素を含む化合
物の酸化により、かつ二酸化硫黄SO2 により形成され
る物質を含む気相が生成され、かつ浄化された硫酸から
なる凝縮可能な液相がもたらされる。
【0016】第二工程の第一段階でシリカ中に含まれる
硫酸の大部分を回収することができることが、画期的に
見いだされた。このように、硫酸は、本発明による方法
の第一段階のカ焼が行われる管状炉から出る蒸気から凝
縮される。凝縮された硫酸は十分に純粋であるので、発
煙硫酸(オレウム)と混合され、このように調製された
硫酸溶液の水の含有量がおよそ2重量%以下であるよう
にされた後、脂肪族アルキル化触媒の製造に入れること
ができる。
【0017】さらに、本発明による方法の第二工程の後
でカ焼されたシリカは、不純物を含む硫酸溶液により再
び含浸されることが可能である。
【0018】本発明による方法において、第二カ焼工程
中に、より詳細には第二工程の第一段階で形成されたガ
スは、大抵の場合、ガスが含んでいる物質の価値づけの
ためと同時に環境保護に関する法律上の理由からも、大
気中へ直接に廃棄されない。これらのガスは、大抵、ガ
スが含んでいる硫黄酸化物の大部分を硫黄に変換する還
元に付される。本発明による方法が精製所で使用される
場合、この方法は大変良くこの精製所に同化し、形成さ
れた二酸化硫黄は、ほとんどの場合その周辺に存在する
クラウス(CLAUS) (排煙の処理)プラントへ送られても
よく、そこで硫黄に還元されて、続いて場合によって
は、酸化作用によって無水硫酸に再変換される。
【0019】
【実施例】以下の実施例は、その範囲を制限することな
く、本発明を例証している。 [実施例]触媒として液体硫酸を使用する、オレフィン
によるイソブタンのアルキル化プラントから由来する不
純物が混ざった硫酸の再処理。総多孔質容積 0.8cm3 /g
のシリカ 10 g の5リットル/h/gの流量での、空気下の
カ焼を、150 ℃で4時間行う(担体の予備処理)。シリ
カ粒子の直径は110 μm(1μm=10-6m)である。続
いてこの乾燥シリカを、水をおよそ 4.5重量%、炭化水
素をおよそ 5.5重量%含む硫酸 7.5cm3 により含浸す
る。(本方法の第一工程)得られた乾燥粉末は、乾燥空
気 24 リットル/hの流量下に、温度 290℃で5時間カ焼
され、ガスは冷却され、凝縮液はフラスコの中に集めら
れる。(本方法の第二工程)カ焼の後、一方で、質量が
8.3 gの液体フラクション、他方で、質量が 10.57gの
乾燥粉末を回収する。凝縮されていないガスの質量は5.
16gである。集められた液体は、力価がおよそ 65 重量
%の硫酸である。シリカ上に存在する炭素を含む残滓
は、550 ℃の空気下に4時間のカ焼により完全に除去さ
れてもよい。
【0020】本発明による方法は、不純物が混ざった酸
に最初に存在する硫酸のおよそ60%を回収することがで
きる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C07C 2/62 9/16 9280−4H (72)発明者 エリック ベナジ フランス国 モンテソン ブールヴァール ドゥ ラ レピュブリク 67 (72)発明者 フレデリック シェーニュ フランス国 ヴァランス リュ ヴィクト ール ユゴー 95 レ ベル フーユ レ ジダーンス (無番地) (72)発明者 ジャン イーヴ ベルナール フランス国 メネシ リュ ドゥ ラ フ ネゾン 14 (72)発明者 ジャン シャルル ヴィルタール フランス国 ヴァランス リュ ヴィクト ール ユゴー 95 レ ベル フーユ レ ジダーンス (無番地)

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 不純物を含む硫酸溶液を、それが内包し
    ている炭化水素を含む有機物質の除去によって浄化する
    方法であって、前記溶液は硫酸をおよそ50〜99.9重量
    %、および有機物質を遊離または結合状態で含んでいる
    ものである方法において、 (a)第一工程で不純物を含む硫酸溶液は、有機または
    無機多孔質担体上に含浸される、 (b)第二工程で、こうして硫酸により含浸された前記
    担体は、ガスの流量下に、温度100 〜400 ℃でカ焼され
    る、ことを特徴とする浄化方法。
  2. 【請求項2】 第二工程中に行われた、第一カ焼段階と
    呼ばれるカ焼が終わと、(ガス流量下に)第二カ焼段階
    とよばれる400 〜600 ℃の温度でのカ焼により第二工程
    が続行されて、100 〜400 ℃で行われた前記第一カ焼段
    階の終った時点で前記担体上にまだ存在していた炭化水
    素を含む沈積物が除去される、請求項1による方法。
  3. 【請求項3】 前記担体はシリカである、請求項1およ
    び2のいずれかによる方法。
  4. 【請求項4】 不純物を含む硫酸により含浸される前
    に、シリカは予め予備処理に付され、この予備処理にお
    いて前記シリカは50℃以上の温度でカ焼される、請求項
    3による方法。
  5. 【請求項5】 前記予備処理は、温度 80 ℃以上、10分
    間〜50時間の間、ガスの存在下に、流量 0.001〜10リッ
    トル/h/gで行われる、請求項4による方法。
  6. 【請求項6】 第二工程の前記第一カ焼段階で、不純物
    を含む硫酸により含浸された前記担体はシリカであり、
    100 〜350 ℃の温度でカ焼される、請求項1〜5のうち
    の1項による方法。
  7. 【請求項7】 カ焼は 170〜330 ℃で行われる、請求項
    6による方法。
  8. 【請求項8】 第二工程で、前記の第一カ焼段階の時間
    は数分間〜8時間である、請求項1〜7のうちの1項に
    よる方法。
  9. 【請求項9】 前記担体はシリカであり、第二工程の、
    前記第二カ焼段階は450 〜550 ℃で行われる、請求項2
    〜8のうちの1項による方法。
  10. 【請求項10】 前記予備処理の、または前記第二工程
    の各カ焼工程で使用される前記ガスは、分子酸素を含む
    ガスである、請求項1〜9のうちの1項による方法。
  11. 【請求項11】 第二工程のカ焼中に出るガスは、ガス
    が含んでいる硫黄酸化物の大部分を硫黄に変換する還元
    に付される、請求項1〜10のうちの1項による方法。
JP7000490A 1994-01-06 1995-01-06 不純物を含む硫酸の新しい浄化方法 Withdrawn JPH07206407A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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FR9400145A FR2714665B1 (fr) 1994-01-06 1994-01-06 Nouveau procédé de purification d'acide sulfurique impur.
FR9400145 1994-01-06

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EP (1) EP0662448A1 (ja)
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FR2714665B1 (fr) 1996-04-05
FR2714665A1 (fr) 1995-07-07
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