JPS5929521B2

JPS5929521B2 - 精製塩酸の製造法

Info

Publication number: JPS5929521B2
Application number: JP55019928A
Authority: JP
Inventors: 吉達山下; 豊松尾
Original assignee: Chisso Corp
Current assignee: JNC Corp
Priority date: 1980-02-20
Filing date: 1980-02-20
Publication date: 1984-07-21
Also published as: US4349524A; JPS56120504A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、精製塩酸の製造法に関し、更に詳しくは、塩
化アルカリに硫酸を反応させて発生した塩化水素ガスか
ら不純物の少い濃塩酸を製造する方法に関する。

塩化アルカリに硫酸を反応させて塩化水素を発生させ、
これを水に吸収させて塩酸を得る方法（以下変成法とい
う）は、塩化アルカリの電気分解法の如く多量の電力を
消費せず、塩素でな（塩化水素を直接収得でき、有用な
硫酸アルカリを同時に収得できるので、省エネルギーが
要望される今日、見直されてよい技術である。

しかしながら、変成法による塩酸は、原料である塩化ア
ルカリ、硫酸、これらが含有する不純物若しくは変成法
の反応時に生成した硫酸アルカリ等が不純物としてダス
ト状又はミスト状で発生した塩化水素に混入し、従って
か＼る塩化水素を水に吸収させて製造した塩酸は、塩素
と水素を反応させて得た塩化水素からの塩酸より不純で
あり、化学工業用としても再蒸溜再吸収による精製を必
要とした。

本発明者等は、変成法による塩酸（以下変成性塩酸とい
う）のかＸる実状にかんがみ、変成反応時の不純物が変
成法塩酸に混入しないような精製法につき鋭意研究の結
果、塩化アルカリに硫酸を反応させて発生させた塩化水
素を飽和濃度の塩酸で洗浄することによって硫酸カリ等
のダスト及び硫酸ミスト（以下硫酸ミスト等ということ
がある）を充分に除去できることを知って本発明を完成
した。

以上の記述から明らかなように、本発明の目的は、再蒸
溜再吸収のような特別の精製工程の不要な精製された変
成法塩酸の製造法を提供するにある。

他の目的は、上記方法で製造された精製塩酸を提供する
にある。

本発明は、下記（１）ないしく５）の方法である。

（１）塩化アルカリを硫酸と反応させて発生した塩
化水素ガスを飽和濃度の塩酸で洗滌したのち水に吸収さ
せることを特徴とする精製塩酸の製造法。

（２）塩化アルカリが、塩化ナトリウム若しくは塩化カ
リウムである前記（１）に記載の方法。

（３）飽和濃度の塩酸中に１ないし５重量％の硫酸アル
カリを含む前記（１）ないしく２）のいづれか一項に記
載の方法。

（４）洗滌時の塩化水素ガス温度が常温ないし１００℃
、飽和濃度の塩酸の温度が常温ないし５０℃である前記
（１）ないしく３）のいづれか一項に記載の方法。

（５）洗滌前の塩化水素ガスを硫酸で洗滌して、該ガス
の温度を常温ないし１００℃に冷却することを特徴とす
る前記（１）ないしく４）のいづれか一項に記載の方法
。

以下に本発明の構成と効果につき詳細に説明する。

イ本発明に使用する塩化水素ガス（以下単に塩化水素
ガスという）は、塩化アルカリと硫酸とを反応させて得
られる。

該反応は、塩化アルカリを固体状で硫酸と反応させる、
いわゆる乾式法でもよ（、塩化アルカリの水溶液に硫酸
を反応させる、いわゆる湿式法でもよい。

しかし、湿式法の場合は、生成した塩化水素は、もとの
塩化アルカリ水溶液中に溶存しており、別途蒸溜等によ
って塩化水素ガスを分離させる必要があり、必要な前工
程が増加する。

乾式法の場合、１００％の塩化水素ガスを得ることは困
難で、３０な（・し６０容量％の空気ならびに水蒸気等
が混入してくるが、本発明の実施には差支えない。

湿式法の場合、蒸溜によって発生させた塩化水素ガス中
には、本発明の方法によって除去されるべき不純物（硫
酸、硫酸アルカリ）が、乾式法の場合より著しく少なく
なるが、本発明の方法により精製可能である。

いずれの場合も主要な固体状又は液体状の不純物は、硫
酸、硫酸アルカリおよび鉄分であり、水分、空気等は、
不純物とならないのは目的物が塩酸であることから当然
である。

これらの不純物の濃度は、乾式変成法塩化水素ガスの場
合、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）として１０ないし５００ｐｐ
ｍ、硫酸アルカリとして０．５ないし５０ｐｐｍおよ
び鉄分（Ｆｅ）として０，５ないし２０ｐｐｍ程度で
あり、この塩化水素ガスを水もしくは稀塩酸に吸収させ
て濃塩酸を製造した場合、その大部分が濃塩酸中に移行
する。

また、この濃塩酸を蒸溜して塩化水素発生原料とし、蒸
溜残としての約２０％稀塩酸を前記の乾式変成法塩化水
素ガスの吸収用に再使用することをくりかえすと該稀塩
酸中に、不純物としての硫酸、硫酸アルカリおよび鉄分
が蓄積して、吸収能力が低下する。

従って、本発明の方法では精製塩酸の製造には、下記口
に述べる濃塩酸による変成法塩化水素ガスの洗浄を行う
。

口本発明に使用する飽和濃度の塩酸（以下洗滌用塩酸
ということがある）は、純塩化水素を純水に吸収させて
製造したものは要求されず、変成法塩化水素を水（化学
工業用原料水若しくは脱イオン水）に吸収させ飽和させ
たものでよい。

また、その濃度は、使用開始前に厳密に３５重量％以上
のような濃度である必要はなく、使用中の塩化水素ガス
の吸収に・よる濃度上昇ないし飽和を考慮した適当な濃
度（例えば２０〜３２重量％）であってもよい。

しかし、該濃度は、本発明の方法の開始後の適当な段階
では、勿論飽和濃度に達していなければならない。

でなければ、洗滌後の塩化水素ガスの収率が低下するか
らである。

また、洗滌用塩酸中には、使用中被処理ガス中の不純物
を吸収した結果として、少量の硫酸、硫酸アルカリおよ
び鉄分を含有するに至るが、その許容濃度は、明瞭な限
界はないがＨ２ＳＯ４で０ないし１０重量％、硫酸アル
カリで０ないし１０重量％、鉄分で０ないし１０００
ｐｐｍである。

Ｈ２ＳＯ４若しくは硫酸アルカリの濃度が１．０重量％
を超え又は鉄分の濃度が１１０００ｐｐを超えると、洗
滌用塩酸による洗滌の際新たに発生したミスト若しくは
ダストが、洗滌後の塩化水素ガス中の不純物の濃度を逆
に高めるおそれが生じる。

上記許容濃度に関して特異なことは、洗滌用塩酸中の硫
酸アルカリ濃度（０〜１０重量％）中１ないし５重量％
のものの方が１重量％未満若しくは５重量％超のものよ
り不純物除去率が良好なことである（後述実施例参照）
。

この理由は不明であるが、硫酸アルカリ（固体ダスト）
と洗滌液との接触溶解における境膜の物性に関係がある
とも考えられる。

ハ本発明の方法の洗滌条件；ａ、形式と気・液量比、
ｂ、温度と圧力、Ｃ０其他に分けることができる。

ａ、洗滌形式は、限定されず、向流若しくは並流接触方
式でも液中ガス吹込方式でもよいが、大量のガス中の微
量の不純物を除去するという目的から、気・液の接触面
積を最大限にし、かつ動力消費の節約可能な接触方式（
例えば充填塔使用）が望ましい。

気・液量比（容量比）は、処理量すなわち発生塩化水素
ガスＮｍ／ｈｒと洗滌液使用量ｒｒｌ／ｈｒの容量比
で１０ないし１０００好ましくは５０ないし５００であ
って、使用する装置により異なる。

また、液中ガス吹込方式では、洗滌液を循環する必要が
ないから、気・液量比は１ないし１００のように洗滌液
量を向流（並流）接触方式の場合より多くしなげればな
らない。

次にす、温度は、塩化水素ガスと洗滌液とで同一である
必要はなく、乾式法により得られた塩化水素ガスは、発
生後の冷却を考慮しても５０℃ないし１００℃のような
温度であることが多いが、本発明方法では該塩化水素ガ
スの供給時の温度が常温ないし１００℃であれば好適に
実施できる。

乾式性変成塩酸用の塩化水素ガスの温度は、変成炉内温
度が３５０℃〜４００℃のような高温度であることから
、変成炉を出た後も、例えば１５０°Ｃ〜２５０℃のよ
うな温度を保持している。

これを間接に水で冷却することもできるが、熱交換器の
伝熱壁面が硫酸ミスト等で汚染されて伝熱係数が１０日
ないし１ケ月のような短期間で大巾に低下し易いので、
６０〜８０重量％の室温ないし８０℃の硫酸で洗滌して
、該塩化水素ガス温度を１００℃以下に冷却すると容易
確実に冷却でき気液の接触条件は、温度関係を除き本発
明の方法の塩化水素ガスの飽和濃度の塩酸による洗滌に
準じて行うことができる。

そしてこの冷却方法により、冷却後の該塩化水素ガス中
の硫酸若しくは硫酸アルカリの濃度が増加することはな
い。

他方洗滌液としての飽和濃度の塩酸の温度は、常温ない
し５０℃であればよ（、塩化水素ガスの洗滌により該温
度が５０℃を大巾に超える場合は、該塩酸を循環中別途
冷却すればよい。

またす、洗滌処理される塩化水素ガスの圧力は、限定さ
れないが洗滌装置内での圧力損失を考慮して１０ないし
１００ｍｍＨｇ／Ｇ程度であれば充分である。

しかし勿論例えば１ｋｇ／ｃｎｉＧのような圧力下に
洗滌されることも差支えない。

二洗滌による不純物の除去の程度（効果）；前記口の
ような塩化水素ガスを飽和濃度の塩酸で前記ハのような
条件で洗滌することにより、各不純物は、次のように除
去される。

すなわち、例えば、硫酸濃度は、２００ｐｐｍから０
．３ｐｐｍに、硫酸アルカリ濃度は、１゜ｐｐｍから
０．１ｐｐｍに、鉄分濃度は］、ｐｐｍから０、０
２ｐｐｍに減少するので、このように精製された塩化
水素ガスを水に吸収させることによって例えば、硫酸濃
度１ｐｐｍ以下０．１ｐｐｍ、硫酸アルカリ濃度
０．３〜０．１ｐｐｍ、鉄分濃度０．１〜０、０２
ｐｐｍのように精製された塩酸を容易に製造できる。

以下実施例を図面によって説明するが、これらは本発明
を限定するものではない。

実施例１図に示す充填部２の直径３００ｍｍ、高さ３ｍの充填塔
１の飽和塩酸散布室へ飽和塩酸タンク６から飽和塩酸循
環配管９、ポンプ７および前記配管９を通じて飽和塩酸
を散布する。

散布された塩酸が充填部２内をはマ均一に拡散して流下
し、塩化水素導入室３、前記循環配管９を経て飽和塩酸
タンク６へ循環している間に、塩化水素ガス導入室８か
ら５０℃の変成塩化水素ガス２０Ｎ７７１：’／ｈ
ｒを導入する。

前記飽和塩酸の濃度組成は、ＨＣｌ３５％、Ｈ２ＳＯ４
３％、Ｋ２ＳＯ４１％（いずれも重量％）で循環量は３
００ｋｇ／ｈｒ、液温は５０℃である。

他方、供給される塩化水素ガスの組成は、塩化水素４０
容量％で残りは大部分の空気と後述第１表の不純物を含
む微量の不純物である。

上述のように導入された塩化水素ガスは、充填塔１内の
充填部で飽和塩酸に洗滌されつつ上昇し、飽和塩酸散布
室４、ミスト分離器５を経て洗滌すみ塩化水素ガス出口
管１０に至り、以後公知の塩化水素吸収塔において水に
吸収させ精製濃塩酸が製造される。

なお、ガス出口管１１に取付けられたミスト分離用バル
ブ１１は、必要に応じて第２次ミスト分離器５′（図示
せず）によってなお残存するミストを分離する。

上記のように実施した塩化水素ガスの洗滌前後における
不純物量は、下記第１表の如くである。

なお、前記ガスの採取は、夫々バルブ１２および１１か
ら分析用吸収瓶によっておこない、第１表中の不純物濃
度は、３５重量％塩酸中の基準の値として表示した。

上表に明らかなように、上記各不純物の濃度は、本発明
の方法の飽和塩酸洗滌によりいずれも激減し、洗滌後の
塩化水素ガスを水に吸収させて得た塩酸は、これらの不
純物については、化学工業用として充分な程度まで精製
されていることが明らかである。

実施例２図の装置を用い、飽和塩酸としてＨＣｌ３５％、Ｈ２Ｓ
Ｏ４０，１％、Ｋ２・５ｏ４０．１％（いずれも重量％
）のものを用いた以外は同様に実施した。

結果を第２表に示す。

上表に明らかなように、洗滌による不純物の除去効果は
、著しく、化学工業用塩酸用塩化水素ガスとして充分な
程度まで精製されていることが明らかである。

しかし、洗滌用飽和塩酸中の硫酸カリ濃度が実施例１の
場合より低いため洗滌によるに２ＳＯ４除去効果が、実
施例１の場合より幾分劣る結果となっている。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明に使用する塩化水素ガス洗滌装置で、１
は充填塔、２は充填部、３は塩化水素ガス導入室、４は
飽和塩酸散布室、５はミスト分離器、６は飽和塩酸タン
クである。つづいて、７はポンプ、８は塩化水素ガス導入管、９は
飽和塩酸循環配管、１０は洗滌すみ塩化水素ガス出口管
、１１はミスト分離用バルブ、１２は試料採堆バルブで
ある。

Claims

【特許請求の範囲】１塩化アルカリを硫酸と反応させて発生した塩化水素
ガスを飽和濃度の塩酸で洗滌したのち水に吸収させるこ
とを特徴とする精製塩酸の製造法。２塩化アルカリが、塩化ナトリウム若しくは塩化カリ
ウムである特許請求の範囲１に記載の方法。３飽和濃度の塩酸中に１ないし５重量％の硫酸アルカ
リを含む特許請求の範囲１ないし２のいづれか一項に記
載の方法。４洗滌時の塩化水素ガス温度が常温ないし１００℃、
飽和濃度の塩酸の温度が常温ないし５０℃である特許請
求の範囲１ないし３のいづれか一項に記載の方法。