JPS63134514A - アルカリ金属炭酸水素塩粒子をその表面上の吸着窒素有機塩基塩酸塩液体フィルムから分離する方法およびアルカリ金属炭酸水素を製造する方法 - 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】 本発明はアルカリ金属炭酸水素塩粒子を、それらに含浸
する窒素有機塩基塩酸塩液体フィルムから分離する方法
に関する。

塩化す）　ＩＪウムの水溶液と水不溶性アミンの有機溶
液とを混合し、生ずる混合物を二酸化炭素含有ガスで処
理し、次いで炭酸水素ナトリウムの水性懸濁液およびア
ミン塩酸塩の有機溶液を分離するために相分離にかける
ことにより炭酸水素ナトリウムを製造する方法が知られ
ている。水性懸濁液は次いでそれに含まれる固体炭酸水
素ナトリウムをそれから抽出するために相分離または濾
過にかけられ、有機溶液は工程中へ循環するアミンを再
生するために処理される〔特許ＣＢ−Ａ−１，０８２，
４３６Ｃカイザー・アルミナム・アンド・ケミカル社（
ＫＡＩＳＢＲＡＬＵＭＩＮＵＭ＆　ＣＨＥＭＩＣＡＬＣ
ＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ　）　］　、２２頁１０５〜１２
５行；セントラル・パテント・インデックス、ベーシッ
ク・アブストラクト・ジャーナル（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐ
ａｔｅｎｔｓＩｎｄｅｘ　、　Ｂａ５ｉｃ　Ａｂｓｔｒ
ａｃｔｓ　Ｊｏｕｒｎａｌ）、セクションＥ、ウィーク
Ｔ、４９、ダーウェント・パブリケーシロン社（Ｄｅｒ
ｗｅｎｔ　Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｌｔｄ　ｅ　）　
、ロンドン、アブストラクト７８．４３０Ｔ−Ｅ　：特
許比Ｊ１！ＪＰ−Ａ−７２４１２３７（イスラエル・マ
イニング（Ｉｓｒａｅｌ　Ｍｉｎｉｎｇ　Ｉｎｄｓ、Ｉ
ｎ５ｔ、Ｒｅｓ　＆Ｄｅｖ、）　）　＊ この公知方法の最後に補集される炭酸水素ナトリウムは
一般にアミン塩酸塩有機溶液の吸着フィルムで含浸され
た粒子の形態にある。このフィルムの存在は、それが炭
酸水素ナトリウムの品質に有害であり、またアミンの損
失を生ずるので不利益を形成する。

本発明はこの不利益を、アルカリ金属炭酸水素塩粒子に
吸着された窒素有機塩基塩酸塩、殊にアミン塩酸塩を有
効かつ経済的に回収し、同時に改良された品質のアルカ
リ金属炭酸水素塩を製造することを可能にする方法を提
供することにより改善する。

従って本発明は、アルカリ金属炭酸水素塩粒子をその表
面上に吸着された窒素有機塩基塩酸塩液体フィルムから
分離する方法に関し、本発明によれば、粒子を水浴中に
分散させ、生じた水性懸濁液をかくはんし次に相分離さ
せる。

本発明による方法において、窒素有機塩基は、定義によ
り事実上塩化水素と反応し、それにより塩基塩酸塩を形
成する十分な塩基性の任意の水不溶性窒素有機試薬であ
る。液体は窒素有機塩基塩酸塩が方法を実施する条件の
もとて通常液体であるときに窒素有機塩基塩酸塩そのま
まからなることができる。あるいはそれは適当な溶媒、
好ましくは有機溶媒中の塩酸塩溶液であることができる
。

一般に、液体は方法を実施する条件のもとて３センチポ
アズ、好ましくは１．５センチポアズ、を越えない粘度
を有するように溶媒の性質および量を選ぶことが有利で
ある。本発明の範囲内で使用できる有機溶媒の例はキシ
レン、ブチルベンゼン類、メチルエチルベンゼン類、よ
り特定的にはホワイトスピリット並びにイソパラフィン
類の混合物である商品名アイソバール（ＩＳＯＰＡＲ）
　　（エッソ（ε５ｓｏ）社製〕、芳香族化合物の混合
物であるソルベッソ（ＳＱＬＶＥＳＳＯ）　　（エソソ
（Ｅｓｓｏ）社製〕、芳香族化合物の混合物であるシェ
ルツル（ＳＨＥＬＬＳＱＬ）ＡＢ　Ｃシェル（Ｓｈｅｌ
ｌ）社製〕および脂肪族化合物の混合物であるシェルツ
ル（ＳＨＥＬＬＳＱＬ）　Ｋで知られる市販溶媒である
。

液体フィルム粒子上に吸着された液体の連続または不連
続薄層である。

本発明によれば、窒素有機塩基塩酸塩の液体フィルムで
含浸された粒子を水性浴中に分散させ、得られる水性懸
濁液をかくはんし、次いで相分離させる。

水性浴は水または水溶液であることができる。

水溶液の場合に、それは好ましくは操作条件のもとてア
ルカリ金属炭酸水素塩に対して化学的に不活性である。

例えば、それはアルカリ金属塩化物の水溶液であること
ができる。アルカリ金属炭酸水素塩の水溶液、好ましく
は飽和溶液、の使用が好ましい。

水性浴はアルカリ金属炭酸水素塩粒子を容易かつ有効に
分散させることができ、それにより集塊の形成を防止す
る十分な量で使用しなければならない。しかし、過度の
空間の必要を生じ、次のかくはん段階中に過度のエネル
ギー消費を必要とする過剰量の浴を避けることが有利で
ある。実際に、使用する浴の最適量は種々のパラメータ
ー、中でも浴の性質およびアルカリ金属炭酸水素塩の粒
度分布に依存し、それは各個々の場合に通常の研究室作
業により容易に決定することができる。

かくはんは炭酸水素塩粒子からの液体フィルムの分離お
よびその水性浴中の分散に段車つ。それは適当な手段、
例えば回転かくはん機の使用またはガス流入により行な
うことができる。かくはんの強さおよび持続は粒子から
の液体フィルムの分離に十分でなければならず、種々の
パラメーター、殊に粒子の平均直径、フィルム液体の性
質、水性浴の性質、アルカリ金属炭酸水素塩粒子および
浴のそれぞれの質量並びに温度に依存する。それらは各
個々の場合に通常の研究室作業により容易に決定するこ
とができる。

かくはん後の相分離は塩酸塩含有液相からのアルカリ金
属炭酸水素塩粒子の分離に役立つ。それは重力または遠
心分離により行なうことができる。

相分離の最後に前記液相を抜き、アルカリ金属炭酸水素
塩粒子を回収する。

経済的考慮のため、本発明による方法は低温、好ましく
は６０℃以下例えば１５〜４０℃で行なうことが有利で
ある。

相分離の最後に捕集されるアルカリ金属炭酸水素塩は湿
潤であり、必要であればそれを次の乾燥操作にかけるこ
とができる。

本発明による方法を実施する特定形態において、相分離
の最後に捕集された湿潤炭酸水素塩粒子は他の水性浴中
に分散され、生ずる分散系が前記のように順次かくはん
され、相分離される。本発明を実施するこの特定形態は
数回繰返すことができ、プロセスの効率が高められる。

本発明による方法はすべての前記窒素有機塩基、殊に水
に不溶性であるもの、例えば水不溶性イミンおよびその
誘導体、水不溶性第四級アンモニウム塩、並びに水不溶
性アミンおよびアミノ誘導体に適用することができ、そ
れは第一級アミン殊に前記アミン法による炭酸水素ナト
リウムの製造に有用な使用を見出す分子中に１２〜２４
個の炭素原子を含む第一級アルキルアミンに殊によく適
用することができる。さらに本発明による方法はまた炭
酸水素塩粒子上の液体フィルムが窒素有機塩基と前記塩
基の塩酸塩との混合物、例えば塩基３０〜７０重量％お
よび塩酸塩７０〜３０重量％を含む混合物からなる場合
に有効に適用できる。

本発明による方法は前記アミン法により得られた炭酸水
素ナトリウム粒子の処理に有用な適用を見出す。

従って本発明は、アルカリ金属塩化物を水の存在下に二
酸化炭素含有ガスおよび水不溶性窒素有機塩基で処理し
、反応混合物を相分離にかけ、一方にアルカリ金属炭酸
水素塩の水性懸濁液からなる水相および他方に窒素有機
塩基塩酸塩を含む有機相を捕集し、水相を、それからそ
れに含まれる固体アルカリ金属炭酸水素塩および母液を
抽出するために処理することによるアルカリ土属炭酸水
素塩を製造する方法に関し、本発明によれば、前記のよ
うに固体アルカリ金属炭酸水素塩が水性浴中でかくはん
され、生じた水性懸濁液が相分離にかけられる。

本発明の特徴および詳細は次の図面の説明から明らかに
なろう 第１図は本発明による方法の特定態様の実施による炭酸
水素ナトリウムを製造する装置の一般ブロック線図を示
す。

第２．３および４図は第１図の装置の変形態様を示す。

これらの図中、同一参照数字は同一要素を示す。

第１図に示される装置は実質的に飽和した塩化ナトリウ
ムの水溶液または塩化ナトリウムの水性スラリー２、塩
化ナトリウム水溶液に不溶性である第一級アミンを含む
有機液体３、および二酸化炭素含有ガス４が連続的に供
給される結晶化室ｌを含む。有機液体３は例えば分子中
に１８〜２４個ｇ炭素原子を含む商品名プライメネ（Ｐ
ＲＩＭＥＮＥ）ＪＭＴ　　（ローム・アンド・ハース（
Ｒｏｈｍ　＆　Ｈａａｓ）社製〕の第一級アルキルアミ
ンのキシレン中の５０重量％溶液であることができる。

あるいは有機液体は溶媒に溶解しないでそのまま使用さ
れる分子中に１８個未満の炭素原子を含む液体第一級ア
ルキルアミン、例えば分子が１２〜１４個の炭素原子を
含む商品名プライメネ（ＰＲＩＭ１３ＮＢ）８１Ｒ（０
−ム・アンド−バーｘ　（Ｒｏｈｍ＆　）Ｉａａｓ）社
製〕で知られるアミンであることができる。

ガス４は、好ましくは少くとも６０重量％の二酸化炭素
を含む二酸化炭素濃縮ガスである。

結晶化室１中で炭酸水素す）　ＩＪウムが結晶化し、ア
ミンはアミン塩酸塩に転化される。

炭酸水素ナトリウム結晶、結晶化母液およびアミン塩酸
塩を含む有機相の混合物からなる液体５が結晶化室１か
ら抜出される。液体５は沈降室６中へ移され、その中で
一方にアミン塩酸塩有機相７および他方に水性炭酸水素
ナトリウム懸濁液から実質的になる水相８が重力により
分離される。

アミン塩酸塩有機相７は、結晶化室１中へ循環されるア
ミンを再生する装置９中でそれ自体知られた方法で処理
される。

水相８は遠心分離または濾過装置１０へ送られ、その中
で粒子の形態の炭酸水素ナトリウム１１および母液１２
が分離される。後者は塩化ナトリウムを添加された後結
晶化室１中へ循環される。

本発明によれば、固体炭酸水素ナトリウム１１が、例え
ば水、炭酸ナトリウム水溶液またはより有利には炭酸水
素ナトリウム水溶液であることができる水性浴１４と混
合させる室１３中へ導入される。混合物は室１３中で、
例えば１つまたはそれ以上のプロペラを用いる激しいか
くはんにかけられる。生じた混合物１５は次いで沈降室
１６中へ移され、その中で有機相７中へ循環される有機
相１７および遠心分離または濾過装置１９へ送られる水
相１８の分離が相分離により起る。一方に炭酸水素ナト
リウム結晶２０および他方に結晶化室１中へ循環される
母液２１が装置１９から捕集される。

炭酸水素ナトリウム結晶２０は濾過器２２上へ移され、
そこで洗浄水の流れ２３にさらされる。

濾過器２２から捕集された炭酸水素ナトリウム２４は無
水炭酸ナトリウムを生成させるためにか焼炉（示されて
いない）へ送ることができる。

捕集された水洗液２５は結晶化室１へ送られる。

第２図に示される変形態様の方法において、有機相７か
ら分離された水相８はそのまま直接混合室１３中へ送ら
れ、その中で激しいかくはんにかけられる。生じた混合
物１５は次いで第１図に関して前に記載したように処理
される。

第３図に示される態様において、沈降室１９から生ずる
炭酸水素ナトリウム粒子２０は、第２混合室２６中へ移
され、その中へさらに濾過器２２から生ずる水流２５が
導入される。混合室２６中で炭酸水素ナトリウムおよび
水が激しくかくはんされ、生じた水性懸濁液２７が沈降
室２Ｂ中へ移され、それから結晶化室１へ送られる水？
８＊２９および濾過器２２上へ送られる炭酸水素ナトリ
ウム粒子３０が個々に抜出され、粒子３０はそこで第１
図に関して前に記載したように処理される。

第４図に示される簡単にした態様の方法において、二酸
化炭素処理の最後に遠心分離または濾過装置１０から捕
集される炭酸水素ナトリウム粒子１１が直接混合室２６
中へ導入され、次いでそれが第３図に関して前に記載し
たように処理される。

例えば次の記載が本発明の有用性を示す。

塩化ナトリウムのほぼ飽和した水溶液、アミン、プライ
メネ（ＰＲＩＭＢＮＥ）８１Ｒ（分子中に１２〜１４個
の炭素原子を含むアミンの混合物）および二酸化炭素を
反応させ、生じた炭酸水素ナトリウムの水性懸濁液を濾
過し、固体炭酸水素ナトリウムおよび母液を個々に捕集
した。固体炭酸水素ナトリウムはｋｇ当り２ｇのアミン
（アミンおよびアミン塩酸塩の混合物の形態で）を含む
ことがわかり、母液は次の重量組成を有した： ＮａＣ１：　１３２　−ｇ／ｋｇ ＮａＨＣＯ＋　　：　　３７　　ｇ／ｋｇアミン：　　
　１．４ｇ／ｋｇ 本発明により固体炭酸水素ナトリウム１　ｋｇを母液４
．２５　ｋｇ中に分散させ、生じた分散系をプロペラか
くはん機を用いて３０分間激しくかくはんした。次いで
混合物を、アミン含有有機相および水相を分離するため
に１５分間沈降させた。水相を捕集し、それを固体炭酸
水素ナトリウムを抽出するために濾過した。後者は０．
３５ｇ／ｋｇの残留アミン含量を有した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による方法の特定態様の実施による炭酸
水素ナトリウムを製造する装置の一般ブロック線図であ
り、第２図、第３図および第４図はそれぞれ第１図の装
置の変形ａ様を示すブロック線図である。 １・・・・・・結晶化室　　６・・・・・・沈降室９・
・・・・・アミン再生装置 １０・・・・・・遠心分離または濾過装置１３・・・・
・・混合室　　１６・・・・・・沈降室１９・・・・・
・遠心分離または濾過装置２２・・・・・・濾過器　　
２６・・・・・・混合室２８・・・・・・沈降室 Ｆｉｇ、　２ ｚ５ Ｆｉ９．４

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルカリ金属炭酸水素塩粒子をその表面上に吸着
   された窒素有機塩基塩酸塩液体フィルムから分離する方
   法であって、粒子（１１、２０）を水性浴（１４、２５
   ）中に分離させ、生じた水性懸濁液（１５、２７）を順
   次かくはん（１３、２６）および次いで相分離（１６、
   ２８）にかけることを特徴とする方法。
2. （２）水性浴（１４）がアルカリ金属炭酸水素塩の飽和
   水溶液であることを特徴とする、特許請求の範囲第（１
   ）項記載の方法。
3. （３）相分離（１６、２８）から捕集されるアルカリ金
   属炭酸水素塩粒子（２０、３０）を水（２３）による洗
   浄にかけることを特徴とする、特許請求の範囲第（１）
   項または第（２）項記載の方法。
4. （４）窒素有機塩基塩酸塩がアミン塩酸塩であることを
   特徴とする、特許請求の範囲第（１）項〜第（３）項の
   いずれか一項に記載の方法。
5. （５）窒素有機塩基塩酸塩が１２〜２４個の炭素原子を
   含む第一級アルキルアミンの塩酸塩であることを特徴と
   する、特許請求の範囲第（４）項記載の方法。
6. （６）アルカリ金属塩化物（２）を、水の存在下に二酸
   化炭素を含有するガス（４）および水不溶性窒素有機塩
   基（３）で処理し、反応混合物を相分離（６）にかけ、
   一方にアルカリ金属炭酸水素塩および他方に窒素有機塩
   基塩酸塩を含有する有機相（７）捕集し、水相（８）を
   、それからそれに含まれる固体アルカリ金属炭酸水素塩
   および母液を抽出するために処理することによりアルカ
   リ金属炭酸水素塩を製造する方法であって、固体アルカ
   リ金属炭酸水素塩を特許請求の範囲第（１）項〜第（５
   ）項のいずれか一項に記載の方法にかけることを特徴と
   する方法。
7. （７）固体アルカリ金属炭酸水素塩を水相（８）から抽
   出するために、後者を順次激しいかくはん（１３）およ
   び相分離（１６）にかけることを特徴とする、特許請求
   の範囲第（６）項記載の方法。
8. （８）水相（８）をかくはん（１３）にかくはんにかけ
   る前に母液の一部を排出することを特徴とする、特許請
   求の範囲第（７）項記載の方法。
9. （９）母液（２１）を反応混合物中へ循環することを特
   徴とする、特許請求の範囲第（７）項または第（８）項
   に記載の方法。