JPS5855313A - クロルスルホン酸の製造方法 - 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】 本発明はクロルスルホン酸の製造方法、特に安定化無水
硫ａｔスルホン化剤とするクロルスルホン酸の製造方法
に関する。

ロルスルホン酸は、従来、発煙硫酸を加熱蒸発せしめて
得られる無水硫酸（８０ｍ）ガスと、塩化水素（１１ｏ
ｔ　）ガスとをガス−ガスで反応せしめることによシ製
造されている。本反応は下記反応式によｐ進行する。

Ｂｏｇ　＋１１０１　→８０１０ｔ０１該製造方法にお
いては、発燻硫＠を加熱蒸発せしめて８０３ガスを発生
せしめる際に、ｓＯｓ中に硫酸（Ｈ＊８０ａ　）　ｉス
トが混入し製品の純縦を低下せしめる欠点を有しておシ
、この欠点を改良する方法として反応で生成したガス状
のクロルスルホン酸を一端液化せしめた後、再蒸発およ
び再凝縮せしめて高純度のクロルスルホノ酸を製造する
方法（特公昭５１−１０８４０号）が提案されている。

しかしながら、鋏方法は、発ｍｉｌ酸の加熱、生成りロ
ルスルホン酸の再蒸発等、多大な加熱エネルギーを必要
とする欠陥を有している。反応で生成するクロルスルホ
ン酸中に硫酸が混入されない方法として、重合防止剤を
添加せしめて安定化した安定化無水硫酸（商品名＝サル
ファン等）ｔ−加熱蒸発せしめて得られるｓＯＳガスと
１０４ガス管反応せしめてクロルスルホン酸を製造する
方法が実施されている。しかしながら、該方法におりて
も反応が発熱反応であり、冷却エネルギーを必要とする
にもかかわらず、ＳＯ，ガスを加熱によって発生させな
ければならない欠陥を有しており、また８０３ガスを蒸
発によって発生させるため、安定化無水硫酸の原単位が
悪く、さらに反応温度が１７０℃と厳しい条件である欠
陥がある。この欠点を改良するため、液状の安定化無水
硫酸とＢＯｔガスとを直接反応せしめる方法が考えられ
るが、この方法においては反応が爆発的に進行する危険
性がある丸め実施できなかった。

本発明者等は、液状の安定化無水硫酸を使用するクロル
スルホ／酸の製造方法を鋭意研究の結果、安定化無水硫
酸をクロルスルホン酸に溶解せしめた溶液にＨＣｔガス
を吹込むことによシ、温和な条件で効率よくクロルスル
ホン酸が得うれることを見出し本発明を完成した。

本発明は、エネルギー消費量の小さい、高純度の製品の
得られるクロルスルホン酸の製造方法を提供することを
目的とする。

本発明は、液状の安定化無水硫酸をクロルスルホン酸に
溶解せしめた溶液と、塩化水素ガスとを接触せしめるこ
とを特徴とするクロルスルホ／酸の製造方法である。

本発明において、安定化無水硫酸とは、重合防止剤を添
加せしめて安定化した無水硫酸であシ、そのものはクロ
ルスルホン酸に任意の割合で溶解する。安定化無水硫酸
を溶解せしめるクロルスルホン酸は通常反応で生成する
クロルスルホン酸を使用する。一方塩化水素ガスは、合
成塩化水素ガス、回収塩化水素ガスのいずれをも使用し
得るが、純度が９０％以上あり、かつ、水分ができるだ
け少ないものを使用するのが好ましい。反応系内の水分
は、無水硫酸と反応するか、またはクロルスルホン酸を
加水分解オしめて硫酸（Ｈ，８０４）を容易に生成し、
製品の純度氷 を低下せしめると共に収率の低下を招栗するので好まし
くない。合成塩化水素ガスを使用する場合には、反応排
ガス中に尿素ガスが含まれるので、充分な安全″対策を
講する必要がある。回収塩化水素ガスを使用する場合に
は、無水硫酸またはクロルスルホン酸により容易にスル
ホン化されるＩＥ−ｐたはクロルスルホン化される不純
物を含有する回収塩化水素ガス整容は好ましくない。

本発明において、安定化無水硫酸をクロルスルホ／酸に
溶解せしめた溶液と、塩化水素ガスとを接触せしめる方
法は、該溶′ｗｉ、ＶＣ塩化水素ガスを吹込むか、また
は該溶液と塩化水素ガスとｔ−４流または並流接触せし
めることによって行う。しかしながら、無水硫酸と塩化
水素ガスとの反応は大きな反応熱（発熱）を伴うので、
反応熱を除去し易い槽式の反応装置を用いるのが好まし
く、塔式反応装置を用い向流または並流接触せしめる場
合には反応熱を除去し易い装置九とえばぬれ壁塔勢を用
いるのが好ましい。本反応は、反応熱を除去せしめなが
ら行うため、４５℃〜１００℃の温度で温和に進行し、
クロルスルホン酸を生成する。通常、１５℃以下に冷却
せ麗 しめて除銀した合成塩化水素ガスを用いた場合、Ｍ［９
８１以上のクロルスルホン酸が得られ、また、水分を殆
んど含まない精製塩化水素ガスを用い九場合純度９９．
５４以上の高純度のクロルスルホン酸が得られる。生成
したクロルスルホ／酸中の不純物は、安定化無水硫酸に
添加されている微量に含まれている安定化剤および、水
との反応で生成する硫酸であり、通常、クロルスルホン
＠を用いる反応において問題となることはない。これら
の不純物が問題となる場合には蒸留勢の操作により精製
し、より高純度のクロルスルホン酸とすることができる
。

以下、第１図に示す本発明の一実施態様を示すフローシ
ートに基き、本発明の詳細な説明する。

第１図において、ム：安定化無水硫酸、Ｂ：塩化水素ガ
ス、Ｃ：クロルスルホノ酸、およびＤ：排ガスを表し、
またｌニー次反応檜、２：吸収塔、３：二次反応槽、４
：循環冷却器、５：クロルスル本ン酸貯槽、６：循環？
ング、７：ガス冷却器および８〜１８：配管を表す。

上記各機器の間は、配管８〜１２で接続され、） 循環ポンプ６によりクロルスルホン酸０が循環している
。安定化無水硫酸ムは配管１３により　−次反応槽１中
に供給し、塩化水素ガスは、その使用量をほぼ２分して
、−次反応檜ｌおよび二次反応槽３に供給する。本反応
は、−次反応檜Ｉにおいては無水硫酸過剰の条−件で、
二次反応槽３においては塩化水素過剰の条件で行うこと
によｐ１安定化無水硫酸、塩化水素ガス共にほぼ１００
−の反応率となる。−次反応槽１における無水硫酸（８
０ｇ　）過剰の条件は、−次反応檜１５二次反応槽３、
循環冷却器４およびガス冷却ｌＩ７の冷却能力、特に−
次反応檜１および二次反応槽３における反応熱除去能力
によって異るが、−次反応檜１から配管８ｔ−通してオ
ーバーフローする一次反応液中のフリーの無水硫酸濃度
が１０重量−以下、好ましくは、４〜７重量−であり、
安定化無水硫酸は一次反応液中のフリーの無水硫酸濃度
によシー次反応槽ｌへの供給量が制御される。−次反応
液中のフリーの無水硫酸は二次反応槽２に供給される過
剰の塩化水素ガスによシ全て反応し、クロルスルホン酸
を生成する。一方、二次反応槽３における過剰の塩化水
素ガスは、ガス吸収塔２内で一次反応液中からオーバー
フローし、配管８によシガス吸収塔２の塔頂付近に供給
される一次反応液と向流接触した後、ガス吸収塔２の塔
頂よシ配管１６によシー次反応檜１内に吹込まれ、ここ
で全て反応し、クロルスルホン酸を生成する。−次反応
槽ｌの反応排ガスＤは、ガス冷却器７において、ガス冷
却器７の塔頂付近く配管１２によシ供給される。冷却さ
れた循環クロルスルホン酸と向流接触することによ〕、
反応排ガス中のクロルスルホン酸、および無水硫酸蒸気
を凝縮除去した後配管１７により排ガス処理工程へ排出
する。排ガス処理は、アルカリ水溶液β洗浄し大気放出
する。塩化水素ガスとして合成塩化水素ガスを使用する
場合、排ガス中に水素ガスが濃縮されているので、水素
の爆発限界濃［（２９Ｇ）にまで空気で稀釈した後放出
する。

本反応の温度条件は、クロルスルホン酸の生産量によシ
異るが、−次反応槽ｌおよび二次反応槽２共に４５〜１
００℃であり、ガス冷却器に供給する循環クロルスルホ
ン酸の温度は、無水硫酸の沸点以下、好ましくは４０’
Ｃ以下である。

本発明は、下記の特徴を有している。

０）液状の安定化無水値＃を直接使用するため、無水硫
酸ガス発生のための加熱エネルギーおよび生成りロルス
ルホン酸を凝縮せしめるための冷却エネルギーが不要で
ある。

（ロ）安定化無水硫酸をクロルスルホン酸に溶解せしめ
て使用することにより、反応熱の除去効率が向上し、ガ
ス−ガス反応に比較し、温和な反応条件で反応を行うこ
とができ、安全である。

ｅ→　安定化無水硫酸を使用するため、製品の純度が高
い。

に）　クロルスルホン酸を反応溶媒としているため、特
殊な場合を除いて、製品の精製を行う必要がない。

（イ）安定化無水硫酸を蒸発せしめることなく使用する
ので反応収率が高い。

本発明は、温和な反応条件で高純度のクロルスルホン酸
を高収率で製造する方法を提供するものであり、特に省
エネルゼー的に有利なりロルスルホン酸の製造方法であ
シ、その産業的意義は大きい。

以下、本発明を実施例により更に詳しく説明する。ただ
し、本発明は、下記実施例に限定されるものではない。

実施例１ 第１図に示す７０−シートと同一の反応装置を用い、該
装置内にクロルスルホン酸を循環せしめながら、−次反
応槽１に安定化無水硫酸を連続的に供給しながら、−次
反応槽１および二次反応槽３に５℃に冷却した合成塩化
水素ゲスを各２２５Ｋｔ／Ｈｒの供給速度で供給した。

−次反応液中の７１７−の無水硫酸濃度を５．３±０．
５（重量）−に維持した時、安定化無水硫酸の供給速度
はＩｓ　ｏｏ　７に４／Ｈｒであった。ガス冷却器に供
給する循環クロルスルホ／酸の温度は、あ〜関℃に維持
した。−次反応楕ｌおよび二次反応槽３の反応温度は９
０〜９５℃であった。

本実施例における収率は、対安定化無水硫酸９８．６チ
、対塩化水素ガス１００１Ｇ％で製品純度は９９．２−
であシ、従来のガス−ガス法と比較して対安定化無水硫
酸収率が０．７チ上昇した。また、安定化無水硫酸の加
熱蒸発を行わないので、ガス−ガス法で使用していたス
チーム原単位（３２５−／ｌ（製品））が０であった。

；

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施態様を示すフローシー゛トで
ある。 〔使用記号〕 ム：安定化無水硫酸　Ｂ：塩化水素ガスＣ：クロルスル
ホン酸（製品） Ｄ：排ガス １ニ一次反応檜　　　２：ガス吸収塔 ３：二次反応槽　　　４：循環冷却器 ５：クロルスルホン酸貯槽 ６：循′ｆｊ１／ン７”　　　　７：７’／ス冷却器８
〜１８；配管

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 液状の安定化無水硫酸をクロルスルホン酸に溶解せしめ
   た溶液と、塩化水素ガスとを接触反応せしめることｔ−
   特徴とするクロルスル示ン酸Ｏ製造方法。