JP2002530369A - アルカンスルホン酸の製法 - Google Patents
アルカンスルホン酸の製法Info
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-
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- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、次の工程：（ａ）アルキルメルカプタン及び／又は二硫化ジアルキル及び／又は３〜９個の硫黄原子を有する多硫化ジアルキルを硝酸で酸化して、アルカンスルホン酸、水、酸化窒素及びその他の副生成物を形成させる；（ｂ）工程（ａ）から得られた酸化窒素を、酸素を用いて硝酸に再生させ、かつこの硝酸を工程（ａ）に戻す；を包含するアルカンスルホン酸の製法に関し、この際、工程（ａ）及び（ｂ）を相互に分離された反応室中で実施する。
Description
【０００１】 本発明は、アルカンスルホン酸の製法に関する。
【０００２】 アルカンスルホン酸は、一連の工業的用途で使用される。長鎖状アルカンスル
ホン酸は、例えば界面活性剤特性を有するが、メタンスルホン酸のような短鎖状
のものは、例えば錫又は鉛のような卑金属を例えばガルバニ析出のための補助化
学品として、電子工学用の導体板の錫メッキ時に又はブリキ板の製造時に使用す
ることができる。
ホン酸は、例えば界面活性剤特性を有するが、メタンスルホン酸のような短鎖状
のものは、例えば錫又は鉛のような卑金属を例えばガルバニ析出のための補助化
学品として、電子工学用の導体板の錫メッキ時に又はブリキ板の製造時に使用す
ることができる。
【０００３】 文献中には、一連のアルカンスルホン酸の製法が記載されている。この場合に
は、殊に、通常は、硫化水素とアルコールとの反応により製造されるアルキルメ
ルカプタン又は二硫化ジアルキルが出発物質として使用される。相応するアルカ
ンスルホン酸にするためのアルキルメルカプタン又は二硫化ジアルキルの酸化反
応は、種々の酸化剤により達成することができる。例えば、酸化剤として過酸化
水素、塩素、ジメチルスルホキシド又はジメチルスルホキシドとヨウ化水素酸と
の混合物を、並びに電気化学的酸化を使用することができる。
は、殊に、通常は、硫化水素とアルコールとの反応により製造されるアルキルメ
ルカプタン又は二硫化ジアルキルが出発物質として使用される。相応するアルカ
ンスルホン酸にするためのアルキルメルカプタン又は二硫化ジアルキルの酸化反
応は、種々の酸化剤により達成することができる。例えば、酸化剤として過酸化
水素、塩素、ジメチルスルホキシド又はジメチルスルホキシドとヨウ化水素酸と
の混合物を、並びに電気化学的酸化を使用することができる。
【０００４】 ＷＯ９８／３４９１４中には、Ｂｒ２を用いるメルカプタン及び／又は二硫化
ジアルキルの酸化によりアルカンスルホン酸を生じることが記載されている。こ
のＢｒ２は、より簡単な取り扱い性のために、有利にＨＢｒから得られる。ＨＢ
ｒを酸化してＢｒ２にすることは、触媒量の硝酸の存在下で酸素を用いて、又は
硝酸そのものを酸化剤として用いて行うことができる。硝酸を用いるＨＢｒの酸
化の際に生じる酸化窒素は、酸素により再酸化されて硝酸にされる。このプロセ
ス中に存在する硫黄化合物の硫酸までの過剰酸化を避けるために、ＨＢｒからＢ
ｒ２への酸化及びＢｒ２を用いるメルカプタン及び／又は二硫化ジアルキルの酸
化を、分離された反応器中で実施することができる。
ジアルキルの酸化によりアルカンスルホン酸を生じることが記載されている。こ
のＢｒ２は、より簡単な取り扱い性のために、有利にＨＢｒから得られる。ＨＢ
ｒを酸化してＢｒ２にすることは、触媒量の硝酸の存在下で酸素を用いて、又は
硝酸そのものを酸化剤として用いて行うことができる。硝酸を用いるＨＢｒの酸
化の際に生じる酸化窒素は、酸素により再酸化されて硝酸にされる。このプロセ
ス中に存在する硫黄化合物の硫酸までの過剰酸化を避けるために、ＨＢｒからＢ
ｒ２への酸化及びＢｒ２を用いるメルカプタン及び／又は二硫化ジアルキルの酸
化を、分離された反応器中で実施することができる。
【０００５】 アルカンスルホン酸を製造するためのもう一つの方法は、酸化窒素又は硝酸の
存在下での酸素を用いるアルキルメルカプタン又は二硫化ジアルキルの酸化であ
る。硝酸の存在下で酸素を用いる酸化は、例えばＵＳ２６９７７２２及びＵＳ２
７２７９２０に記載されている。
存在下での酸素を用いるアルキルメルカプタン又は二硫化ジアルキルの酸化であ
る。硝酸の存在下で酸素を用いる酸化は、例えばＵＳ２６９７７２２及びＵＳ２
７２７９２０に記載されている。
【０００６】 これらの刊行物は、硝酸中に吸収された酸素を用いるアルキルメルカプタン又
は多硫化物（例えば二硫化ジアルキル）の酸化に関する。アルキルメルカプタン
又は多硫化物は、段階的に所望のアルカンスルホン酸まで酸化される。この酸化
の間に、一酸化窒素、二酸化窒素及び亜酸化窒素からの混合物が生じる。一酸化
窒素及び二酸化窒素は硝酸中に吸収された酸素により、純粋な二酸化窒素又は硝
酸まで変換され、これらは再びアルカンスルホン酸の形成のために利用できる。
亜酸化窒素は排除される。この方法の欠点は、形成される亜酸化窒素分が高く、
これはいわゆる「温室ガス」として、ハロゲン化されたメタン及びエタンと同様
に環境学的問題をもたらし、従って、工業用装置中では経費をかけて排ガス流か
ら分離除去しなければならない。更に、この排ガスは同時に多量の窒素−及び硫
黄−化合物を含有し、これらは同様に経費をかけて除去しなければならない。
は多硫化物（例えば二硫化ジアルキル）の酸化に関する。アルキルメルカプタン
又は多硫化物は、段階的に所望のアルカンスルホン酸まで酸化される。この酸化
の間に、一酸化窒素、二酸化窒素及び亜酸化窒素からの混合物が生じる。一酸化
窒素及び二酸化窒素は硝酸中に吸収された酸素により、純粋な二酸化窒素又は硝
酸まで変換され、これらは再びアルカンスルホン酸の形成のために利用できる。
亜酸化窒素は排除される。この方法の欠点は、形成される亜酸化窒素分が高く、
これはいわゆる「温室ガス」として、ハロゲン化されたメタン及びエタンと同様
に環境学的問題をもたらし、従って、工業用装置中では経費をかけて排ガス流か
ら分離除去しなければならない。更に、この排ガスは同時に多量の窒素−及び硫
黄−化合物を含有し、これらは同様に経費をかけて除去しなければならない。
【０００７】 これらの反応の際に、反応温度は、通常は２５〜７０℃の範囲内にある。しか
しながら、この温度では、アルカンスルホン酸への完全な変換は達成されない。
例えば、メタンスルホン酸への変換の際には、この反応条件では、反応は部分的
に中間体メタンチオスルホン酸−Ｓ−メチルエステルの段階に留まる。この中間
体は不安定な化合物であり、これは、既に９０℃までに二酸化硫黄を放出し、１
７０℃で自然にかつ極めて爆発的に分解する。
しながら、この温度では、アルカンスルホン酸への完全な変換は達成されない。
例えば、メタンスルホン酸への変換の際には、この反応条件では、反応は部分的
に中間体メタンチオスルホン酸−Ｓ−メチルエステルの段階に留まる。この中間
体は不安定な化合物であり、これは、既に９０℃までに二酸化硫黄を放出し、１
７０℃で自然にかつ極めて爆発的に分解する。
【０００８】 従って、高い純度及び良好な収率でアルカンスルホン酸を製造することができ
、亜酸化窒素の形成を殆ど完全に抑圧する、経済的に魅力的な方法を提供する課
題が存在する。
、亜酸化窒素の形成を殆ど完全に抑圧する、経済的に魅力的な方法を提供する課
題が存在する。
【０００９】 この課題は、次の工程を包含するアルカンスルホン酸の製法により解決される
： （ａ）アルキルメルカプタン及び／又は二硫化ジアルキル及び／又は３〜９個の
硫黄原子を有する多硫化ジアルキルを硝酸で酸化してアルカンスルホン酸、水、
酸化窒素及びその他の副生成物を形成させる、 （ｂ）工程（ａ）から得られた酸化窒素を、酸素を用いて硝酸に再生させ、かつ
この硝酸を工程（ａ）に戻し入れる。
： （ａ）アルキルメルカプタン及び／又は二硫化ジアルキル及び／又は３〜９個の
硫黄原子を有する多硫化ジアルキルを硝酸で酸化してアルカンスルホン酸、水、
酸化窒素及びその他の副生成物を形成させる、 （ｂ）工程（ａ）から得られた酸化窒素を、酸素を用いて硝酸に再生させ、かつ
この硝酸を工程（ａ）に戻し入れる。
【００１０】 この本発明の方法は、工程（ａ）及び（ｂ）を相互に分離された反応室中で実
施することを特徴とする。
施することを特徴とする。
【００１１】 これにより、総体的反応として、（空気−）酸素でのアルキルメルカプタン又
は二硫化ジアルキルの酸化が実施される。
は二硫化ジアルキルの酸化が実施される。
【００１２】 工程（ａ）で生じる酸化窒素は、低酸化窒素化合物（ＮＯ／ＮＯ２−混合物）
であり、これは、工程（ｂ）で再酸化されて、純粋な又は二酸化窒素を含有する
硝酸までにされる。本発明の方法で使用される硝酸は、相応して純粋な又は二酸
化窒素を含有する硝酸であってよい。
であり、これは、工程（ｂ）で再酸化されて、純粋な又は二酸化窒素を含有する
硝酸までにされる。本発明の方法で使用される硝酸は、相応して純粋な又は二酸
化窒素を含有する硝酸であってよい。
【００１３】 従って、メルカプタン及び／又は二硫化ジアルキル及び／又は３〜９個の硫黄
原子を有する多硫化ジアルキルのアルカンスルホン酸までの酸化（工程（ａ））
と酸化窒素の再生（工程（ｂ））との空間的分離は、双方の反応工程、工程（ａ
）及び工程（ｂ）が相互に分離されて、最適の反応条件下に実施され得るので有
利である。これにより、亜酸化窒素の形成を殆ど完全に抑圧することができ、ア
ルカンスルホン酸の非常に良好な収率を得ることができる。
原子を有する多硫化ジアルキルのアルカンスルホン酸までの酸化（工程（ａ））
と酸化窒素の再生（工程（ｂ））との空間的分離は、双方の反応工程、工程（ａ
）及び工程（ｂ）が相互に分離されて、最適の反応条件下に実施され得るので有
利である。これにより、亜酸化窒素の形成を殆ど完全に抑圧することができ、ア
ルカンスルホン酸の非常に良好な収率を得ることができる。
【００１４】 本発明の方法を連続的に実施するのが有利である。
【００１５】 工程（ａ） 高い変換率を得るために、かつ危険な少量成分、例えばメタンスルホン酸の製
造時に生じうるような硝酸メチル又はメタンチオスルホン酸−Ｓ−メチルエステ
ルの形成を避けるために、この酸化は通常は高い温度で実施される。一般に、工
程（ａ）は、５０〜１５０℃、有利に１００〜１４０℃の反応温度で実施される
。工程（ａ）の作業圧は、一般に１００ミリバール〜８バール、有利には常圧で
ある。
造時に生じうるような硝酸メチル又はメタンチオスルホン酸−Ｓ−メチルエステ
ルの形成を避けるために、この酸化は通常は高い温度で実施される。一般に、工
程（ａ）は、５０〜１５０℃、有利に１００〜１４０℃の反応温度で実施される
。工程（ａ）の作業圧は、一般に１００ミリバール〜８バール、有利には常圧で
ある。
【００１６】 本発明の方法で使用されるメルカプタン及び／又は二硫化ジアルキル及び／又
は多硫化ジアルキルは脂肪族又は環状脂肪族であってよい炭化水素基を含有する
。この炭化水素基は直鎖状又は分枝鎖状の脂肪族炭化水素基が特に有利である。
これらは、有利に１〜２０、特に有利に１〜１４個の炭素原子を含有する。この
基はメチル基であるのが全く特別に有利であり、これに伴いアルキルメルカプタ
ン又は二硫化ジアルキルは、メチルメルカプタン又は二硫化ジメチルである。
は多硫化ジアルキルは脂肪族又は環状脂肪族であってよい炭化水素基を含有する
。この炭化水素基は直鎖状又は分枝鎖状の脂肪族炭化水素基が特に有利である。
これらは、有利に１〜２０、特に有利に１〜１４個の炭素原子を含有する。この
基はメチル基であるのが全く特別に有利であり、これに伴いアルキルメルカプタ
ン又は二硫化ジアルキルは、メチルメルカプタン又は二硫化ジメチルである。
【００１７】 本発明の方法で二硫化ジアルキルを使用するのが有利である。二硫化ジアルキ
ルは、文献中に他の方法も公知であるが、通常は硫化水素及びメタノールから製
造される。触媒としてのアミンの使用下で、有機二硫化ジアルキル中に溶かされ
た硫黄を用いてアルキルメルカプタンを酸化することにより二硫化ジアルキルを
製造するのが特に有利である。この方法では、アルキルメルカプタンを、「粗製
メルカプタン流」として、即ち、適当な触媒に接してのアルコールと硫化水素と
の反応からの、抽出又は蒸留により精製されていないメルカプタン流として使用
することができる。
ルは、文献中に他の方法も公知であるが、通常は硫化水素及びメタノールから製
造される。触媒としてのアミンの使用下で、有機二硫化ジアルキル中に溶かされ
た硫黄を用いてアルキルメルカプタンを酸化することにより二硫化ジアルキルを
製造するのが特に有利である。この方法では、アルキルメルカプタンを、「粗製
メルカプタン流」として、即ち、適当な触媒に接してのアルコールと硫化水素と
の反応からの、抽出又は蒸留により精製されていないメルカプタン流として使用
することができる。
【００１８】 二硫化ジアルキルのこの製法の一つの利点は、この方法が圧力をかけずに実施
されることである。このことは、中間的に貯蔵される二硫化ジアルキルが加圧容
器中に保存されないことを意味する。更に、二硫化ジアルキルは貯蔵安定な出発
物質であり、従って、安全に取り扱い可能である。この方法は、「二硫化ジアル
キルの製法」なる発明の名称で同時に出願されているドイツ特許出願第１９８５
４４２７.８号（ドイツ特許庁整理番号）明細書中に記載されている。
されることである。このことは、中間的に貯蔵される二硫化ジアルキルが加圧容
器中に保存されないことを意味する。更に、二硫化ジアルキルは貯蔵安定な出発
物質であり、従って、安全に取り扱い可能である。この方法は、「二硫化ジアル
キルの製法」なる発明の名称で同時に出願されているドイツ特許出願第１９８５
４４２７.８号（ドイツ特許庁整理番号）明細書中に記載されている。
【００１９】 この有利に使用される二硫化ジアルキルは、アルカンスルホン酸に変換される
ので、後補充しなければならない。二硫化ジアルキルの後補充は、工程（ａ）で
反応混合物の蒸気相中に、又は反応混合物の液体表面下に浸液的に行うことがで
きる。反応混合物の蒸気相中への添加の際には、二硫化ジアルキルと酸化窒素と
の緊密な混合物が生じることがあり、これは爆発性である。従って、二硫化ジア
ルキルを液体表面下に浸液的に反応混合物に供給するのが有利である。この浸液
は、例えば浸液管を介して反応器中で行うか又はミキシングノズルを介して循環
で行うことができる。
ので、後補充しなければならない。二硫化ジアルキルの後補充は、工程（ａ）で
反応混合物の蒸気相中に、又は反応混合物の液体表面下に浸液的に行うことがで
きる。反応混合物の蒸気相中への添加の際には、二硫化ジアルキルと酸化窒素と
の緊密な混合物が生じることがあり、これは爆発性である。従って、二硫化ジア
ルキルを液体表面下に浸液的に反応混合物に供給するのが有利である。この浸液
は、例えば浸液管を介して反応器中で行うか又はミキシングノズルを介して循環
で行うことができる。
【００２０】 アルキルメルカプタン及び／又は二硫化ジアルキル及び／又は３〜９個の硫黄
原子を有する多硫化ジアルキルと硝酸とのモル比は、メルカプタンの場合には、
一般に１：１〜１：１０、有利に１：２〜１：６、特に有利に１：２〜１：４で
ある。二硫化ジアルキルの場合には、このモル比は一般に１：２〜１：２０、有
利に１：３〜１：１０、特に有利に１：３〜１：６である。
原子を有する多硫化ジアルキルと硝酸とのモル比は、メルカプタンの場合には、
一般に１：１〜１：１０、有利に１：２〜１：６、特に有利に１：２〜１：４で
ある。二硫化ジアルキルの場合には、このモル比は一般に１：２〜１：２０、有
利に１：３〜１：１０、特に有利に１：３〜１：６である。
【００２１】 多硫化ジアルキルは、メルカプタン又は二硫化ジアルキルと混合して使用する
のが有利である。
のが有利である。
【００２２】 酸化は、高いバックミキシング度を有する反応器中で又は反応器カスケード中
で、例えば撹拌タンク又はループ反応器中で、又は低いバックミキシング度を有
する反応器中、例えば流動管中で実施することができる。工程（ａ）を高いバッ
クミキシング度を有する反応器中で又は反応器カスケード中で実施するのが有利
である。高いバックミキシング度を有する反応器又は反応器カスケードを使用す
る場合には、これらを選択的に反応混合物の沸点より下まわる温度で、純粋な酸
化反応器として作動させるか、又は反応混合物の沸点で作動させることができ、
これによりこの合成の間に既に過剰に存在する希釈された水性硝酸の分離によっ
て、反応混合物の濃縮を達成することができる。
で、例えば撹拌タンク又はループ反応器中で、又は低いバックミキシング度を有
する反応器中、例えば流動管中で実施することができる。工程（ａ）を高いバッ
クミキシング度を有する反応器中で又は反応器カスケード中で実施するのが有利
である。高いバックミキシング度を有する反応器又は反応器カスケードを使用す
る場合には、これらを選択的に反応混合物の沸点より下まわる温度で、純粋な酸
化反応器として作動させるか、又は反応混合物の沸点で作動させることができ、
これによりこの合成の間に既に過剰に存在する希釈された水性硝酸の分離によっ
て、反応混合物の濃縮を達成することができる。
【００２３】 有利な１実施形では、装置の酸化部分は、高いバックミキシング度を有する２
つの反応器、例えば、２個の撹拌タンクの反応器カスケードから成っている。そ
の中にアルキルメルカプタン又は二硫化ジアルキル又は多硫化ジアルキル及び硝
酸が配量される第１反応器中の温度は、有利に５０〜１４０℃、特に有利に８０
〜１２０℃である。第１反応器の溢流分が供給される第２反応器は、有利に１０
０〜１５０℃、特に有利に１３０〜１５０℃で、タンク内容物の蒸気化の下に作
動される。双方の反応器中の反応混合物の滞留時間は、１０分〜１０時間、有利
特に１〜３時間であってよい。
つの反応器、例えば、２個の撹拌タンクの反応器カスケードから成っている。そ
の中にアルキルメルカプタン又は二硫化ジアルキル又は多硫化ジアルキル及び硝
酸が配量される第１反応器中の温度は、有利に５０〜１４０℃、特に有利に８０
〜１２０℃である。第１反応器の溢流分が供給される第２反応器は、有利に１０
０〜１５０℃、特に有利に１３０〜１５０℃で、タンク内容物の蒸気化の下に作
動される。双方の反応器中の反応混合物の滞留時間は、１０分〜１０時間、有利
特に１〜３時間であってよい。
【００２４】 メルカプタン又は二硫化ジアルキルの酸化の反応熱の一部分を、有利に排ガス
流中に配置された、凝縮器により反応混合物への凝縮物戻しを用いて放散させる
のが有利である。
流中に配置された、凝縮器により反応混合物への凝縮物戻しを用いて放散させる
のが有利である。
【００２５】 高いバックミキシング度を有する２個の反応器を有する反応器カスケード中で
工程（ａ）を実施すると、第１反応器中で、使用されたアルキルメルカプタン又
は二硫化ジアルキル又は多硫化ジアルキルが充分に酸化され、この際、主として
相応するアルカンスルホン酸並びに少量の不完全な酸化生成物が、過剰の硝酸及
び少量の硫酸と共に生じる。この混合物中のアルカンスルホン酸の収率は、この
反応のこの工程では、通常、既にメルカプタン及び／又は二硫化ジアルキル及び
／又は多硫化ジアルキルの使用量に対して８０％以上、有利に９０％以上である
。第２反応器中では、酸化反応の完全化が行われ、これにより、アルカンスルホ
ン酸の収率は、通常は９０％以上、有利には９３％以上まで高められる。
工程（ａ）を実施すると、第１反応器中で、使用されたアルキルメルカプタン又
は二硫化ジアルキル又は多硫化ジアルキルが充分に酸化され、この際、主として
相応するアルカンスルホン酸並びに少量の不完全な酸化生成物が、過剰の硝酸及
び少量の硫酸と共に生じる。この混合物中のアルカンスルホン酸の収率は、この
反応のこの工程では、通常、既にメルカプタン及び／又は二硫化ジアルキル及び
／又は多硫化ジアルキルの使用量に対して８０％以上、有利に９０％以上である
。第２反応器中では、酸化反応の完全化が行われ、これにより、アルカンスルホ
ン酸の収率は、通常は９０％以上、有利には９３％以上まで高められる。
【００２６】 反応工程（ａ）の流出物中に（共に）含有される過剰の硝酸は、公知方法での
単純蒸留により水と一緒に蒸留分離することができ、メルカプタン及び／又は二
硫化ジアルキル及び／又は多硫化ジアルキルの酸化（工程（ａ））に、又は酸素
を用いる酸化窒素の硝酸への再生（工程（ｂ））に戻し入れることができる。工
程（ａ）からの反応流出物中に生じる他の副産物も蒸留により相互に分離するこ
とができ、この際、不完全酸化の生成物を、酸化（工程（ａ））に戻し入れるの
が有利である。
単純蒸留により水と一緒に蒸留分離することができ、メルカプタン及び／又は二
硫化ジアルキル及び／又は多硫化ジアルキルの酸化（工程（ａ））に、又は酸素
を用いる酸化窒素の硝酸への再生（工程（ｂ））に戻し入れることができる。工
程（ａ）からの反応流出物中に生じる他の副産物も蒸留により相互に分離するこ
とができ、この際、不完全酸化の生成物を、酸化（工程（ａ））に戻し入れるの
が有利である。
【００２７】 こうして、硝酸は殆ど完全にこの系中に保留され、非常に僅かな亜酸化窒素形
成により及び工程（ｂ）での不完全な吸収によりいくらかの損失が現れる。しか
しながら、この吸収損失は、現在の硝酸プラントの今日の技術水準によれば僅か
にすぎない。
成により及び工程（ｂ）での不完全な吸収によりいくらかの損失が現れる。しか
しながら、この吸収損失は、現在の硝酸プラントの今日の技術水準によれば僅か
にすぎない。
【００２８】 有利な１実施形では、第２反応器に、ストリッピング塔として作動する水分離
塔が接続されている。これは、塔頂生成物として水及び硝酸を分離し、塔底生成
物として典型的に無色の９８％アルカンスルホン酸が、約１質量％の水及び約１
質量％の硫酸と共に得られる。硝酸は＜０.２質量％の痕跡量でのみ含有されて
いる。この塔は、一般に２０〜１０００ミリバール、有利に５０〜３００ミリバ
ールで、一般に、１３０〜２４０℃、有利に１５０〜２００℃の塔底温度で作動
される。
塔が接続されている。これは、塔頂生成物として水及び硝酸を分離し、塔底生成
物として典型的に無色の９８％アルカンスルホン酸が、約１質量％の水及び約１
質量％の硫酸と共に得られる。硝酸は＜０.２質量％の痕跡量でのみ含有されて
いる。この塔は、一般に２０〜１０００ミリバール、有利に５０〜３００ミリバ
ールで、一般に、１３０〜２４０℃、有利に１５０〜２００℃の塔底温度で作動
される。
【００２９】 工程（ｂ） 酸化窒素（ＮＯ／ＮＯ２−混合物）の再生は、一般に、再生された酸化窒素Ｎ
Ｏｘのできるだけ完全な吸収を達成し、できるだけなお高い濃度の硝酸を得るた
めに、低い温度及び高い圧力で作業される。
Ｏｘのできるだけ完全な吸収を達成し、できるだけなお高い濃度の硝酸を得るた
めに、低い温度及び高い圧力で作業される。
【００３０】 本発明の意味におけるＮＯｘとは、主としてＮＯ、ＮＯ２、Ｎ２Ｏ３、Ｎ２Ｏ ４ 及びＮ２Ｏ５であると理解すべきである。
【００３１】 本発明の方法で使用される硝酸の濃度は、一般に２０〜１００質量％、有利に
４０〜７０質量％、特に有利に５０〜７０質量％である。工程（ｂ）を０〜６０
℃、特に有利に０〜３０℃の温度で等温的に実施するのが有利である。絶対圧は
有利に０.５〜２０バール、特に有利に３〜１２バールである。
４０〜７０質量％、特に有利に５０〜７０質量％である。工程（ｂ）を０〜６０
℃、特に有利に０〜３０℃の温度で等温的に実施するのが有利である。絶対圧は
有利に０.５〜２０バール、特に有利に３〜１２バールである。
【００３２】 工程（ｂ）における酸化窒素の再生は、同時に、工程（ａ）で副産物として生
じる硫黄化合物の排ガス浄化としての作用もするので、このプロセスガスは、不
快臭のメルカプタン又は二硫化ジアルキル又は多硫化ジアルキルを含有せず、ほ
ぼ慣用の硝酸プラント中のその組成に一致する。従って、この排ガスは付加的な
後処理をすることなしに環境中に放出させることができる。
じる硫黄化合物の排ガス浄化としての作用もするので、このプロセスガスは、不
快臭のメルカプタン又は二硫化ジアルキル又は多硫化ジアルキルを含有せず、ほ
ぼ慣用の硝酸プラント中のその組成に一致する。従って、この排ガスは付加的な
後処理をすることなしに環境中に放出させることができる。
【００３３】 再生のために使用される酸素は、一般に空気酸素である。
【００３４】 反応装置としては、一般に吸収塔が使用される。酸化窒素から硝酸を製造する
ための公知の塔に相当する、冷却吸収塔が有利である。これは、例えばボイリン
グ−、バルブ−、泡鐘−、トンネル棚段塔又は充填体又は整列パッキングを有す
る塔であってよい。冷却はこの塔中でも、外部熱交換器中でも行うことができる
。
ための公知の塔に相当する、冷却吸収塔が有利である。これは、例えばボイリン
グ−、バルブ−、泡鐘−、トンネル棚段塔又は充填体又は整列パッキングを有す
る塔であってよい。冷却はこの塔中でも、外部熱交換器中でも行うことができる
。
【００３５】 吸収塔は、一般に０〜６０℃、有利に０〜３０℃で、有利に等温的に作動され
る。塔頂部から新鮮水、有利に脱塩水が加えられ、そこで、充分に酸化窒素の除
かれた貧空気、即ち酸素の少ない空気が逃出する。
る。塔頂部から新鮮水、有利に脱塩水が加えられ、そこで、充分に酸化窒素の除
かれた貧空気、即ち酸素の少ない空気が逃出する。
【００３６】 従って、アルカンスルホン酸を製造するための本発明の方法では、工程（ａ）
で反応流出物中に含有される硝酸を、この反応流出物から分離の後に、工程（ａ
）又は工程（ｂ）に戻し入れ、かつ同様に含有される不完全酸化の生成物を、分
離の後に工程（ａ）に戻し入れるのが有利である。
で反応流出物中に含有される硝酸を、この反応流出物から分離の後に、工程（ａ
）又は工程（ｂ）に戻し入れ、かつ同様に含有される不完全酸化の生成物を、分
離の後に工程（ａ）に戻し入れるのが有利である。
【００３７】 本発明の方法で得られる既に非常に純粋なアルカンスルホン酸は、後続の真空
蒸発塔（これは一般に０.１〜２０ミリバール、有利に２〜１０ミリバールの塔
頂圧で作動する）中で精製することができる。この際、痕跡量で生じる不純物が
塔頂部又は塔底部で分離除去される。特有のアルカンスルホン酸は、通常は側面
取り出し部中に得られる。この得られるアルカンスルホン酸は無色で、一般に、
＜５０ｐｐｍの硫酸含分を有して、＞９９％、有利に＞９９.５％の純度を有す
る。こうして得られたメタンスルホン酸は、例えばガルバニ浴中での使用のため
に好適である。
蒸発塔（これは一般に０.１〜２０ミリバール、有利に２〜１０ミリバールの塔
頂圧で作動する）中で精製することができる。この際、痕跡量で生じる不純物が
塔頂部又は塔底部で分離除去される。特有のアルカンスルホン酸は、通常は側面
取り出し部中に得られる。この得られるアルカンスルホン酸は無色で、一般に、
＜５０ｐｐｍの硫酸含分を有して、＞９９％、有利に＞９９.５％の純度を有す
る。こうして得られたメタンスルホン酸は、例えばガルバニ浴中での使用のため
に好適である。
【００３８】 本発明による方法で、二硫化ジメチルの酸化によりメタンスルホン酸を製造す
るのが全く特別に有利である。精製（真空蒸留）の後に得られたメタンスルホン
酸は、一般に、＞９９％の純度を有し、無色である。硫酸含分は、一般に、５０
ｐｐｍより少ない。このようなメタンスルホン酸は、特にガルバニ浴中での使用
のために好適である。
るのが全く特別に有利である。精製（真空蒸留）の後に得られたメタンスルホン
酸は、一般に、＞９９％の純度を有し、無色である。硫酸含分は、一般に、５０
ｐｐｍより少ない。このようなメタンスルホン酸は、特にガルバニ浴中での使用
のために好適である。
【００３９】 添付の図面において、図１に本発明の方法のフローシートが図示されている。
【００４０】 ここで、記号は次のものを意味する： Ｒ１ その中で工程（ａ）が実施される反応器１ Ｒ２ その中で工程（ｂ）が実施される反応器２ ＲＳＨ／Ｒ-Ｓ-Ｓ-Ｒ 使用メルカプタン及び／又は使用二硫化ジアルキル ＨＮＯ３ 使用硝酸 ｒ-ＨＮＯ３ 工程（ｂ）から工程（ａ）に戻される硝酸 ＮＯ／ＮＯ２ 低酸化窒素化合物（ＮＯ／ＮＯ２−混合物） Ｈ２Ｏ 水 ”Ｏ２” 空気酸素 Ｘ 排ガス Ｐ 反応生成物を含有する反応流出物。
【００４１】 加えて、次の実施例につき本発明を説明する。
【００４２】 実施例 実験構成： 添付の装置フローシート（図２）は、この実験構成を示している。
【００４３】 装置： Ａ 第１酸化反応器（撹拌タンク） Ｂ 第２酸化反応器（撹拌タンク） Ｃ 凝縮器 Ｄ 凝縮器 Ｅ 硝酸再生用の４４泡鐘棚段を有する棚段塔 Ｆ 硝酸緩衝容器 Ｇ ガラスリングパッキングを有する第１真空精留塔 Ｈ 塔底熱交換器 Ｉ 戻し分配器付き凝縮器 Ｊ 整列パッキングを有する第２真空精留塔 Ｋ 塔底熱交換器 Ｌ 戻し分配器付き凝縮器。
【００４４】 流路： １ 純粋二硫化ジアルキルの流入路 ２ 硝酸流入路 ３ 空気供給路 ４ 脱イオン水の流入路 ５ 排気路 ６ 低沸点物流出路 ７ メタンスルホン酸流出路 ８ 高沸点物流出路 ９ 第１反応器から第２酸化反応器への流出路 １０ 第１酸化反応器からの排ガス路 １１ 第２酸化反応器からの排ガス路 １２ 第２酸化反応器から硝酸再生のための凝縮物流路 １３ 第２酸化反応器から第１真空精留塔への流出路 １４ 第１真空精留塔から硝酸再生のための凝縮物流路 １５ 第１真空精留塔から第２真空精留塔への塔底物流出路。
【００４５】 実験実施法： 反応器Ａに、撹拌下に連続的に、１から純粋な二硫化ジメチル（＞９８％）を
、かつＦから４５〜５０％の硝酸を、ＤＭＤＳ（二硫化ジメチル）：ＨＮＯ３の
モル比１：５で装入する。二硫化ジメチルの供給は、浸液的に行う。反応器Ａ中
の温度は１００℃である。反応器Ａ中の液体量を反応器Ａを連続的に出る液体流
９で割った商として計算される反応器Ａ中の滞留時間は、約２.２時間である。
、かつＦから４５〜５０％の硝酸を、ＤＭＤＳ（二硫化ジメチル）：ＨＮＯ３の
モル比１：５で装入する。二硫化ジメチルの供給は、浸液的に行う。反応器Ａ中
の温度は１００℃である。反応器Ａ中の液体量を反応器Ａを連続的に出る液体流
９で割った商として計算される反応器Ａ中の滞留時間は、約２.２時間である。
【００４６】 反応器Ａを連続的に出る液体流９は、メタンスルホン酸約３２％、硝酸１１％
、メタンチオスルホン酸−Ｓ−メチルエステル０.６％及び水５６％より成り、
反応器Ｂに供給される。
、メタンチオスルホン酸−Ｓ−メチルエステル０.６％及び水５６％より成り、
反応器Ｂに供給される。
【００４７】 反応器Ｂ中の温度は１３０℃である。反応器Ｂ中の液体量を反応器Ｂを連続的
に出る液体流１３で割った商として計算される反応器Ｂ中の滞留時間は、約２.
２時間である。
に出る液体流１３で割った商として計算される反応器Ｂ中の滞留時間は、約２.
２時間である。
【００４８】 反応器Ｂを連続的に出る液体流１３は、メタンスルホン酸約５５％、硝酸１０
％、メタンチオスルホン酸−Ｓ−メチルエステル＜０.２％及び水３５％より成
り、真空精留塔Ｇに塔頂部のすぐ下から供給される。流９中のメタンスルホン酸
の粗収率は＞９５％である。
％、メタンチオスルホン酸−Ｓ−メチルエステル＜０.２％及び水３５％より成
り、真空精留塔Ｇに塔頂部のすぐ下から供給される。流９中のメタンスルホン酸
の粗収率は＞９５％である。
【００４９】 真空精留塔Ｇは、塔頂圧９５〜１００ミリバール（絶対）及び塔底温度１８０
〜１９０℃で作動する。
〜１９０℃で作動する。
【００５０】 真空精留塔Ｇを出た塔底流出物１５は、メタンスルホン酸約９８％、水約１％
及び硫酸約１％から成り、真空精留塔Ｊに供給される。
及び硫酸約１％から成り、真空精留塔Ｊに供給される。
【００５１】 真空精留塔Ｊは、塔頂圧約５〜１０ミリバール（絶対）及び塔底温度約１８０
〜１９０℃で作動する。
〜１９０℃で作動する。
【００５２】 真空精留塔Ｊを出る側面取り出し物流７は、＜５０ｐｐｍの硫酸含分を有する
＞９９％メタンスルホン酸から成る。蒸留の後のメタンスルホン酸の全収率は＞
９０％である。
＞９９％メタンスルホン酸から成る。蒸留の後のメタンスルホン酸の全収率は＞
９０％である。
【００５３】 真空精留塔Ｊを出る塔頂流出物流６は、水、メタンスルホン酸、メタンスルホ
ン酸メチルエステル及び他の低沸点物から成る。この真空精留塔Ｊを出る塔底排
出物流８は、硫酸、メタンスルホン酸及び他の高沸点物から成る。
ン酸メチルエステル及び他の低沸点物から成る。この真空精留塔Ｊを出る塔底排
出物流８は、硫酸、メタンスルホン酸及び他の高沸点物から成る。
【００５４】 硝酸再生のための棚段塔Ｅは、常圧及び２０〜４５℃の温度で作動する。
【００５５】 硝酸再生のための棚段塔Ｅに流入路４から脱イオン水が供給される。
【００５６】 硝酸再生のための棚段塔Ｅに酸化窒素の再酸化のために流路３から供給された
空気は、塔頂出口５から、低下された酸素含分（７〜１３体積％）を有して塔を
出る。
空気は、塔頂出口５から、低下された酸素含分（７〜１３体積％）を有して塔を
出る。
【００５７】 反応器Ａ中で形成され、凝縮器Ｃ中で凝縮可能な成分の除かれたＮＯｘ−含有
排ガス流１０は、ＮＯ及びＮＯ２を含有し、硝酸再生のための棚段塔Ｅに供給さ
れる。
排ガス流１０は、ＮＯ及びＮＯ２を含有し、硝酸再生のための棚段塔Ｅに供給さ
れる。
【００５８】 反応器Ｂ中で形成され、凝縮器Ｄ中で凝縮可能な成分の除かれたＮＯｘ−含有
排ガス流１１は、ＮＯ及びＮＯ２を含有し、硝酸再生のための棚段塔Ｅに供給さ
れる。
排ガス流１１は、ＮＯ及びＮＯ２を含有し、硝酸再生のための棚段塔Ｅに供給さ
れる。
【００５９】 凝縮物１２は、約７％の硝酸から成り、硝酸再生のための棚段塔Ｅに、硝酸の
類似の棚段濃度を有する１つの棚段に供給される。
類似の棚段濃度を有する１つの棚段に供給される。
【００６０】 凝縮物１４は、約２３％の硝酸から成り、硝酸再生のための棚段塔Ｅに、硝酸
の類似の棚段濃度を有する１つの棚段に供給される。
の類似の棚段濃度を有する１つの棚段に供給される。
【００６１】 硝酸再生のための棚段塔Ｅの硝酸緩衝容器Ｆへの塔底流出物は、約４５％の硝
酸から成り、反応器Ａに供給される。
酸から成り、反応器Ａに供給される。
【００６２】 硝酸損失は、流路２を経る硝酸緩衝容器Ｆへの５０〜６５％硝酸の必要量の後
補充により埋め合わされる。
補充により埋め合わされる。
【図１】 本発明の方法のフローシート
【図２】 本発明の方法を実施する装置のフローシート
Ｒ１ 反応器１、 Ｒ２ 反応器２、 ＨＮＯ３ 硝酸、 ＲＳＨ／Ｒ-Ｓ-Ｓ
-Ｒ メルカプタン／二硫化ジアルキル、 ｒ-ＨＮＯ３ 工程（ｂ）から工程（
ａ）に戻される硝酸、 ＮＯ／ＮＯ２ 低酸化窒素化合物（ＮＯ／ＮＯ２−混合
物）、 Ｈ２Ｏ 水、 ”Ｏ２” 空気酸素、 Ｘ 排ガス、 Ｐ 反応流出物
、 Ａ 第１酸化反応器（撹拌タンク）、 Ｂ 第２酸化反応器（撹拌タンク）
、 Ｃ 凝縮器、 Ｄ 凝縮器、 Ｅ 硝酸再生のための棚段塔、 Ｆ 硝酸緩
衝容器、 Ｇ 第１真空精留塔、 Ｈ 塔底熱交換器、 Ｉ 戻し分配器付き凝
縮器、 Ｊ 第２真空精留塔、 Ｋ 塔底熱交換器、 Ｌ 戻し分配器付き凝縮
器
-Ｒ メルカプタン／二硫化ジアルキル、 ｒ-ＨＮＯ３ 工程（ｂ）から工程（
ａ）に戻される硝酸、 ＮＯ／ＮＯ２ 低酸化窒素化合物（ＮＯ／ＮＯ２−混合
物）、 Ｈ２Ｏ 水、 ”Ｏ２” 空気酸素、 Ｘ 排ガス、 Ｐ 反応流出物
、 Ａ 第１酸化反応器（撹拌タンク）、 Ｂ 第２酸化反応器（撹拌タンク）
、 Ｃ 凝縮器、 Ｄ 凝縮器、 Ｅ 硝酸再生のための棚段塔、 Ｆ 硝酸緩
衝容器、 Ｇ 第１真空精留塔、 Ｈ 塔底熱交換器、 Ｉ 戻し分配器付き凝
縮器、 Ｊ 第２真空精留塔、 Ｋ 塔底熱交換器、 Ｌ 戻し分配器付き凝縮
器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 クラウス エーベル ドイツ連邦共和国 ランペルトハイム ク ラーニッヒヴェーク 23 Ｆターム(参考） 4H006 AA02 AC61 BB31 BC10 BC11 BC18 BC31 BD34 BD53 BD70 BD84 BE02
Claims (10)
- 【請求項１】 次の工程： （ａ）アルキルメルカプタン及び／又は二硫化ジアルキル及び／又は３〜９個の
硫黄原子を有する多硫化ジアルキルを硝酸で酸化して、アルカンスルホン酸、水
、酸化窒素及びその他の副生成物を形成させる； （ｂ）工程（ａ）から得られた酸化窒素を、酸素を用いて硝酸に再生させ、かつ
この硝酸を工程（ａ）に戻し入れる； を包含するアルカンスルホン酸の製法において、工程（ａ）及び（ｂ）を相互に
分離された反応室中で実施することを特徴とする、アルカンスルホン酸の製法。 - 【請求項２】 この方法を連続的に実施する、請求項１に記載の方法。
- 【請求項３】 工程（ａ）を５０〜１５０℃の反応温度及び１００ミリバー
ル〜８バールの作業圧で実施する、請求項１又は２に記載の方法。 - 【請求項４】 アルキルメルカプタン又は二硫化ジアルキル又は多硫化ジア
ルキルは、炭素原子１〜２０個を有する炭化水素基を含有する、請求項１から３
までのいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項５】 工程（ａ）で二硫化ジアルキルを酸化する、請求項１から４
までのいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項６】 二硫化ジメチルを酸化する、請求項５に記載の方法。
- 【請求項７】 メルカプタン又は二硫化ジアルキル又は多硫化ジアルキルの
酸化の反応熱の一部分を、排ガス流中に配置された凝縮器により凝縮物戻しを用
いて放出させる、請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項８】 工程（ｂ）を０〜６０℃の温度及び０.５〜２０バールの作
業圧で実施する、請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項９】 工程（ｂ）を、冷却された吸収塔中で実施する、請求項１か
ら８までのいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項１０】 工程（ａ）で反応流出物中に含有される硝酸を、この反応
混合物から分離の後に、工程（ａ）又は工程（ｂ）に戻し入れ、同様に含有する
不完全酸化の生成物を、分離の後に、工程（ａ）に戻し入れ、アルカンスルホン
酸を分離させる、請求項１から９までのいずれか１項に記載の方法。
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