JP2004277282A

JP2004277282A - 塩化水素ガスに含まれる硫黄成分の除去方法

Info

Publication number: JP2004277282A
Application number: JP2004051175A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Mori; 康彦森; Keiichiro Suzuki; 敬一郎鈴木
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2003-02-27
Filing date: 2004-02-26
Publication date: 2004-10-07

Abstract

【課題】塩化水素ガス(1)の水分量を増加させることなく、塩化水素ガス(1)に含まれる硫黄成分を除去できる方法を提供する。
【解決手段】本発明の除去方法は、硫黄成分を含む塩化水素ガス(1)を金属酸化物(2)と接触させて、硫黄成分を除去する。例えば金属酸化物は酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ケイ素であり、ＢＥＴ比表面積が１０ｍ²／ｇ以上、半径０．１μｍ以上１μｍ以下の細孔容積が０．０５ｃｍ³／ｇ以上の粒子状金属酸化物を用いる。硫黄成分を含まない純塩化水素ガス(1')を容易に得ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は塩化水素ガスに含まれる硫黄成分の除去方法に関する。

硫酸ミスト、酸化硫黄などの硫黄（Ｓ）分を含む塩化水素（ＨＣｌ）ガスから、この硫黄成分を除去する方法はこれまで知られていない。

特許文献１（特開２００２−１３６８２５号公報）には、硫黄成分を含むガスを水にバブリングさせて硫黄成分を除去する方法が開示されているが、塩化水素ガスを水にバブリングさせたのでは、塩化水素が水に溶解してしまう。また、乾燥状態の塩化水素ガスから硫黄成分を除去しようとしても、バブリング後の塩化水素ガスには飽和水蒸気圧に相当する程度の水分が含まれてしまう。

特開２００２−１３６８２５号公報

そこで本発明者は、塩化水素ガスの水分量を増加させることなく、塩化水素ガスに含まれる硫黄成分を除去できる方法を開発するべく鋭意検討した結果、塩化水素ガスを金属酸化物と接触させることで、塩化水素ガスに含まれる水分量を増加させることなく、硫黄成分を除去できることを見出し、本発明に至った。

すなわち本発明は、硫黄成分を含む塩化水素ガス(1)を金属酸化物(2)と接触させることを特徴とする前記塩化水素ガス(1)に含まれる硫黄成分の除去方法を提供するものである。図１に本発明の除去方法によって塩化水素ガス(1)に含まれる硫黄成分を除去するための装置(3)の一例を模式的に示す。

本発明の除去方法によれば、体積百万分率２ｐｐｍ以下で塩化水素ガスに含まれる硫黄成分を除去することができ、硫黄成分の除去に水を使用しないので、塩化水素ガスの水分含有量が増加することもない。

本発明の製造方法において用いられる塩化水素ガス(1)は、硫黄成分を含むものである。硫黄成分としては、例えば硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄）、硫化水素（Ｈ₂Ｓ）、二酸化硫黄（ＳＯ₂）、三酸化硫黄（ＳＯ₃）、一酸化一硫化炭素（ＣＯＳ）などが挙げられる。これらの硫黄成分は通常、ミスト状またはガス状で塩化水素ガス(1)に含まれており、例えば硫酸は通常ミスト状で含まれ、硫化水素、二酸化硫黄、三酸化硫黄、一酸化一硫化炭素などはガス状で含まれている。かかる塩化水素ガスに含まれる水分の含有量は通常０．１％以下である。

かかる塩化水素ガス(1)は通常０．１ＭＰａ以上１ＭＰａ以下程度の圧力で、０℃以上４００℃以下程度の温度で金属酸化物(2)と接触させる。

金属酸化物(2)としては、塩化水素に対して不活性な化合物からなるものが用いられ、例えば活性アルミナ、γアルミナなどに代表される酸化アルミニウム（アルミナ）、酸化チタン（チタニア）、酸化ケイ素（シリカゲル）などが用いられる。

金属酸化物(2)は、塩化水素ガス(1)との接触面積を容易に大きくできることから、球状（粒子状）のものや円柱状のものが用いられる。球状の金属酸化物を用いる場合、その粒子径があまりに小さいと、塩化水素ガス(1)に同伴されるため、好ましくなく、また、あまりに大きいと十分な面積で接触できず、好ましくない。このため、粒子状金属酸化物の粒子径は通常０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下程度、好ましくは１ｍｍ以上である。また、同様の理由で、円柱状の金属酸化物を用いる場合、その直径は通常０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下、長さは１ｍｍ以上１０ｍｍ以下程度である。

粒子状金属酸化物(2)は、その表面のＢＥＴ比表面積が大きいもの、具体的には１０ｍ²／ｇ以上の粒子状金属酸化物であることが好ましい。ＢＥＴ比表面積は通常１０００ｍ²／ｇ程度以下である。

粒子状金属酸化物(2)は、半径０．１μｍ以上１μｍ以下の細孔（マクロポア）を有しているもの、具体的には半径０．１μｍ以上１μｍ以下の細孔容積が０．０５ｃｍ³／ｇ以上の粒子状金属酸化物であることが、硫酸ミストをより効率よく除去できる点で、好ましい。かかるマクロポアの細孔容積は通常１．５ｃｍ³／ｇ以下である。かかるマクロポアの細孔容積は、例えば水銀圧入法により測定される細孔分布から求めることができる。

金属酸化物(2)として粒子状の金属酸化物を用いる場合、この粒子状金属酸化物(2)は通常、カラム(4)に充填されて用いられる。このカラム(4)を塩化水素ガス(1)が通過することで、塩化水素ガス(1)がカラム内で金属酸化物(2)と接触して、硫黄成分が除去される。

カラム(4)を通過させる塩化水素ガス(1)の体積は、絶対圧力０．１ＭＰａ換算の単位時間あたりの金属酸化物の体積に対する比（ＳＶ）で、硫黄成分を確実に除去できる点で通常は通常５０００ｈｒ^-1以下程度であり、実用的には通常１００ｈｒ^-1以上、好ましくは２００ｈｒ^-1以上である。

かかる本発明の除去方法によれば、硫黄成分を含む塩化水素ガス(1)から、硫黄成分を除去して、硫黄成分を含まない純塩化水素ガス(1')を容易に製造することができる。

以下、実施例によって本発明をより詳細に説明するが、本発明は、かかる実施例に限定されるものではない。

実施例１
図１に示すように、酸化アルミニウム〔住友化学工業(株)製の活性アルミナ、商品名は「ＮＫＨＤ−２４」、粒子径は２ｍｍ〜４ｍｍ〕(2)をカラム〔ステンレス製、内径１．６ｃｍ、カラム長２００ｃｍ、内容積４０２ｃｍ³〕(4)に充填した。充填された酸化アルミニウムは２５０ｇであった。また、この酸化アルミニウムのＢＥＴ比表面積を測定したところ約３００ｍ²／ｇであり、半径０．１μｍ〜１μｍの細孔容積を測定したところ０．１０ｃｍ³／ｇであった。

このカラム(4)に、ＳＯ₂（ガス）および硫酸ミスト（Ｈ₂ＳＯ₄）を体積百万分率で合計１．１ｐｐｍ含む塩化水素ガス〔２０℃、絶対圧力で約０．１ＭＰａ、水分含有量は１ｐｐｍ未満〕(1)を０．５ｍ³／時間の流量〔ＳＶは約１２４０ｈｒ^-1〕で供給して通過させたところ、カラムを通過した後の塩化水素ガス(1')には、硫黄（Ｓ）成分が検出されなかった（検出下限は体積百万分率で０．１２ｐｐｍ）。

実施例２
酸化チタン粉末〔堺化学工業株式会社製、「ＳＴＲ−６０Ｒ」〕を押出成形し、６００℃で焼成して、円柱状の酸化チタン〔直径１ｍｍ〜２ｍｍ×長さ４ｍｍ〜６ｍｍ〕を得た。この円柱状の酸化チタンのＢＥＴ比表面積は３０ｍ²／ｇであり、半径０．１μｍ〜１μｍの細孔容積は０．３０ｃｍ³／ｇであった。

酸化アルミニウム〔ＮＫＨＤ−２４〕に代えて上記で得た球状の酸化チタン(2)をカラム(4)に充填した。円柱状の酸化チタンの充填量は４５０ｇであった。このカラム(4)に塩化水素ガス(1)を通過させたところ、カラムを通過したのちの塩化水素ガス(1')には、硫黄分（Ｓ）が検出されなかった。

本発明の除去方法によって塩化水素ガスに含まれる硫黄成分を除去するための装置を模式的に示す図である。

符号の説明

１：塩化水素ガス、1'：カラムを通過した後の塩化水素ガス（純塩化水素ガス）、２：金属酸化物、３：装置、４：カラム

Claims

硫黄成分を含む塩化水素ガスを金属酸化物と接触させることを特徴とする前記塩化水素ガスに含まれる硫黄成分の除去方法。
金属酸化物が酸化アルミニウム、酸化チタンまたは酸化ケイ素である請求項１に記載の除去方法。
金属酸化物が粒子状金属酸化物である請求項１に記載の除去方法。
金属酸化物が、ＢＥＴ比表面積が１０ｍ²／ｇ以上の粒子状金属酸化物である請求項３に記載の除去方法。
金属酸化物が、半径０．１μｍ以上１μｍ以下の細孔容積が０．０５ｃｍ³／ｇ以上の粒子状金属酸化物である請求項３に記載の除去方法。
請求項１〜請求項５の何れかに記載の除去方法により、硫黄成分を含む塩化水素ガスから硫黄成分を除去することを特徴とする純塩化水素ガスの製造方法。