JP2022161190A - Method for producing sulfidizing agent and polyarylene sulfide resin - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スルフィド化剤の製造方法、および、それを用いたポリアリーレンスルフィド樹脂の製造方法に関する。より詳しくは、ポリアリーレンスルフィド樹脂の製造工程で排出される廃水から不純物であるアルカリ金属炭酸塩を除去し、高純度のスルフィド化剤を分離、精製し製造する方法、および得られたスルフィド化剤を原料の一部として再利用するポリアリーレンスルフィド樹脂の製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a sulfidating agent and a method for producing a polyarylene sulfide resin using the same. More specifically, a method for removing alkali metal carbonate impurities from wastewater discharged in the production process of polyarylene sulfide resin, separating, purifying, and producing a high-purity sulfidating agent, and the resulting sulfidating agent. It relates to a method for producing a polyarylene sulfide resin that reuses as a part of the raw material.
ポリフェニレンスルフィド樹脂(以下、PPS樹脂と略すことがある)に代表されるポリアリーレンスルフィド樹脂(以下、PAS樹脂と略すことがある)は、耐熱性、耐薬品性等に優れ、電気電子部品、自動車部品、給湯機部品、繊維、フィルム用途等に幅広く利用されている。特に、リチウムイオン電池用パッキンやガスケット部材といった用途では、近年、特に高分子量PAS樹脂が、靭性および成形性に優れることから広く用いられている。 Polyarylene sulfide resins (hereinafter sometimes abbreviated as PAS resins) typified by polyphenylene sulfide resins (hereinafter sometimes abbreviated as PPS resins) are excellent in heat resistance, chemical resistance, etc., and are used in electrical and electronic parts and automobiles. Widely used for parts, water heater parts, textiles, film applications, etc. In particular, in applications such as lithium-ion battery packing and gasket members, in recent years, high-molecular-weight PAS resins have been widely used because of their excellent toughness and moldability.
PAS樹脂は、N-メチル-2-ピロリドン(以下、NMPと略すことがある)などの非プロトン性極性溶媒中で、ポリハロ芳香族化合物を、アルカリ金属硫化物および/またはアルカリ金属水硫化物(以下、スルフィド化剤と略すことがある)と重合反応させる方法等により得られるが、目的物質のPAS樹脂と共に、溶媒、重合反応せずに残留したアルカリ金属水硫化物やアルカリ金属硫化物といったスルフィド化剤や塩化ナトリウムに代表されるアルカリ金属ハロゲン化物や、他のアルカリ金属含有無機塩、副反応により生成するオリゴマーおよびその誘導体といった副生成物を含有する粗反応生成物が得られる。重合反応後の粗反応生成物は適当な容器に取り出され、粗反応生成物中の溶媒は溶媒乾燥装置、濾過器、遠心分離器等の適当な固液分離装置を用いて脱溶媒処理により分離回収される(本操作を脱溶媒という)。 PAS resins are prepared by converting polyhaloaromatic compounds into alkali metal sulfides and/or alkali metal hydrosulfides ( hereinafter, it may be abbreviated as a sulfidating agent), and the like. A crude reaction product is obtained which contains by-products such as reagents, alkali metal halides typified by sodium chloride, other alkali metal-containing inorganic salts, oligomers produced by side reactions, and derivatives thereof. After the polymerization reaction, the crude reaction product is taken out into an appropriate container, and the solvent in the crude reaction product is separated by desolvation treatment using an appropriate solid-liquid separation device such as a solvent drying device, a filter, or a centrifugal separator. It is recovered (this operation is called desolvation).
さらに、脱溶媒処理後に得られる反応生成物は目的物質のPAS樹脂と共に、アルカリ金属ハロゲン化物や、他のアルカリ金属含有無機塩や副生成物を含有するため、水洗と濾過が繰り返され、これらが除去される。一般には、100℃未満で行う水洗方法と、100℃以上の高温高圧下で行う熱水洗とがある。水洗又は熱水洗後に得られるポリアリーレンスルフィドは濾過器、遠心濾過器等で分離され、その後乾燥され、必要に応じて熱処理し架橋反応を行い製品とする。 Furthermore, since the reaction product obtained after the solvent removal treatment contains alkali metal halides, other alkali metal-containing inorganic salts and by-products together with the target PAS resin, washing and filtration are repeated, and these removed. Generally, there are a water washing method performed at less than 100° C. and a hot water washing method performed at a temperature of 100° C. or higher and under high pressure. The polyarylene sulfide obtained after washing with water or washing with hot water is separated by a filter, a centrifugal filter, or the like, then dried, and if necessary, subjected to heat treatment and cross-linking reaction to obtain a product.
一方、水洗または熱水洗後に得られる廃水は、これまで産業廃棄物として処理されており有効活用されてこなかった。しかし、該廃水はCOD負荷が高いことから、環境負荷低減のために、COD物質を低減することが求められていた。 On the other hand, the waste water obtained after water washing or hot water washing has been treated as industrial waste and has not been effectively utilized. However, since the waste water has a high COD load, it has been desired to reduce the COD substances in order to reduce the environmental load.
重合反応後の水洗ないし熱水洗で排出される廃水を詳しく調べたところ、未反応のまま残留したスルフィド化剤が硫黄原子に換算して、仕込み量の3~5モル%程度の残留しており、該未反応スルフィド化剤が廃水のCOD値を高くしている要因の一つであること、さらに、硫黄原子のロス(原料原単位の低下)の原因となっていることが明らかとなった。 A detailed examination of the waste water discharged from washing with water or washing with hot water after the polymerization reaction revealed that the remaining unreacted sulfidating agent, converted to sulfur atoms, remained in an amount of about 3 to 5 mol% of the charged amount. , that the unreacted sulfidating agent is one of the factors that increase the COD value of the wastewater, and that it is the cause of the loss of sulfur atoms (reduction of raw material unit consumption). .
そこで、廃水に含まれる未反応スルフィド化剤をガス化して、分離、回収することで、該廃水のCOD値を低減する方法が提案されている(特許文献1参照)。しかしながら、この方法は、廃水に酸を添加して未反応スルフィド化剤をガス化する際に、原料の不純物として含まれるアルカリ金属炭酸塩までが同時にガス化してしまうため、廃水から回収したスルフィド化剤を用いた重合工程を重ねると、不純物であるアルカリ金属炭酸塩が廃水中に蓄積するといった不都合があった。また、これにより、配管が閉塞するなど生産面からも問題があった。 Therefore, a method has been proposed to reduce the COD value of the wastewater by gasifying, separating, and recovering the unreacted sulfidation agent contained in the wastewater (see Patent Document 1). However, in this method, when an acid is added to the wastewater to gasify the unreacted sulfidating agent, even the alkali metal carbonate contained as an impurity in the raw material is gasified at the same time. When the polymerization process using the agent is repeated, there is a problem that alkali metal carbonate, which is an impurity, accumulates in the waste water. In addition, there is a problem from the viewpoint of production, such as clogging of pipes.
そこで、本発明が解決しようとする課題は、PAS樹脂の重合反応後の水洗ないし熱水洗に得られる水溶液(以下、廃水ということがある)から不純物であるアルカリ炭酸金属塩を低減し、高純度なスルフィド化剤を製造する方法を提供することにある。さらに、前記製造方法により得られたスルフィド化剤を、PAS樹脂の重合原料として再利用する、PAS樹脂の製造方法を提供し、もって硫黄原子のロス(原料原単位の低下)を抑制する方法を提供することにある。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is to reduce the alkali metal carbonate impurities from the aqueous solution (hereinafter sometimes referred to as wastewater) obtained by water washing or hot water washing after the polymerization reaction of the PAS resin, and to obtain a high-purity It is another object of the present invention to provide a method for producing a suitable sulfidating agent. Furthermore, a method for producing a PAS resin is provided in which the sulfidating agent obtained by the above production method is reused as a raw material for polymerization of the PAS resin, thereby suppressing the loss of sulfur atoms (decrease in raw material unit consumption). to provide.
本願発明者らは種々の検討を行った結果、重合反応後の水洗ないし熱水洗で排出される廃水に、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、およびバリウムのうちの少なくとも1種の第2族元素を含む金属塩を添加することで、不純物であるアルカリ金属炭酸塩から水に不溶な炭酸塩を形成し、それを分離、除去した廃水から、未反応スルフィド化剤をガス化して、分離、回収することによって、高純度なスルフィド化剤を製造することができること、および、廃水のCODの低減とPAS樹脂の製造原料として再利用が可能となることを見出し、上記課題を解決するに至った。 As a result of various investigations by the inventors of the present application, it was found that waste water discharged from water washing or hot water washing after the polymerization reaction contains at least one group 2 element selected from magnesium, calcium, strontium, and barium. By adding a salt to form a water-insoluble carbonate from the alkali metal carbonate that is an impurity, and separating and removing the carbonate from the waste water, the unreacted sulfidation agent is gasified, separated and recovered. The present inventors have found that a sulfidating agent of high purity can be produced, that the COD of waste water can be reduced, and that it can be reused as a raw material for the production of PAS resin, and the above problems have been solved.
すなわち本発明は、[1]少なくとも、PAS樹脂、アルカリ金属ハロゲン化物、アルカリ金属炭酸塩およびスルフィド化剤を含む混合物(A)と水とを接触させた後、PAS樹脂を分離、除去して、少なくとも、アルカリ金属ハロゲン化物、アルカリ金属炭酸塩およびスルフィド化剤を含む水溶液(B)を得る工程(1)、
前記水溶液(B)にマグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、およびバリウムのうちの少なくとも1種の第2族元素を含む金属塩を加えて、水に不溶な炭酸塩を生成させる工程(2)、
前記水溶液(B)から、生成した水に不溶な炭酸塩を分離、除去して、少なくとも、アルカリ金属ハロゲン化物およびスルフィド化剤を含む水溶液(C)を得る工程(3)、
前記水溶液(C)に酸を加えて、硫化水素を生成させる工程(4)、
生成した硫化水素を回収する工程(5)、および、
回収した硫化水素とアルカリ金属水酸化物とを反応させる工程(6)、
を有することを特徴とする、スルフィド化剤の製造方法、に関する。
That is, the present invention provides [1] contacting a mixture (A) containing at least a PAS resin, an alkali metal halide, an alkali metal carbonate and a sulfidating agent with water, and then separating and removing the PAS resin, Step (1) of obtaining an aqueous solution (B) containing at least an alkali metal halide, an alkali metal carbonate and a sulfidating agent;
Step (2) of adding a metal salt containing at least one Group 2 element selected from magnesium, calcium, strontium, and barium to the aqueous solution (B) to form a water-insoluble carbonate;
step (3) of obtaining an aqueous solution (C) containing at least an alkali metal halide and a sulfidating agent by separating and removing the produced water-insoluble carbonate from the aqueous solution (B);
a step (4) of adding an acid to the aqueous solution (C) to generate hydrogen sulfide;
A step (5) of recovering the produced hydrogen sulfide, and
a step (6) of reacting the recovered hydrogen sulfide with an alkali metal hydroxide;
A method for producing a sulfidating agent, characterized by having
また、本発明は、[2]回収した硫化水素とアルカリ金属水酸化物とを反応させる工程(6)の後に、未反応のアルカリ金属水酸化物に対して、硫化水素を加えて、該硫化水素と未反応のアルカリ金属水酸化物とを反応させる工程(7)を有することを特徴とする、前記[1]記載の製造方法に関する。 [2] After the step (6) of reacting the recovered hydrogen sulfide with an alkali metal hydroxide, hydrogen sulfide is added to the unreacted alkali metal hydroxide to obtain the sulfidation. It relates to the production method according to the above [1], characterized by having a step (7) of reacting hydrogen with an unreacted alkali metal hydroxide.
また、本発明は[3]少なくとも、PAS樹脂、アルカリ金属ハロゲン化物、アルカリ金属炭酸塩およびスルフィド化剤を含む混合物(A)は、
非プロトン性極性溶媒中で、ポリハロ芳香族化合物と、スルフィド化剤とを反応させた後に得られる、少なくともPAS樹脂、アルカリ金属ハロゲン化物、前記非プロトン性極性溶媒およびスルフィド化剤を含む粗反応混合物であるか、または当該粗反応混合物から前記非プロトン性極性溶媒を固液分離させて得られた反応混合物であることを特徴とする、前記[1]記載の製造方法に関する。
[3] The mixture (A) containing at least a PAS resin, an alkali metal halide, an alkali metal carbonate and a sulfidating agent is
A crude reaction mixture comprising at least a PAS resin, an alkali metal halide, said aprotic polar solvent and a sulfidation agent obtained after reacting a polyhaloaromatic compound with a sulfidation agent in a polar aprotic solvent or the reaction mixture obtained by solid-liquid separation of the aprotic polar solvent from the crude reaction mixture.
さらに本発明は、[4]非プロトン性極性溶媒中で、ポリハロ芳香族化合物と、スルフィド化剤とを反応させる際に用いる前記スルフィド化剤は、少なくとも非プロトン性極性溶媒の存在下で、含水スルフィド化剤を脱水する脱水工程を経て得られたものであることを特徴とする、前記[3]記載の製造方法、に関する。 Furthermore, the present invention provides [4] the sulfidating agent used in the reaction of the polyhaloaromatic compound and the sulfidating agent in an aprotic polar solvent, at least in the presence of the aprotic polar solvent. It relates to the production method according to the above [3], characterized in that it is obtained through a dehydration step of dehydrating the sulfidating agent.
さらに本発明は、[5]前記[4]に記載の脱水工程において生成した硫化水素を回収した後、アルカリ金属水酸化物と反応させてスルフィド化剤を得る工程を有することを特徴とする、スルフィド化剤の製造方法、に関する。 Furthermore, the present invention has a step of obtaining a sulfidating agent by reacting it with an alkali metal hydroxide after recovering the hydrogen sulfide produced in the dehydration step of [5] above [4]. The present invention relates to a method for producing a sulfidating agent.
さらに本発明は、[6]アルカリ金属水酸化物と反応させてスルフィド化剤を得る工程の後に、未反応のアルカリ金属水酸化物に対して、硫化水素を加えて、該硫化水素と未反応のアルカリ金属水酸化物とを反応させる工程を有することを特徴とする、前記[5]記載のスルフィド化剤の製造方法、に関する。 [6] After the step of reacting with an alkali metal hydroxide to obtain a sulfidating agent, hydrogen sulfide is added to the unreacted alkali metal hydroxide, and the unreacted hydrogen sulfide and The method for producing the sulfidating agent according to the above [5], characterized in that it has a step of reacting with an alkali metal hydroxide.
さらに本発明は、[7]有機アミド溶媒の存在下で含水スルフィド化剤を脱水して得られたスルフィド化剤を、有機アミド溶媒の存在下でポリハロ芳香族化合物と反応させてPAS樹脂を製造する、PAS樹脂の製造方法において、含水スルフィド化剤またはスルフィド化剤として前記[1]~[4]の何れか一項記載の製造方法により得られたスルフィド化剤および/または前記[5]または[6]の製造方法により得られたスルフィド化剤を加える工程を有することを特徴とする、PAS樹脂の製造方法、に関する。 [7] A PAS resin is produced by reacting a sulfidation agent obtained by dehydrating a hydrous sulfidation agent in the presence of an organic amide solvent with a polyhaloaromatic compound in the presence of an organic amide solvent. In the method for producing a PAS resin, a sulfidation agent obtained by the production method according to any one of [1] to [4] as a hydrous sulfidation agent or a sulfidation agent and / or [5] or It relates to a method for producing a PAS resin, characterized by including a step of adding a sulfidating agent obtained by the production method of [6].
本発明によれば、PAS樹脂の重合反応後の水洗ないし熱水洗で排出される廃水に含まれるアルカリ金属炭酸塩を効率よく除去し、未反応スルフィド化剤を回収し、該廃水のCOD値を低減する方法を提供することができる。さらに、回収した未反応スルフィド化剤をPAS樹脂の重合原料として再利用する、PAS樹脂の製造方法を提供し、もって硫黄原子のロス(原料原単位の低下)を抑制する方法を提供することができる。 According to the present invention, the alkali metal carbonate contained in the waste water discharged from the water washing or hot water washing after the polymerization reaction of the PAS resin is efficiently removed, the unreacted sulfidating agent is recovered, and the COD value of the waste water is reduced. A method can be provided to reduce it. Furthermore, it is possible to provide a method for producing a PAS resin in which the recovered unreacted sulfidating agent is reused as a raw material for polymerization of the PAS resin, thereby suppressing the loss of sulfur atoms (decrease in raw material unit consumption). can.
スルフィド化剤の製造方法
本発明のスルフィド化剤の製造方法は、
少なくとも、PAS樹脂、アルカリ金属ハロゲン化物、アルカリ金属炭酸塩およびスルフィド化剤を含む混合物(A)と水とを接触させた後、PAS樹脂を分離、除去して、少なくとも、アルカリ金属ハロゲン化物、アルカリ金属炭酸塩およびスルフィド化剤を含む水溶液(B)を得る工程(1)、
少なくとも、アルカリ金属ハロゲン化物、アルカリ金属炭酸塩およびスルフィド化剤を含む水溶液(B)にマグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、およびバリウムのうちの少なくとも1種の第2族元素を含む金属塩を加えて、水に不溶な炭酸塩を生成させる工程(2)、
前記水溶液(B)から、生成した水に不溶な炭酸塩を分離、除去して、少なくとも、アルカリ金属ハロゲン化物およびスルフィド化剤を含む水溶液(C)を得る工程(3)、
少なくとも、アルカリ金属ハロゲン化物およびスルフィド化剤を含む水溶液(C)に酸を加えて、硫化水素を生成させる工程(4)、
生成した硫化水素を回収する工程(5)、および、
回収した硫化水素とアルカリ金属水酸化物とを反応させる工程(6)、
を有することを特徴とする。
Method for producing sulfidating agent The method for producing the sulfidating agent of the present invention comprises:
After contacting the mixture (A) containing at least a PAS resin, an alkali metal halide, an alkali metal carbonate and a sulfidating agent with water, the PAS resin is separated and removed to obtain at least an alkali metal halide, an alkali step (1) of obtaining an aqueous solution (B) containing a metal carbonate and a sulfidating agent;
A metal salt containing at least one Group 2 element selected from magnesium, calcium, strontium and barium is added to an aqueous solution (B) containing at least an alkali metal halide, an alkali metal carbonate and a sulfidating agent to obtain water. step (2) of producing a carbonate insoluble in
step (3) of obtaining an aqueous solution (C) containing at least an alkali metal halide and a sulfidating agent by separating and removing the produced water-insoluble carbonate from the aqueous solution (B);
Step (4) of adding an acid to an aqueous solution (C) containing at least an alkali metal halide and a sulfidating agent to generate hydrogen sulfide;
A step (5) of recovering the produced hydrogen sulfide, and
a step (6) of reacting the recovered hydrogen sulfide with an alkali metal hydroxide;
characterized by having
工程(1)
工程(1)は、少なくとも、PAS樹脂、アルカリ金属ハロゲン化物、アルカリ金属炭酸塩およびスルフィド化剤を含む混合物(A)と水とを接触させた後、少なくとも、アルカリ金属ハロゲン化物、アルカリ金属炭酸塩およびスルフィド化剤を含む水溶液(B)とPAS樹脂とに分離した後、PAS樹脂を除去して、少なくとも、アルカリ金属ハロゲン化物、アルカリ金属炭酸塩およびスルフィド化剤を含む水溶液(B)(以下、廃水ということがある)を得る工程である。
Step (1)
In step (1), a mixture (A) containing at least a PAS resin, an alkali metal halide, an alkali metal carbonate and a sulfidating agent is brought into contact with water, and then at least the alkali metal halide and alkali metal carbonate and an aqueous solution (B) containing a sulfidating agent and a PAS resin, the PAS resin is removed to obtain an aqueous solution (B) containing at least an alkali metal halide, an alkali metal carbonate and a sulfidating agent (hereinafter referred to as wastewater) is obtained.
工程(1)で用いる、前記混合物(A)は、少なくとも、PAS樹脂、アルカリ金属ハロゲン化物、アルカリ金属炭酸塩およびスルフィド化剤を含む混合物であれば特に限定されるものではないが、好ましくは後述する本発明で用いるPAS樹脂の製造方法において得られる、少なくとも、PAS樹脂、アルカリ金属ハロゲン化物、アルカリ金属炭酸塩およびスルフィド化剤を含む反応混合物を用いることが好ましい。 The mixture (A) used in step (1) is not particularly limited as long as it is a mixture containing at least a PAS resin, an alkali metal halide, an alkali metal carbonate and a sulfidating agent, but is preferably described later. It is preferable to use a reaction mixture containing at least a PAS resin, an alkali metal halide, an alkali metal carbonate and a sulfidating agent obtained in the method for producing the PAS resin used in the present invention.
前記混合物(A)と水とを接触させて、前記混合物(A)からPAS樹脂を除去して、少なくとも、アルカリ金属ハロゲン化物、アルカリ金属炭酸塩およびスルフィド化剤を含む水溶液(B)を得る方法としては本発明の効果を損ねなければ特に限定されるものではないが、水と接触(以下、「水洗」ということがある)させた後、PAS樹脂を濾別することにより固液分離する方法を挙げることができる。 A method of contacting the mixture (A) with water to remove the PAS resin from the mixture (A) to obtain an aqueous solution (B) containing at least an alkali metal halide, an alkali metal carbonate and a sulfidating agent. Although it is not particularly limited as long as it does not impair the effects of the present invention, a method of solid-liquid separation by filtering the PAS resin after contacting with water (hereinafter sometimes referred to as "washing"). can be mentioned.
前記混合物(A)を、水洗後、PAS樹脂を濾別することにより固液分離する方法としては、例えば、後述するPAS製造工程で得られた粗反応混合物から非プロトン性極性溶媒を固液分離させて得られた反応スラリーに水を加えて撹拌した後にろ過装置を用いてろ過する方法、前記したろ過によって得られた水分を含有するろ過残渣(以下「含水ケーキ」と略記する。)に再度水を加えてスラリーとした後にろ過する方法、または前記含水ケーキがろ過器に保持された状態で再度水を加えろ過する方法等が挙げられる。 The method of solid-liquid separation by washing the mixture (A) with water and then filtering the PAS resin includes, for example, solid-liquid separation of the aprotic polar solvent from the crude reaction mixture obtained in the PAS production process described below. A method of adding water to the reaction slurry obtained by adding water to the obtained reaction slurry, stirring it, and then filtering it using a filtering device, and again to the filtration residue containing water obtained by the above-described filtration (hereinafter abbreviated as “water-containing cake”). Examples include a method of adding water to form a slurry and then filtering, or a method of adding water again and filtering while the water-containing cake is held in a filter.
前記水洗の際、前記混合物(A)に加える水の量は最終的に得られるPAS樹脂の理論収量に対して2倍~10倍の範囲にあることが好ましく洗浄効率の点から好ましく、上記の量の水を2~10回、好ましくは2~4回に分割して水洗に供することが好ましい。前記水洗は、窒素ないし空気雰囲気下、水温20℃~300℃の範囲で行うことが好ましく、洗浄効率が良好となる点から、なかでも、50℃~100℃の範囲で行うことがより好ましく、さらに70℃~90℃の範囲で行うことが最も好ましい。前記水洗は、一回または複数回繰り返し行うことができる。複数回繰り返し水洗浄する場合、前記雰囲気・温度条件は同一でも異なっていても良い。 When washing with water, the amount of water added to the mixture (A) is preferably in the range of 2 to 10 times the theoretical yield of the finally obtained PAS resin from the viewpoint of washing efficiency. It is preferable to divide the amount of water into 2 to 10 times, preferably 2 to 4 times, and subject it to water washing. The water washing is preferably carried out in a nitrogen or air atmosphere at a water temperature of 20°C to 300°C, and more preferably at a temperature of 50°C to 100°C in order to improve the washing efficiency. Furthermore, it is most preferable to carry out within the range of 70°C to 90°C. The washing with water can be repeated once or multiple times. When water washing is repeated multiple times, the atmosphere and temperature conditions may be the same or different.
濾別されたPAS樹脂には、微量のアルカリ金属ハロゲン化物やスルフィド化剤が十分に洗浄しきれずに残留していることがあるため、さらに、100℃~280℃の範囲の水と接触させた後に固液分離し(以下、「熱水洗」ということがある)、PAS樹脂を濾別等によって分離、除去して、得られた濾液を前記水溶液(B)に加えることができ、COD負荷の低減および硫黄原子のロス(原料原単位の低下)を抑制できる観点から好ましい。 Since trace amounts of alkali metal halides and sulfidating agents may remain in the filtered PAS resin without being sufficiently washed, the PAS resin was further brought into contact with water in the range of 100°C to 280°C. After solid-liquid separation (hereinafter sometimes referred to as “hot water washing”), the PAS resin is separated and removed by filtration or the like, and the resulting filtrate can be added to the aqueous solution (B) to reduce the COD load. It is preferable from the viewpoint of reduction and suppressing the loss of sulfur atoms (decrease in raw material unit consumption).
熱水洗の温度は、例えば、100~280℃の範囲が好ましく、さらに120~275℃の範囲であることが、樹脂中に残留するアルカリ金属ハロゲン化物やスルフィド化剤の抽出効率が良好となる点から好ましい。更に具体的には、反応器内の気相の圧力を加圧下、より好ましくは0.2~4.6MPa(ゲージ圧)なる条件下、140~260℃の熱水で抽出処理を行うことが好ましい。 The hot water washing temperature is, for example, preferably in the range of 100 to 280° C., and more preferably in the range of 120 to 275° C., because the extraction efficiency of alkali metal halides and sulfidating agents remaining in the resin is good. preferred from More specifically, the extraction treatment can be performed with hot water of 140 to 260° C. under the condition that the pressure of the gas phase in the reactor is increased, more preferably 0.2 to 4.6 MPa (gauge pressure). preferable.
このような熱水洗を行う具体的方法は、前記の水洗後に濾別されたPAS樹脂を圧力容器中において所定の圧力条件及び温度条件下に水で攪拌下に洗浄する方法が挙げられる。熱水洗時の水量はポリアリーレンスルフィドの質量に対して1.5倍~10倍であることが、前記アルカリ金属ハロゲン化物やスルフィド化剤の抽出効率が良好となる点から好ましく、この量の熱水を2回以上に分けて熱水洗を行ってもよい。例えば、熱水洗を2回繰り返す場合、1回目の熱水洗と2回目の熱水洗の間にはろ過を行い、1回目の熱水洗で抽出したアルカリ金属ハロゲン化物およびスルフィド化剤とPAS樹脂とを濾別することが好ましい。また、熱水洗を一回実施した後に濾過を行い、前記した水洗を実施しても良い。この操作によってもアルカリ金属ハロゲン化物およびスルフィド化剤と、PAS樹脂との分離、除去がより促進されうる。また1回目の熱水洗工程と2回目の熱水洗工程の条件は前記の条件より任意に選ぶことができるものの、1回目の熱水洗工程の温度は例えば120℃~200℃の範囲にある温度に設定して、まず高アルカリ性の濾液を濾別して除去した後に、2回目の熱水洗工程の温度を1回目の熱水洗工程の温度より高い温度、例えば150℃~275℃の範囲にある温度に設定して実施することが前記熱水洗で用いられる装置の耐薬品性の観点から好ましい。 A specific method for performing such hot water washing includes a method in which the PAS resin filtered off after the water washing is washed with water under predetermined pressure and temperature conditions in a pressure vessel while stirring. The amount of water during hot water washing is preferably 1.5 to 10 times the mass of the polyarylene sulfide from the viewpoint of good extraction efficiency of the alkali metal halide and sulfidating agent. Hot water washing may be performed by dividing the water into two or more times. For example, when the hot water washing is repeated twice, filtration is performed between the first hot water washing and the second hot water washing, and the alkali metal halide and sulfidating agent extracted by the first hot water washing are combined with the PAS resin. Filtering off is preferred. Moreover, after performing hot water washing once, filtering may be performed and the above-mentioned water washing may be performed. This operation also facilitates the separation and removal of the alkali metal halide and sulfidating agent from the PAS resin. The conditions for the first hot water washing process and the second hot water washing process can be arbitrarily selected from the above conditions. After first filtering off the highly alkaline filtrate, the temperature of the second hot water washing step is set to a temperature higher than that of the first hot water washing step, for example a temperature in the range of 150°C to 275°C. From the viewpoint of the chemical resistance of the equipment used in the hot water washing, it is preferable to carry out the washing with water.
なお、工程(1)において、前記水溶液(B)に酸や塩基を添加してpH調整をすることができ、特に熱水洗後のpHが11.0以上13.0未満の範囲になるように制御することが好ましい。その際に用いる酸としては、例えば、塩酸、硫酸、炭酸、酢酸、シュウ酸等が挙げられ、これらの中でも炭酸、酢酸、シュウ酸が好ましい。また、常圧または加圧下で炭酸ガスを導入し接触させても良い。一方、塩基としては水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物、または炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム、リン酸ナトリウム等が挙げられ、これらの中でも水酸化ナトリウムが好ましい。 In the step (1), an acid or a base can be added to the aqueous solution (B) to adjust the pH. Control is preferred. Acids used in this case include, for example, hydrochloric acid, sulfuric acid, carbonic acid, acetic acid, oxalic acid, etc. Among these, carbonic acid, acetic acid, and oxalic acid are preferred. Alternatively, carbon dioxide gas may be introduced and brought into contact under normal pressure or increased pressure. On the other hand, examples of the base include alkali metal hydroxides such as lithium hydroxide, sodium hydroxide and potassium hydroxide, sodium carbonate, ammonium carbonate, sodium phosphate and the like, among which sodium hydroxide is preferred.
工程(1)は、撹拌機を有する水洗槽及び固液分離するための遠心分離機を用いることも可能であるが、容器内部に撹拌翼を有し、且つ、底部に濾過用フィルターが配設された混合機能を有す容器内で行うこともできる。また、100℃を超える熱水洗でも、熱水洗を行う撹拌機を有する水洗槽、及び、その後の20~100℃でろ過するため、遠心分離機を用いることも可能であるが、容器内部に撹拌翼を有し、且つ、底部に濾過用フィルターが配設された密閉型あるいは密閉可能な混合機能を有す容器内で行うことも可能である。本発明において、水洗ないし熱水洗は連続的に行っても良いし、バッチ式に行ってもいずれでも良い。 In step (1), it is possible to use a washing tank with a stirrer and a centrifuge for solid-liquid separation. It can also be carried out in a vessel with a controlled mixing function. In addition, even in hot water washing exceeding 100 ° C., it is possible to use a washing tank with a stirrer for hot water washing, and a centrifuge for filtering at 20 to 100 ° C., but stirring is performed inside the container. It is also possible to carry out in a closed or sealable mixing container having wings and a filtering filter at the bottom. In the present invention, water washing or hot water washing may be carried out continuously or batchwise.
工程(2)
工程(2)は、少なくとも、アルカリ金属ハロゲン化物、アルカリ金属炭酸塩およびスルフィド化剤を含む水溶液(B)にマグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、およびバリウムのうちの少なくとも1種の周期律表における第2族元素を含む金属塩を加えて、水に不溶な炭酸塩を生成させ、水溶液(B)中に析出させる工程である。この際に用いる金属塩としては、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、およびバリウムのうちの少なくとも1種の周期律表における第2族元素を含む金属塩であれば特に制限されないが、例えば、塩化物、水酸化物、臭化物、酢酸塩等が挙げられる。これらの中でも塩化物が望ましく、塩化カルシウム、塩化バリウムがさらに好ましい。金属塩の添加量は、添加することによって水に不溶な炭酸塩が生成する範囲であれば特に限定されるものではないが、前記水溶液(B)中のアルカリ金属炭酸塩1モルに対して好ましくは0.1モル以上の範囲、より好ましくは0.3モル以上の範囲であり、好ましくは5モル以下の範囲、より好ましくは3モル以下の範囲である。
Step (2)
Step (2) comprises adding at least one of magnesium, calcium, strontium and barium from group 2 of the periodic table to an aqueous solution (B) containing at least an alkali metal halide, an alkali metal carbonate and a sulfidating agent. In this step, a metal salt containing an element is added to form a water-insoluble carbonate, which is deposited in the aqueous solution (B). The metal salt used at this time is not particularly limited as long as it is a metal salt containing at least one Group 2 element in the periodic table of magnesium, calcium, strontium, and barium. oxides, bromides, acetates and the like. Among these, chlorides are preferable, and calcium chloride and barium chloride are more preferable. The amount of the metal salt to be added is not particularly limited as long as it is within a range in which a water-insoluble carbonate is formed by addition, but it is preferable relative to 1 mol of the alkali metal carbonate in the aqueous solution (B). is in the range of 0.1 mol or more, more preferably in the range of 0.3 mol or more, preferably in the range of 5 mol or less, more preferably in the range of 3 mol or less.
工程(3)
工程(3)は、前記水溶液(B)から、生成した水に不溶な炭酸塩を分離、除去して、少なくとも、アルカリ金属ハロゲン化物およびスルフィド化剤を含む水溶液(C)を得る工程である。生成した水に不溶な炭酸塩を分離、除去する方法としては本発明の効果を損ねなければ特に限定されるものではないが、生成した水に不溶な炭酸塩を濾別することにより固液分離する方法を挙げることができる。生成した水に不溶な炭酸塩を濾別することにより固液分離する方法としては、例えば、ろ過装置を用いてろ過する方法、前記したろ過によって得られた水分を含有するろ過残渣(以下「含水ケーキ」と略記する。)に再度水を加えてスラリーとした後にろ過する方法、または前記含水ケーキがろ過器に保持された状態で再度水を加えろ過する方法等が挙げられる。工程(3)によって、工程(2)で前記水溶液(B)中に生成および析出した炭酸塩の90質量%以上を分離、除去することができる。
Step (3)
Step (3) is a step of separating and removing the produced water-insoluble carbonate from the aqueous solution (B) to obtain an aqueous solution (C) containing at least an alkali metal halide and a sulfidating agent. The method for separating and removing the formed water-insoluble carbonate is not particularly limited as long as the effect of the present invention is not impaired, but solid-liquid separation is performed by filtering out the formed water-insoluble carbonate. You can mention how to do it. Examples of the method for solid-liquid separation by filtering out the produced carbonate that is insoluble in water include, for example, a method of filtering using a filtration device, and a filtration residue containing water obtained by the above-described filtration (hereinafter “hydrous abbreviated as "cake".) to form a slurry and then filter, or a method of adding water again while the water-containing cake is held in a filter and filtering. Through step (3), 90% by mass or more of the carbonate produced and precipitated in the aqueous solution (B) in step (2) can be separated and removed.
工程(4)
工程(4)は、少なくとも、アルカリ金属ハロゲン化物およびスルフィド化剤を含む水溶液(C)に酸を加えて、硫化水素を生成させる工程である。
この際に用いる酸としては、塩酸、硫酸、炭酸、酢酸などが挙げられ、これらの中でも塩酸が好ましい。該水溶液(C)のpH範囲は、酸を加えることによって硫化水素が生成する範囲であれば特に限定されるものではないが、より硫化水素が生成しやすい条件であることから2.5~5.5の範囲で行うことが好ましく、さらに3.5~4.5の範囲で行うことがより好ましい。また、酸の添加は0~60℃の範囲で行うことが好ましく、さらに10~40℃の範囲の範囲で行うことがより好ましく、圧力0~1.0Pa(ゲージ圧)の範囲で行うことが好ましい。
Step (4)
Step (4) is a step of adding an acid to the aqueous solution (C) containing at least an alkali metal halide and a sulfidating agent to generate hydrogen sulfide.
Acids used in this case include hydrochloric acid, sulfuric acid, carbonic acid, acetic acid, etc. Among them, hydrochloric acid is preferred. The pH range of the aqueous solution (C) is not particularly limited as long as hydrogen sulfide is generated by adding an acid. 0.5 is preferable, and 3.5 to 4.5 is more preferable. Further, the acid addition is preferably carried out in the range of 0 to 60° C., more preferably in the range of 10 to 40° C., and in the pressure range of 0 to 1.0 Pa (gauge pressure). preferable.
工程(5)および(6)
工程(5)は、工程(4)で生成した硫化水素が気体となって揮散するため、続いて、生成した硫化水素を回収する工程である。さらに工程(6)は、得られた硫化水素とアルカリ金属水酸化物とを反応させる工程である。工程(5)と工程(6)は同時に行うことも、また、別々に行うこともできる。
Steps (5) and (6)
The step (5) is a step of recovering the hydrogen sulfide produced in the step (4) because the hydrogen sulfide produced in the step (4) is volatilized as a gas. Furthermore, step (6) is a step of reacting the obtained hydrogen sulfide with an alkali metal hydroxide. Steps (5) and (6) can be performed simultaneously or separately.
工程(5)と工程(6)を同時に行う場合は、例えば、揮散した硫化水素を、系外に排出して、アルカリ金属水酸化物を含む水溶液に吸収させて回収し、同時に、硫化水素とアルカリ金属水酸化物とを反応させて、スルフィド化剤を生成させる方法が挙げられる。この場合、使用するアルカリ金属水酸化物としては、前記したPAS重合工程で用いたものと同じものを使用することができる。アルカリ金属水酸化物の使用量は硫化水素を吸収させる際の温度、圧力によっても異なるため一概に規定することはできないものの、揮散する硫化水素の全量を充分に吸収、反応できる量以上であることが望ましい。一般的には、常温、常圧で硫化水素を吸収、反応させる場合、揮散する硫化水素の硫黄原子1モルに対して、1モル以上であることが好ましく、1~2モルの範囲であればより好ましい。水溶液中のアルカリ金属水酸化物の濃度も硫化水素を吸収、反応させる際の温度、圧力によっても異なるため一概に規定することはできないものの、5~49wt%の範囲であることが好ましく、10~45wt%の範囲であることがより好ましい。また、硫化水素をアルカリ金属水酸化物を含む水溶液に吸収、反応させる際の温度は圧力によっても異なるため、一概に規定することができないものの、0~200℃の範囲が好ましく、10~150℃の範囲がより好ましい。また、硫化水素をアルカリ金属水酸化物を含む水溶液に吸収、反応させる際の圧力は温度によっても異なるため、一概に規定することができないものの、0~1.0Pa(ゲージ圧)の範囲が好ましく、0~0.5Pa(ゲージ圧)の範囲がより好ましい。 When step (5) and step (6) are performed simultaneously, for example, volatilized hydrogen sulfide is discharged out of the system, absorbed by an aqueous solution containing an alkali metal hydroxide and recovered, and at the same time, hydrogen sulfide and A method of producing a sulfidating agent by reacting with an alkali metal hydroxide can be mentioned. In this case, as the alkali metal hydroxide to be used, the same one as used in the PAS polymerization step can be used. The amount of alkali metal hydroxide to be used varies depending on the temperature and pressure when hydrogen sulfide is absorbed, so it cannot be categorically specified, but it should be at least the amount that can sufficiently absorb and react with the total amount of volatilized hydrogen sulfide. is desirable. In general, when hydrogen sulfide is absorbed and reacted at normal temperature and pressure, it is preferably 1 mol or more with respect to 1 mol of sulfur atoms of volatilized hydrogen sulfide, and if it is in the range of 1 to 2 mol more preferred. The concentration of alkali metal hydroxide in the aqueous solution also varies depending on the temperature and pressure when hydrogen sulfide is absorbed and reacted, so it cannot be defined unconditionally, but it is preferably in the range of 5 to 49 wt%, and 10 to More preferably, it is in the range of 45 wt%. In addition, the temperature at which hydrogen sulfide is absorbed and reacted with an aqueous solution containing an alkali metal hydroxide varies depending on the pressure, so it cannot be defined unconditionally, but it is preferably in the range of 0 to 200 ° C., and 10 to 150 ° C. is more preferred. In addition, since the pressure at which hydrogen sulfide is absorbed and reacted with an aqueous solution containing an alkali metal hydroxide varies depending on the temperature, it cannot be defined unconditionally, but the range of 0 to 1.0 Pa (gauge pressure) is preferable. , 0 to 0.5 Pa (gauge pressure) is more preferable.
一方、工程(5)と工程(6)を別々に行う場合は、例えば、揮散した硫化水素を、系外に排出して、硫化水素を吸収することが知られている溶媒、例えば、有機アミド溶媒に吸収させて回収する工程を行った後、回収した硫化水素を含む溶媒にアルカリ金属水酸化物を加えて、硫化水素とアルカリ金属水酸化物とを反応させ、アルカリ金属水硫化物を生成させる工程を行う方法が挙げられる。この場合、硫化水素を吸収することが知られている溶媒としては、有機アミド溶媒が挙げられる。さらに、有機アミド溶媒としては、ホルムアミド、アセトアミド、N-メチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、テトラメチル尿素、N-メチル-2-ピロリドン、2-ピロリドン、N-メチル-ε-カプロラクタム、ε-カプロラクタム、ヘキサメチルホスホルアミド、N-ジメチルプロピレン尿素、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン酸などのアミド、尿素を挙げることができ、これらの中でもN-メチル-2-ピロリドン、2-ピロリドン、N-メチル-ε-カプロラクタム、ε-カプロラクタム、ヘキサメチルホスホルアミド、N-ジメチルプロピレン尿素、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン酸の脂肪族系環状構造を有するアミドが好ましく、N-メチル-2-ピロリドンがさらに好ましい。 On the other hand, when the step (5) and the step (6) are performed separately, for example, the volatilized hydrogen sulfide is discharged out of the system, and a solvent known to absorb hydrogen sulfide, such as an organic amide, is used. After performing the step of absorbing and recovering with a solvent, an alkali metal hydroxide is added to the recovered solvent containing hydrogen sulfide, and the hydrogen sulfide and the alkali metal hydroxide are reacted to generate an alkali metal hydrosulfide. and a method of performing the step of causing. In this case, solvents known to absorb hydrogen sulfide include organic amide solvents. Furthermore, organic amide solvents include formamide, acetamide, N-methylformamide, N,N-dimethylacetamide, tetramethylurea, N-methyl-2-pyrrolidone, 2-pyrrolidone, N-methyl-ε-caprolactam, ε- Mention may be made of caprolactam, hexamethylphosphoramide, N-dimethylpropylene urea, amides such as 1,3-dimethyl-2-imidazolidinoic acid, urea, among these N-methyl-2-pyrrolidone, 2- Amides having an aliphatic cyclic structure of pyrrolidone, N-methyl-ε-caprolactam, ε-caprolactam, hexamethylphosphoramide, N-dimethylpropylene urea, and 1,3-dimethyl-2-imidazolidinoic acid are preferred, More preferred is N-methyl-2-pyrrolidone.
硫化水素を吸収することが知られている溶媒の使用量は硫化水素を吸収させる際の温度、圧力によっても異なるため一概に規定することはできないものの、揮散する硫化水素の全量を充分に吸収できる量以上であることが望ましい。一般的には、常温、常圧で硫化水素を吸収させる場合、揮散する硫化水素の硫黄原子1モルに対して、1~30kgの範囲であれば好ましい。硫化水素を硫化水素を吸収することが知られている溶媒に吸収させる際の温度、圧力は、一概に規定することができないものの、吸収温度0~200℃の範囲が好ましく、10~150℃の範囲がより好ましく、一方、圧力は0~1.0Pa(ゲージ圧)の範囲が好ましく、0~0.5Pa(ゲージ圧)の範囲がより好ましい。その後、回収した硫化水素を含む溶媒にアルカリ金属水酸化物を加えて、硫化水素とアルカリ金属水酸化物とを反応させ、アルカリ金属水硫化物を生成させる。その際、アルカリ金属水酸化物を加える量は、溶媒に吸収させた硫化水素の全量を充分に反応できる量以上であることが望ましい。一般的には、常温、常圧で硫化水素を吸収させる場合、溶媒に吸収させた硫化水素の硫黄原子1モルに対して、1モル以上であることが好ましく、1~2モルの範囲であればより好ましい。溶媒に加えるアルカリ水溶液中のアルカリ金属水酸化物の濃度も硫化水素を吸収させる際の温度、圧力によっても異なるため一概に規定することはできないものの、5~49wt%の範囲であることが好ましく、10~45wt%の範囲であることがより好ましい。また、溶媒に吸収させた硫化水素とアルカリ金属水酸化物とを反応させる際の温度は圧力によっても異なるため、一概に規定することができないものの、温度は0~200℃の範囲が好ましく、10~150℃の範囲がより好ましい。また、圧力も、一概に規定することができないものの、0~1.0Pa(ゲージ圧)の範囲が好ましく、0~0.5Pa(ゲージ圧)の範囲がより好ましい。 The amount of solvent that is known to absorb hydrogen sulfide varies depending on the temperature and pressure at which hydrogen sulfide is absorbed. Amount or more is desirable. In general, when hydrogen sulfide is absorbed at normal temperature and pressure, it is preferably in the range of 1 to 30 kg with respect to 1 mol of sulfur atoms of volatilized hydrogen sulfide. Although the temperature and pressure at which hydrogen sulfide is absorbed by a solvent known to absorb hydrogen sulfide cannot be defined unconditionally, the absorption temperature is preferably in the range of 0 to 200 ° C., and 10 to 150 ° C. range is more preferred, while the pressure is preferably in the range of 0 to 1.0 Pa (gauge pressure), more preferably in the range of 0 to 0.5 Pa (gauge pressure). Thereafter, an alkali metal hydroxide is added to the recovered solvent containing hydrogen sulfide to react the hydrogen sulfide and the alkali metal hydroxide to produce an alkali metal hydrosulfide. At that time, the amount of the alkali metal hydroxide to be added is desirably an amount or more that can sufficiently react the total amount of hydrogen sulfide absorbed by the solvent. In general, when hydrogen sulfide is absorbed at normal temperature and pressure, it is preferably 1 mol or more with respect to 1 mol of sulfur atoms of hydrogen sulfide absorbed by the solvent, and may be in the range of 1 to 2 mol. is preferred. The concentration of the alkali metal hydroxide in the alkaline aqueous solution added to the solvent also varies depending on the temperature and pressure when hydrogen sulfide is absorbed, so it cannot be defined unconditionally, but it is preferably in the range of 5 to 49 wt%. More preferably, it is in the range of 10 to 45 wt%. In addition, since the temperature at which the hydrogen sulfide absorbed by the solvent and the alkali metal hydroxide are reacted varies depending on the pressure, the temperature cannot be defined unconditionally, but the temperature is preferably in the range of 0 to 200 ° C. A range of ~150°C is more preferred. Also, although the pressure cannot be defined unconditionally, it is preferably in the range of 0 to 1.0 Pa (gauge pressure), more preferably in the range of 0 to 0.5 Pa (gauge pressure).
工程(5)は連続式、バッチ式いずれでも構わない。硫化水素のアルカリ金属水酸化物の水溶液または有機アミド溶媒に対する吸収速度は速いため、循環ポンプ付充填塔などの一般的なもので良く、液張り込み型やバブリング型等のものでも十分に使用可能である。また、工程(5)と工程(6)を同時に行う場合、工程(6)は工程(5)と同じ装置内で行うことができ、また、工程(5)と工程(6)を別々に行う場合は、工程(6)は工程(5)と同じ装置内で行っても、工程(5)で回収した硫化水素を別の装置、例えば、撹拌翼付き反応槽あるいはベッセルあるいはドラム等に移した後に、アルカリ金属水酸化物を加え、反応させてもよい。 The step (5) may be performed either continuously or batchwise. Since the absorption rate of hydrogen sulfide in an aqueous solution of alkali metal hydroxide or an organic amide solvent is fast, a general type such as a packed tower with a circulating pump can be used, and a liquid filling type or bubbling type can also be used sufficiently. be. Further, when step (5) and step (6) are performed simultaneously, step (6) can be performed in the same apparatus as step (5), and step (5) and step (6) can be performed separately. In this case, even if step (6) was carried out in the same apparatus as step (5), the hydrogen sulfide recovered in step (5) was transferred to another apparatus, such as a reactor equipped with stirring blades, a vessel, or a drum. An alkali metal hydroxide may be added later and allowed to react.
工程(7)
上記の通り、工程(5)および工程(6)は、回収した硫化水素の全量を充分に吸収、反応できる量以上のアルカリ金属水酸化物を用いるため、余剰のアルカリ金属水酸化物が未反応のまま系内に残留することとなる。そこで、工程(6)の後に、未反応のアルカリ金属水酸化物に対して、硫化水素を加えて、未反応のアルカリ金属水酸化物と該硫化水素とを反応させる工程(7)を有することが好ましい。加える硫化水素の量は、未反応のまま残留しているアルカリ金属水酸化物の1モルに対して0.5~1モルの範囲であることが好ましい。当該範囲の硫化水素と反応させることによって、残留するアルカリ金属水酸化物1モルあたり、0.5~1モルのアルカリ金属水硫化物及び/又はアルカリ金属硫化物が生成する。
Step (7)
As described above, in steps (5) and (6), an amount of alkali metal hydroxide that can sufficiently absorb and react with the total amount of recovered hydrogen sulfide is used. remains in the system. Therefore, after the step (6), a step (7) of adding hydrogen sulfide to the unreacted alkali metal hydroxide and reacting the unreacted alkali metal hydroxide with the hydrogen sulfide is included. is preferred. The amount of hydrogen sulfide to be added is preferably in the range of 0.5 to 1 mol per 1 mol of alkali metal hydroxide remaining unreacted. By reacting with hydrogen sulfide in this range, 0.5 to 1 mol of alkali metal hydrosulfide and/or alkali metal sulfide is produced per 1 mol of residual alkali metal hydroxide.
なお、工程(6)または工程(7)を経て生成したアルカリ金属水硫化物とアルカリ金属硫化物との割合は、硫化水素に反応させるアルカリ金属水酸化物の量や、反応時間、温度、圧力等に応じて変化するため一概に規定することはできず、また、アルカリ金属水硫化物およびアルカリ金属硫化物のいずれであっても後述するPAS樹脂の重合原料であるスルフィド化剤として再利用可能であることから、アルカリ金属水硫化物およびアルカリ金属硫化物とが質量基準で0/100~100/0の範囲のうちの任意の割合で良い。 The ratio of the alkali metal hydrosulfide and the alkali metal sulfide produced through step (6) or step (7) depends on the amount of alkali metal hydroxide to be reacted with hydrogen sulfide, the reaction time, temperature, and pressure. etc., and cannot be categorically defined, and both alkali metal hydrosulfides and alkali metal sulfides can be reused as sulfidation agents that are raw materials for polymerization of PAS resins described later. Therefore, the ratio of the alkali metal hydrosulfide and the alkali metal sulfide may be any ratio within the range of 0/100 to 100/0 on the mass basis.
PAS樹脂の製造方法
少なくとも、PAS樹脂、アルカリ金属ハロゲン化物、アルカリ金属炭酸塩およびスルフィド化剤を含む混合物(A)は、以下のPAS樹脂の製造方法によって得られたものを用いることができる。また、上記の工程(1)~(6)、または、工程(1)~(7)を経て得られたアルカリ金属水硫化物及び/又はアルカリ金属硫化物はスルフィド化剤として、以下のPAS樹脂の製造方法において、重合原料の少なくとも一部として用いることができる。
Method for Producing PAS Resin As the mixture (A) containing at least a PAS resin, an alkali metal halide, an alkali metal carbonate and a sulfidating agent, one obtained by the following method for producing a PAS resin can be used. Further, the alkali metal hydrosulfide and / or alkali metal sulfide obtained through the above steps (1) to (6) or steps (1) to (7) are used as a sulfidating agent, the following PAS resin can be used as at least a part of the raw material for polymerization in the production method of
PAS重合工程
すなわち、本発明に用いるPAS樹脂の製造方法は、非プロトン性極性溶媒と、ポリハロ芳香族化合物と、スルフィド化剤とを混合し、該非プロトン性極性溶媒中で、ポリハロ芳香族化合物と、スルフィド化剤とを重合反応させて、少なくともPAS樹脂と、重合せずに残留したスルフィド化剤と、アルカリ金属ハロゲン化物と、非プロトン性極性溶媒とを含む粗反応混合物を得るPAS重合工程、該粗反応混合物から非プロトン性極性溶媒を固液分離させて得られる、少なくともPAS樹脂と、重合せずに残留したスルフィド化剤と、アルカリ金属ハロゲン化物とを含む反応混合物を得る、PAS/溶媒固液分離工程、を経る方法を挙げることができる。
PAS polymerization step That is, the method for producing the PAS resin used in the present invention comprises mixing an aprotic polar solvent, a polyhaloaromatic compound, and a sulfidating agent, and a PAS polymerization step of polymerizing a sulfidating agent to obtain a crude reaction mixture containing at least a PAS resin, a sulfidating agent remaining without polymerization, an alkali metal halide, and an aprotic polar solvent; PAS/solvent to obtain a reaction mixture containing at least a PAS resin, a sulfidating agent remaining without polymerization, and an alkali metal halide, obtained by solid-liquid separation of an aprotic polar solvent from the crude reaction mixture A method through a solid-liquid separation step can be mentioned.
ここで、本発明においてポリハロ芳香族化合物としては、例えば、芳香族環に直接結合した2個以上のハロゲン原子を有するハロゲン化芳香族化合物であり、具体的には、p-ジクロルベンゼン、o-ジクロルベンゼン、m-ジクロルベンゼン、トリクロルベンゼン、テトラクロルベンゼン、ジブロムベンゼン、ジヨードベンゼン、トリブロムベンゼン、ジブロムナフタレン、トリヨードベンゼン、ジクロルジフェニルベンゼン、ジブロムジフェニルベンゼン、ジクロルベンゾフェノン、ジブロムベンゾフェノン、ジクロルジフェニルエーテル、ジブロムジフェニルエーテル、ジクロルジフェニルスルフィド、ジブロムジフェニルスルフィド、ジクロルビフェニル、ジブロムビフェニル等のジハロ芳香族化合物及びこれらの混合物が挙げられ、これらの化合物をブロック共重合してもよい。これらの中でも好ましいのはジハロゲン化ベンゼン類であり、特に好ましいのはp-ジクロルベンゼンを80モル%以上含むものである。また、枝分かれ構造とすることによってPAS樹脂の粘度増大を図る目的で、1分子中に3個以上のハロゲン置換基を有するポリハロ芳香族化合物を分岐剤として所望に応じて用いてもよい。このようなポリハロ芳香族化合物としては、例えば、1,2,4-トリクロルベンゼン、1,3,5-トリクロルベンゼン、1,4,6-トリクロルナフタレン等が挙げられる。更に、アミノ基、チオール基、ヒドロキシル基等の活性水素を持つ官能基を有するポリハロ芳香族化合物を挙げることが出来、具体的には、2,6-ジクロルアニリン、2,5-ジクロルアニリン、2,4-ジクロルアニリン、2,3-ジクロルアニリン等のジハロアニリン類;2,3,4-トリクロルアニリン、2,3,5-トリクロルアニリン、2,4,6-トリクロルアニリン、3,4,5-トリクロルアニリン等のトリハロアニリン類;2,2’-ジアミノ-4,4’-ジクロルジフェニルエーテル、2,4’-ジアミノ-2’,4-ジクロルジフェニルエーテル等のジハロアミノジフェニルエーテル類およびこれらの混合物においてアミノ基がチオール基やヒドロキシル基に置き換えられた化合物などが例示される。また、これらの活性水素含有ポリハロ芳香族化合物中の芳香族環を形成する炭素原子に結合した水素原子が他の不活性基、例えばアルキル基などの炭化水素基に置換している活性水素含有ポリハロ芳香族化合物も使用できる。 Here, the polyhaloaromatic compound in the present invention is, for example, a halogenated aromatic compound having two or more halogen atoms directly bonded to an aromatic ring, specifically p-dichlorobenzene, o -Dichlorobenzene, m-dichlorobenzene, trichlorobenzene, tetrachlorobenzene, dibrombenzene, diiodobenzene, tribrombenzene, dibromnaphthalene, triiodobenzene, dichlorodiphenylbenzene, dibromodiphenylbenzene, dichlor Dihaloaromatic compounds such as benzophenone, dibromobenzophenone, dichlorodiphenyl ether, dibromodiphenyl ether, dichlorodiphenyl sulfide, dibromodiphenyl sulfide, dichlorobiphenyl, dibromobiphenyl and mixtures thereof, and block these compounds. It may be copolymerized. Among these, dihalogenated benzenes are preferred, and those containing 80 mol % or more of p-dichlorobenzene are particularly preferred. For the purpose of increasing the viscosity of the PAS resin by forming a branched structure, a polyhaloaromatic compound having 3 or more halogen substituents in one molecule may be used as a branching agent, if desired. Examples of such polyhaloaromatic compounds include 1,2,4-trichlorobenzene, 1,3,5-trichlorobenzene, 1,4,6-trichloronaphthalene and the like. Furthermore, polyhaloaromatic compounds having functional groups with active hydrogen such as amino groups, thiol groups, and hydroxyl groups can be mentioned. Specifically, 2,6-dichloroaniline and 2,5-dichloroaniline. , 2,4-dichloroaniline, 2,3-dichloroaniline and other dihaloanilines; 2,3,4-trichloroaniline, 2,3,5-trichloroaniline, 2,4,6-trichloroaniline, 3, trihaloanilines such as 4,5-trichloroaniline; dihaloaminodiphenyl ethers such as 2,2'-diamino-4,4'-dichlorodiphenyl ether and 2,4'-diamino-2',4-dichlorodiphenyl ether and compounds in which an amino group is replaced with a thiol group or a hydroxyl group in a mixture thereof. In addition, active hydrogen-containing polyhalo aromatic compounds in which the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms forming the aromatic ring in these active hydrogen-containing polyhalo aromatic compounds are substituted with other inert groups such as hydrocarbon groups such as alkyl groups. Aromatic compounds can also be used.
これらの各種活性水素含有ポリハロ芳香族化合物の中でも、好ましいのは活性水素含有ジハロ芳香族化合物であり、特に好ましいのはジクロルアニリンである。 Among these various active hydrogen-containing polyhaloaromatic compounds, preferred are active hydrogen-containing dihaloaromatic compounds, and particularly preferred is dichloroaniline.
ニトロ基を有するポリハロ芳香族化合物としては、例えば、2,4-ジニトロクロルベンゼン、2,5-ジクロルニトロベンゼン等のモノまたはジハロニトロベンゼン類;2-ニトロ-4,4’-ジクロルジフェニルエーテル等のジハロニトロジフェニルエーテル類;3,3’-ジニトロ-4,4’-ジクロルジフェニルスルホン等のジハロニトロジフェニルスルホン類;2,5-ジクロル-3-ニトロピリジン、2-クロル-3,5-ジニトロピリジン等のモノまたはジハロニトロピリジン類;あるいは各種ジハロニトロナフタレン類などが挙げられる。 Examples of polyhaloaromatic compounds having a nitro group include mono- or dihalonitrobenzenes such as 2,4-dinitrochlorobenzene and 2,5-dichloronitrobenzene; 2-nitro-4,4'-dichlorodiphenyl ether, etc. dihalonitrodiphenyl ethers; 3,3′-dinitro-4,4′-dichlorodiphenyl sulfones such as dihalonitrodiphenyl sulfones; 2,5-dichloro-3-nitropyridine, 2-chloro-3,5 - mono- or dihalonitropyridines such as dinitropyridine; or various dihalonitronaphthalenes.
また、本発明においてスルフィド化剤としては、アルカリ金属硫化物及び/又はアルカリ金属水硫化物を挙げることができる。 In the present invention, examples of sulfidating agents include alkali metal sulfides and/or alkali metal hydrosulfides.
前記アルカリ金属硫化物としては、硫化リチウム、硫化ナトリウム、硫化ルビジウム、硫化セシウム及びこれらの混合物が含まれる。かかるアルカリ金属硫化物は、水和物あるいは水性混合物あるいは無水物として使用することができる。また、アルカリ金属硫化物はアルカリ金属水硫化物とアルカリ金属水酸化物との反応によっても導くことができる。尚、通常、アルカリ金属硫化物中に微量存在するアルカリ金属水硫化物、チオ硫酸アルカリ金属と反応させるために、少量のアルカリ金属水酸化物を加えても差し支えない。 The alkali metal sulfides include lithium sulfide, sodium sulfide, rubidium sulfide, cesium sulfide and mixtures thereof. Such alkali metal sulfides can be used as hydrates or as aqueous mixtures or as anhydrates. Alkali metal sulfides can also be derived from the reaction between alkali metal hydrosulfides and alkali metal hydroxides. A small amount of alkali metal hydroxide may be added to react with alkali metal hydrosulfide and alkali metal thiosulfate, which are usually present in trace amounts in alkali metal sulfide.
また、前記アルカリ金属水硫化物としては、硫化水素リチウム、硫化水素ナトリウム、硫化水素ルビジウム、硫化水素セシウム及びこれらの混合物が含まれる。かかるアルカリ金属水硫化物は、水和物あるいは水性混合物あるいは無水物として使用することができる。 Also, the alkali metal hydrosulfide includes lithium hydrogen sulfide, sodium hydrogen sulfide, rubidium hydrogen sulfide, cesium hydrogen sulfide and mixtures thereof. Such alkali metal hydrosulfides can be used as hydrates or as aqueous mixtures or as anhydrates.
また、前記アルカリ金属水硫化物はアルカリ金属水酸化物と伴に用いる。当該アルカリ金属水酸化物としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウム等が挙げられるが、これらはそれぞれ単独で用いても良いし、2種以上を混合して用いても良い。これらの中でも、入手が容易なことから水酸化リチウムと水酸化ナトリウム及び水酸化カリウムが好ましく、特に水酸化ナトリウムが好ましい。 Also, the alkali metal hydrosulfide is used together with the alkali metal hydroxide. Examples of the alkali metal hydroxide include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, rubidium hydroxide, and cesium hydroxide. These may be used alone, or two or more of them may be mixed. You can use it as Among these, lithium hydroxide, sodium hydroxide and potassium hydroxide are preferred because they are readily available, and sodium hydroxide is particularly preferred.
なお、上記のとおり、前記工程(1)~(6)または前記工程(1)~(7)を経て得られたアルカリ金属水硫化物及び/又はアルカリ金属硫化物もスルフィド化剤として、PAS樹脂の重合反応における原料として、再利用することができる。 As described above, the alkali metal hydrosulfides and/or alkali metal sulfides obtained through the steps (1) to (6) or the steps (1) to (7) are also used as sulfidating agents in the PAS resin. can be reused as a raw material in the polymerization reaction of
本発明に用いるPAS樹脂の製造方法は、原料として含水スルフィド化剤を用いることもでき、その場合、少なくとも非プロトン性極性溶媒の存在下で、含水スルフィド化剤を脱水する工程を経て、PAS樹脂の重合反応に供することが好ましい。また、非プロトン性極性溶媒の仕込み量が少ない場合、例えば、スルフィド化剤の硫黄原子1モルに対して、1モル未満の場合、ポリハロ芳香族化合物の存在下で、含水スルフィド化剤と、非プロトン性極性溶媒とを、脱水させることが好ましい。 The method for producing the PAS resin used in the present invention can also use a hydrous sulfidation agent as a raw material. is preferably subjected to the polymerization reaction of Further, when the amount of the aprotic polar solvent charged is small, for example, when it is less than 1 mol with respect to 1 mol of sulfur atoms in the sulfidation agent, in the presence of the polyhaloaromatic compound, the hydrous sulfidation agent and the non- It is preferred to dehydrate the protic polar solvent.
脱水工程は、少なくとも非プロトン性極性溶媒と、含水スルフィド化剤として含水アルカリ金属硫化物または含水アルカリ水硫化物及びアルカリ金属水酸化物を、蒸留装置が設けられた反応容器に仕込み、水が共沸により除去される温度、具体的には、300℃以下の範囲、好ましくは80~220℃の範囲、より好ましくは100~200℃の範囲にまで加熱して、蒸留により水を系外に排出することにより行う。脱水工程では、重合反応を行う系内の水分量が、スルフィド化剤の硫黄原子1モルに対して、5モル以下、より好ましくは、0.01~2.0モルの範囲となるまで脱水することが好ましい。 In the dehydration step, at least an aprotic polar solvent and a hydrous alkali metal sulfide or a hydrous alkali hydrosulfide and an alkali metal hydroxide as a hydrous sulfidating agent are charged into a reaction vessel equipped with a distillation apparatus, and water is coexisted. The temperature to be removed by boiling, specifically, the range of 300 ° C. or less, preferably the range of 80 to 220 ° C., more preferably the range of 100 to 200 ° C. is heated, and the water is discharged out of the system by distillation. by doing. In the dehydration step, dehydration is performed until the amount of water in the system in which the polymerization reaction is performed is 5 mol or less, more preferably in the range of 0.01 to 2.0 mol, per 1 mol of the sulfur atom of the sulfidating agent. is preferred.
また、脱水工程では、アルカリ金属硫化物やアルカリ金属水硫化物が、水と反応して平衡的に硫化水素を気体として生成させる。このため、生成した硫化水素を回収した後、アルカリ金属水酸化物と反応させてアルカリ金属水硫化物及び/又はアルカリ金属硫化物を得ることが好ましい。具体的には、生成した硫化水素は、水または共沸混合物とともに反応系外に排出し、蒸留装置により、水または共沸混合物と硫化水素を分離した後、前記工程(5)と同様の方法で回収することが好ましく、さらに、回収した硫化水素を前記工程(6)と同様の方法で、アルカリ金属水酸化物とを反応させて、アルカリ金属水硫化物及び/又はアルカリ金属硫化物を製造することが好ましい。また、脱水工程で回収した硫化水素を、アルカリ金属水酸化物とを反応させて、アルカリ金属水硫化物及び/又はアルカリ金属硫化物を製造する工程の後に、工程(7)と同様の方法で、未反応のアルカリ金属水酸化物に対して、硫化水素を加えて、未反応のアルカリ金属水酸化物と該硫化水素とを反応させる工程を有することが好ましい。当該脱水工程で得られたアルカリ金属水硫化物及び/又はアルカリ金属硫化物も、スルフィド化剤としてPAS樹脂の製造方法において、原料の一部として用いることが好ましい。 In the dehydration step, alkali metal sulfides and alkali metal hydrosulfides react with water to generate hydrogen sulfide as gas in equilibrium. Therefore, it is preferable to recover the generated hydrogen sulfide and then react it with an alkali metal hydroxide to obtain an alkali metal hydrosulfide and/or an alkali metal sulfide. Specifically, the produced hydrogen sulfide is discharged out of the reaction system together with water or the azeotrope, and the water or the azeotrope and hydrogen sulfide are separated by a distillation apparatus, and then the same method as in the step (5). Further, the recovered hydrogen sulfide is reacted with an alkali metal hydroxide in the same manner as in the step (6) to produce an alkali metal hydrosulfide and / or an alkali metal sulfide. preferably. Further, after the step of reacting the hydrogen sulfide recovered in the dehydration step with an alkali metal hydroxide to produce an alkali metal hydrosulfide and/or an alkali metal sulfide, in the same manner as in step (7) and adding hydrogen sulfide to the unreacted alkali metal hydroxide to react the unreacted alkali metal hydroxide with the hydrogen sulfide. The alkali metal hydrosulfide and/or alkali metal sulfide obtained in the dehydration step is also preferably used as a sulfidating agent as a part of raw materials in the method for producing a PAS resin.
また、本発明において非プロトン性極性溶媒としては、ホルムアミド、アセトアミド、N-メチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、テトラメチル尿素、N-メチル-2-ピロリドン、2-ピロリドン、N-メチル-ε-カプロラクタム、ε-カプロラクタム、ヘキサメチルホスホルアミド、N-ジメチルプロピレン尿素、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン酸などのアミド、尿素及びラクタム類;スルホラン、ジメチルスルホラン等のスルホラン類;ベンゾニトリル等のニトリル類;メチルフェニルケトン等のケトン類及びこれらの混合物を挙げることができ、これらの中でもN-メチル-2-ピロリドン、2-ピロリドン、N-メチル-ε-カプロラクタム、ε-カプロラクタム、ヘキサメチルホスホルアミド、N-ジメチルプロピレン尿素、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン酸の脂肪族系環状構造を有するアミドが好ましく、N-メチル-2-ピロリドンがさらに好ましい。 In the present invention, the aprotic polar solvent includes formamide, acetamide, N-methylformamide, N,N-dimethylacetamide, tetramethylurea, N-methyl-2-pyrrolidone, 2-pyrrolidone, N-methyl-ε. - Amides such as caprolactam, ε-caprolactam, hexamethylphosphoramide, N-dimethylpropylene urea, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinoic acid, urea and lactams; sulfolane such as sulfolane, dimethylsulfolane; benzo nitriles such as nitriles; ketones such as methylphenylketone and mixtures thereof, among which N-methyl-2-pyrrolidone, 2-pyrrolidone, N-methyl-ε-caprolactam, ε-caprolactam, Hexamethylphosphoramide, N-dimethylpropylene urea, and amides having an aliphatic ring structure of 1,3-dimethyl-2-imidazolidinoic acid are preferred, and N-methyl-2-pyrrolidone is more preferred.
PAS重合工程におけるPAS樹脂の重合反応は、これらの非プロトン性極性溶媒の存在下、スルフィド化剤として上記アルカリ金属硫化物と、ポリハロ芳香族化合物とを反応させる。または、PAS樹脂の重合反応は、これらの非プロトン性極性溶媒の存在下、スルフィド化剤として上記アルカリ金属水硫化物及びアルカリ金属水酸化物と、ポリハロ芳香族化合物とを反応させる。重合条件は一般に、温度200~330℃の範囲であり、圧力は重合溶媒及び重合モノマーであるポリハロ芳香族化合物を実質的に液相に保持するような範囲であるべきであり、一般には0.1~20MPaの範囲、好ましくは0.1~2MPaの範囲より選択される。ポリハロ芳香族化合物の仕込量は、前記スルフィド化剤の硫黄原子1モルに対して、0.2モル~5.0モルの範囲、好ましくは0.8~1.3モルの範囲、さらに好ましくは0.9~1.1モルの範囲となるよう調製する。また、非プロトン性極性溶媒の仕込量は、スルフィド化剤の硫黄原子1モルに対して、1.0~6.0モルの範囲、好ましくは2.5~4.5モルの範囲となるよう調整する。なお、重合反応は少量の水の存在下に行うことが好ましく、その割合は、重合方法や得られるポリマーの分子量や生産性との兼ね合いで適宜調整することが好ましい。具体的には、スルフィド化剤の硫黄原子1モルに対して2.0モル以下、好ましくは1.6モル以下の範囲となるよう脱水操作を行うが、さらにポリハロ芳香族化合物の存在下で脱水操作を行う場合(例えば、下記具体的態様における「5)」の方法)においては0.9モル以下、好ましくは0.05~0.3モル、より好ましくは0.01~0.02モル以下の範囲となるよう脱水操作を行えばよい。 In the PAS polymerization step, the PAS resin is polymerized by reacting the alkali metal sulfide as a sulfidating agent with the polyhaloaromatic compound in the presence of these aprotic polar solvents. Alternatively, the PAS resin is polymerized by reacting the alkali metal hydrosulfide and alkali metal hydroxide as sulfidating agents with the polyhaloaromatic compound in the presence of these aprotic polar solvents. Polymerization conditions generally range in temperature from 200 to 330° C., and the pressure should be such that the polymerization solvent and the polyhaloaromatic compound, which is the polymerization monomer, are substantially maintained in the liquid phase, generally 0.5. It is selected from the range of 1 to 20 MPa, preferably from the range of 0.1 to 2 MPa. The amount of the polyhaloaromatic compound charged is in the range of 0.2 mol to 5.0 mol, preferably in the range of 0.8 to 1.3 mol, more preferably in the range of 0.8 to 1.3 mol, per 1 mol of the sulfur atom of the sulfidating agent. It is prepared so as to be in the range of 0.9 to 1.1 mol. In addition, the amount of the aprotic polar solvent charged is in the range of 1.0 to 6.0 mol, preferably in the range of 2.5 to 4.5 mol, per 1 mol of the sulfur atom of the sulfidating agent. adjust. The polymerization reaction is preferably carried out in the presence of a small amount of water, and the proportion thereof is preferably adjusted appropriately in consideration of the polymerization method, the molecular weight of the resulting polymer, and productivity. Specifically, the dehydration operation is carried out so that the amount becomes 2.0 mol or less, preferably 1.6 mol or less per 1 mol of the sulfur atom of the sulfidation agent, and the dehydration is performed in the presence of the polyhaloaromatic compound. When the operation is performed (for example, the method of "5)" in the specific embodiment below), it is 0.9 mol or less, preferably 0.05 to 0.3 mol, more preferably 0.01 to 0.02 mol or less. Dehydration operation may be performed so that the range of
上記した非プロトン性極性溶媒の存在下、スルフィド化剤とポリハロ芳香族化合物とを重合させる具体的態様としては、例えば、
1)アルカリ金属カルボン酸塩またはハロゲン化リチウム等の重合助剤を使用する方法、
2)芳香族ポリハロゲン化合物等の分岐剤を使用する方法、
3)少量の水の存在下に重合反応を行い次いで水を追加してさらに重合する方法、
4)アルカリ金属硫化物と芳香族ジハロゲン化合物との反応中に、反応釜の気相部分を冷却して反応釜内の気相の一部を凝縮させ液相に還流させる方法、
5)ポリハロ芳香族化合物の存在下、アルカリ金属硫化物、又は、含水アルカリ金属水硫化物及びアルカリ金属水酸化物と、脂肪族環状構造を有するアミド、尿素またはラクタムとを、脱水させながら反応させて固形のアルカリ金属硫化物を含むスラリーを製造する工程、該スラリーを製造した後、更にNMPなどの極性有機溶媒を加え、水を留去して脱水を行う工程、次いで、脱水工程を経て得られたスラリー中で、ポリハロ芳香族化合物と、アルカリ金属水硫化物と、前記脂肪族環状構造を有するアミド、尿素またはラクタムの加水分解物のアルカリ金属塩とを、NMPなどの極性有機溶媒1モルに対して反応系内に現存する水分量が0.02モル以下で反応させて重合を行う工程を必須の製造工程として有するPAS樹脂の製造方法、が挙げられる。
Specific embodiments of polymerizing the sulfidating agent and the polyhaloaromatic compound in the presence of the aprotic polar solvent include, for example:
1) A method using a polymerization aid such as an alkali metal carboxylate or lithium halide,
2) A method using a branching agent such as an aromatic polyhalogen compound,
3) a method of conducting a polymerization reaction in the presence of a small amount of water and then adding water to further polymerize;
4) a method of cooling the gas phase portion of the reaction vessel during the reaction between the alkali metal sulfide and the aromatic dihalogen compound to condense a portion of the gas phase in the reaction vessel and reflux it to the liquid phase;
5) reacting an alkali metal sulfide, or a hydrous alkali metal hydrosulfide and an alkali metal hydroxide with an amide, urea or lactam having an aliphatic cyclic structure in the presence of a polyhaloaromatic compound while dehydrating; a step of producing a slurry containing a solid alkali metal sulfide, a step of adding a polar organic solvent such as NMP after producing the slurry, distilling off water to dehydrate, and then a dehydration step. In the resulting slurry, a polyhaloaromatic compound, an alkali metal hydrosulfide, and an alkali metal salt of the hydrolyzate of the amide, urea or lactam having an aliphatic cyclic structure are added to 1 mol of a polar organic solvent such as NMP. and a method for producing a PAS resin comprising, as an essential production step, a step of polymerizing by reacting with the amount of water present in the reaction system being 0.02 mol or less.
このうち、1)~5)、特に1)~4)の重合方法でPAS樹脂を製造する場合であって、製造原料として、例えば、非プロトン性極性溶媒がNMP、ポリハロ芳香族化合物がp-ジクロロベンゼンである場合には、重合反応の副反応物として、下記一般式(1) Among these, in the case of producing a PAS resin by the polymerization methods 1) to 5), particularly 1) to 4), the production raw materials include, for example, NMP as an aprotic polar solvent and p- In the case of dichlorobenzene, as a side reaction product of the polymerization reaction, the following general formula (1)
上記のPAS重合工程を経て得られた、少なくともPAS樹脂と、未反応スルフィド化剤として残留したアルカリ金属水硫化物及び/又はアルカリ金属硫化物と、アルカリ金属ハロゲン化物と、アルカリ金属炭酸塩と、非プロトン性極性溶媒とを含む粗反応混合物は、前記混合物(A)として用いることができる。 At least the PAS resin, alkali metal hydrosulfide and/or alkali metal sulfide remaining as an unreacted sulfidating agent, alkali metal halide, and alkali metal carbonate obtained through the above PAS polymerization step; A crude reaction mixture containing an aprotic polar solvent can be used as said mixture (A).
PAS/溶媒固液分離工程
PAS重合工程を経て得られた、少なくともPAS樹脂と、アルカリ金属ハロゲン化物と、未反応スルフィド化剤として残留したアルカリ金属水硫化物及び/又はアルカリ金属硫化物と、アルカリ金属炭酸塩と、非プロトン性極性溶媒とを含む粗反応混合物は、続いて、前記粗反応混合物から前記非プロトン性極性溶媒を固液分離させて、少なくとも、PAS樹脂、アルカリ金属ハロゲン化物、アルカリ金属炭酸塩並びにスルフィド化剤を含む反応混合物を得る工程である。得られた反応混合物も、前記混合物(A)として用いることができる。
PAS/solvent solid-liquid separation step At least the PAS resin obtained through the PAS polymerization step, the alkali metal halide, the alkali metal hydrosulfide and/or alkali metal sulfide remaining as an unreacted sulfidating agent, and the alkali A crude reaction mixture comprising a metal carbonate and an aprotic polar solvent is then subjected to solid-liquid separation of the aprotic polar solvent from the crude reaction mixture to produce at least a PAS resin, an alkali metal halide, an alkali A step of obtaining a reaction mixture containing a metal carbonate and a sulfidating agent. The resulting reaction mixture can also be used as the mixture (A).
該固液分離には大きく分けて、後述するフラッシュ法とクウェンチ法の2種類がある。フラッシュ法は、溶媒を蒸発させて溶媒回収し、同時に固形物を回収する方法であり、一般的に、減圧下に加熱して溶媒を留去することにより行われる。 The solid-liquid separation is roughly divided into two types, a flash method and a quench method, which will be described later. The flash method is a method of recovering the solvent by evaporating the solvent and recovering the solid at the same time, and is generally carried out by distilling off the solvent by heating under reduced pressure.
一方、クウェンチ法は、重合反応物を、除冷して粒子状のPAS樹脂を回収する方法であり、一般的に、反応釜内で反応スラリーを冷却後、PAS樹脂を晶析させた後に固液分離する方法が挙げられる。クウェンチ法における固液分離は、濾過やスクリューデカンター等の遠心分離機を用いて分離した後、得られた濾過残渣に直接水を加えスラリー化したのち、固液分離を繰り返し行う方法や、得られた濾過残渣を非酸化性雰囲気下で加熱して、残存する溶媒を除去する方法などが挙げられる。フラッシュ法は、固形物を比較的簡便に回収することができる点で好ましく、クウェンチ法は、PAS樹脂の粒度を制御しやすい点や晶析時にポリマー粒子にアルカリ金属ハロゲン化物やスルフィド化剤などの不純物を取り込みにくくなるため、高純度のポリマーが得られる点で好ましい。 On the other hand, the quench method is a method of recovering particulate PAS resin by slowly cooling the polymerization reaction product. A method of liquid separation is mentioned. Solid-liquid separation in the quench method is performed by filtering or separating using a centrifuge such as a screw decanter, then adding water directly to the resulting filtration residue to make a slurry, and then repeating solid-liquid separation. and a method of heating the filtered residue in a non-oxidizing atmosphere to remove the remaining solvent. The flash method is preferable in that the solids can be recovered relatively easily, and the quench method is preferable in that the particle size of the PAS resin can be easily controlled, and the addition of alkali metal halides, sulfidating agents, etc. to the polymer particles during crystallization. Since it becomes difficult to incorporate impurities, it is preferable in that a high-purity polymer can be obtained.
続いて、前記反応混合物は、本発明の水洗ないし熱水洗による精製工程を経て、PAS樹脂と、少なくとも、アルカリ金属ハロゲン化物およびスルフィド化剤を含む水溶液とに分離する。当該精製工程は、工程(1)と同様におこなうことができ、PAS樹脂を製造する場合には、濾別したPAS樹脂を回収すればよい。 Subsequently, the reaction mixture undergoes the purification step of the present invention by washing with water or washing with hot water, and is separated into a PAS resin and an aqueous solution containing at least an alkali metal halide and a sulfidating agent. The purification step can be performed in the same manner as the step (1), and in the case of producing a PAS resin, the filtered PAS resin may be collected.
濾別されたPAS樹脂は回収され、その後、そのまま乾燥してPAS樹脂粉末として用いても良いし、更に洗浄処理した後、固液分離し、乾燥を行って粉末状ないし顆粒状のPAS樹脂として調製することもできる。 The filtered PAS resin may be recovered and then dried as it is to be used as PAS resin powder. Alternatively, it may be further washed, separated into solids and liquids, and dried to be powdered or granular PAS resin. can also be prepared.
組成物・用途等
上記のように、本発明の工程(1)~(6)、または、工程(1)~(7)を経て得られたスルフィド化剤を原料の少なくとも一部として再利用して重合されたPAS樹脂は、本発明の効果を損ねない範囲で、離型剤、着色剤、耐熱安定剤、紫外線安定剤、発泡剤、防錆剤、難燃剤、滑剤、カップリング剤、充填材などの添加剤を含有せしめることができる。更に、同様に下記のごとき合成樹脂及びエラストマーを混合して使用することもできる。これら合成樹脂としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリアリーレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ四弗化エチレン、ポリ二弗化エチレン、ポリスチレン、ABS樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、液晶ポリマー等が挙げられ、エラストマーとしては、ポリオレフィン系ゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム等が挙げられる。
Composition, use, etc. As described above, the sulfidation agent obtained through steps (1) to (6) or steps (1) to (7) of the present invention is reused as at least a part of the raw material. The PAS resin polymerized by this method may contain a release agent, a coloring agent, a heat stabilizer, an ultraviolet stabilizer, a foaming agent, a rust inhibitor, a flame retardant, a lubricant, a coupling agent, a filler, and a filler within a range that does not impair the effects of the present invention. Additives such as lumber can be included. Furthermore, synthetic resins and elastomers such as those described below can also be mixed and used in the same manner. These synthetic resins include polyester, polyamide, polyimide, polyetherimide, polycarbonate, polyphenylene ether, polysulfone, polyethersulfone, polyetheretherketone, polyetherketone, polyarylene, polyethylene, polypropylene, polytetrafluoroethylene, Polyethylene difluoride, polystyrene, ABS resins, epoxy resins, silicone resins, phenol resins, urethane resins, liquid crystal polymers and the like can be mentioned, and elastomers can include polyolefin rubbers, fluororubbers, silicone rubbers and the like.
さらに、工程(1)~(6)、または、工程(1)~(7)を経て得られたスルフィド化剤を原料の少なくとも一部として再利用して重合されたPAS樹脂は、射出成形、押出成形、圧縮成形、ブロー成形等の各種溶融加工法により、耐熱性、成形加工性、寸法安定性等に優れる。このため、例えば、コネクタ・プリント基板・封止成形品などの電気・電子部品、ランプリフレクター・各種電装部品などの自動車部品、各種建築物や航空機・自動車などの内装用材料、あるいはOA機器部品・カメラ部品・時計部品などの精密部品等の射出成形・圧縮成形品、あるいは繊維・フィルム・シート・パイプなどの押出成形・引抜成形品等として幅広く利用可能である。 Furthermore, the PAS resin polymerized by reusing the sulfidating agent obtained through steps (1) to (6) or steps (1) to (7) as at least a part of the raw material can be injection molded, Excellent heat resistance, molding processability, dimensional stability, etc. by various melt processing methods such as extrusion molding, compression molding, and blow molding. For this reason, for example, electrical and electronic parts such as connectors, printed circuit boards, and sealed molded products, automotive parts such as lamp reflectors and various electrical parts, interior materials for various buildings, aircraft, automobiles, etc., OA equipment parts, It can be widely used as injection molding/compression molding products such as precision parts such as camera parts and watch parts, or extrusion molding/pultrusion molding such as fibers, films, sheets and pipes.
本発明により、PAS樹脂の製造工程で水洗後または熱水洗後に得られる廃水から、再利用可能な状態で高純度に未反応スルフィド化剤として残留するアルカリ金属水硫化物を分離、回収することにより、廃水のCOD値の低減、産業廃棄物の低減による環境負荷の低減と、硫黄原子のロス(原料原単位の低下)を抑制し、PAS樹脂の生産性を向上させることができる。 According to the present invention, the alkali metal hydrosulfide remaining as an unreacted sulfidating agent in a reusable state with high purity is separated and recovered from the wastewater obtained after washing with water or after washing with hot water in the manufacturing process of the PAS resin. , the COD value of waste water can be reduced, the environmental load can be reduced by reducing industrial waste, the loss of sulfur atoms (decrease in raw material unit consumption) can be suppressed, and the productivity of PAS resin can be improved.
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。これら例は例示的なものであって限定的なものではない。なお、以下、特に断りが無い場合「%」や「部」は質量基準とする。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples. These examples are illustrative and not limiting. In the following, unless otherwise specified, "%" and "parts" are based on mass.
<評価> <Evaluation>
(1)廃水およびスルフィド化剤回収液中の炭酸ナトリウム濃度、硫化水素ナトリウム濃度、硫化ナトリウム濃度の定量
各実施例および比較例の各回にて得られた廃水およびスルフィド化剤回収液のそれぞれについて、塩化バリウム水溶液を添加し、炭酸バリウムの沈殿生成を確認した後、スラリー状の溶液について電位差自動滴定装置を用いて、0.5モル/L塩酸で中和滴定を行った。第1当量点の滴定量より硫化ナトリウム濃度を算出し、次に、第2当量点の滴定量と第1当量点の滴定量の差より硫化水素ナトリウム濃度を算出し、第3の当量点と第2の当量点の差より炭酸ナトリウム濃度を算出した。
(1) Determination of sodium carbonate concentration, sodium hydrogen sulfide concentration, and sodium sulfide concentration in the waste water and the sulfidating agent recovery liquid After adding an aqueous barium chloride solution and confirming the precipitation of barium carbonate, the slurry solution was subjected to neutralization titration with 0.5 mol/L hydrochloric acid using a potentiometric automatic titrator. Calculate the sodium sulfide concentration from the titration amount at the first equivalence point, then calculate the sodium hydrogen sulfide concentration from the difference between the titration amount at the second equivalence point and the titration amount at the first equivalence point, and calculate the third equivalence point and The sodium carbonate concentration was calculated from the difference between the second equivalence points.
(2)廃水に塩酸を添加する際のpHの測定
各実施例および比較例の各スルフィド化剤回収工程において、廃水に塩酸を添加する際のpHを横河電機株式会社製の「パーソナルpHメーターPH72」を用いて測定した。電極の校正は、pH4およびpH7標準液を用いて行った。
(2) Measurement of pH when hydrochloric acid is added to wastewater In each sulfidating agent recovery process of each example and comparative example, the pH when hydrochloric acid is added to wastewater was measured using a “personal pH meter” manufactured by Yokogawa Electric Corporation. PH72” was used. Electrode calibration was performed using pH 4 and pH 7 standard solutions.
<実施例1~9、比較例1~4> <Examples 1 to 9, Comparative Examples 1 to 4>
実施例(1-1) PPS重合及び廃水の製造
予め20wt%水酸化ナトリウム水溶液1.88kgを仕込んだガス吸収瓶を接続したコンデンサ、圧力計、温度計、コンデンサを連結した撹拌翼および底弁付き150リットルオートクレーブに、60.33wt%Na2Sフレーク原料19.403kg(硫黄原子150モル、ナガオ株式会社製「硫化ナトリウム60%品」、炭酸ナトリウム含有量0.35wt%)と、NMP45.0kg(454モル)を仕込んだ。窒素気流下攪拌しながら209℃まで昇温して、水4.815kgを留出させた。脱水時に飛散した硫化水素をガス吸収瓶により水酸化ナトリウム水溶液に吸収させた。その後、オートクレーブを密閉して180℃まで冷却し、p-ジクロロベンゼン22.185kg(151モル)及びNMP18.0kg(182モル)を仕込んだ。液温150℃で窒素ガスを用いてゲージ圧で0.1MPaに加圧して昇温を開始した。液温260℃で3時間攪拌しつつ反応を進め、オートクレーブ上部を散水することにより冷却した。次に降温させるとともに、オートクレーブ上部の冷却を止めた。反応後に得られたスラリーを室温まで冷却したのち、真空乾燥機を用いて、減圧下150℃で3時間乾燥して、NMPを留去した。次に70℃の温水93kgを加え攪拌した後、ろ過し、さらに70℃の温水53kgを加えてろ過した。各ろ液を集めて廃水(1a-1)136kgを得た。廃水(1a-1)に含まれる炭酸ナトリウム、スルフィド化剤(硫化水素ナトリウム及び硫化ナトリウム)の濃度を中和滴定にて測定した。結果を表1に示す。
Example (1-1) PPS polymerization and production of wastewater A condenser connected to a gas absorption bottle charged with 1.88 kg of a 20 wt% sodium hydroxide aqueous solution in advance, a pressure gauge, a thermometer, a stirring blade connected to the condenser, and a bottom valve. In a 150 liter autoclave, 19.403 kg of 60.33 wt% Na 2 S flake raw material (150 mol of sulfur atoms, "60% sodium sulfide product" manufactured by Nagao Co., Ltd., sodium carbonate content of 0.35 wt%) and 45.0 kg of NMP ( 454 mol) were charged. The temperature was raised to 209° C. while stirring under a nitrogen stream to distill 4.815 kg of water. Hydrogen sulfide scattered during dehydration was absorbed in an aqueous sodium hydroxide solution using a gas absorption bottle. After that, the autoclave was closed and cooled to 180° C., and 22.185 kg (151 mol) of p-dichlorobenzene and 18.0 kg (182 mol) of NMP were charged. At a liquid temperature of 150° C., nitrogen gas was used to pressurize the liquid to a gauge pressure of 0.1 MPa to start heating. The reaction was allowed to proceed with stirring at a liquid temperature of 260° C. for 3 hours, and the upper part of the autoclave was cooled by sprinkling water. Next, the temperature was lowered and the cooling of the upper part of the autoclave was stopped. After the slurry obtained after the reaction was cooled to room temperature, it was dried at 150° C. under reduced pressure for 3 hours using a vacuum dryer to distill off NMP. Next, 93 kg of hot water at 70°C was added and stirred, followed by filtration, and then 53 kg of hot water at 70°C was added and filtered. Each filtrate was collected to obtain 136 kg of waste water (1a-1). Concentrations of sodium carbonate and sulfidating agents (sodium hydrogen sulfide and sodium sulfide) contained in the wastewater (1a-1) were measured by neutralization titration. Table 1 shows the results.
実施例(1-2) 廃水のろ過と廃水に含まれるスルフィド化剤の回収
廃水(1a-1)に、溶存する炭酸ナトリウム分1モルに対して0.50モルの塩化カルシウムを添加し、生成した白色沈殿物をろ過して廃水(1a-2)136kgを得た。廃水(1a-2)を中和滴定して炭酸ナトリウム、スルフィド化剤の量を求めた。結果を表1に示す。その後、撹拌機、pHメーター、ガス導入管、滴下ロートを備えた容器に実施例(1-1)で得られた硫化水素を吸収した水酸化ナトリウム水溶液が入ったガス吸収瓶を連結した。その容器に廃水(1a-2)136kgを仕込み、N2ガス(50ml/分)を導入しながら撹拌し、塩酸を添加してpHを3.0に調整し、60分間撹拌を行い、硫化水素を含むガスを発生させた。発生した硫化水素ガスは水酸化ナトリウム水溶液に吸収させ、スルフィド化剤回収液(1a)2.17kgを得た。スルフィド化剤回収液(1a)を中和滴定により測定して炭酸ナトリウム、スルフィド化剤の濃度を求めた。結果を表2に示す。
Example (1-2) Filtration of wastewater and recovery of sulfidation agent contained in wastewater To wastewater (1a-1), 0.50 mol of calcium chloride is added to 1 mol of dissolved sodium carbonate to generate The resulting white precipitate was filtered to obtain 136 kg of wastewater (1a-2). Waste water (1a-2) was neutralized and titrated to determine the amount of sodium carbonate and sulfidating agent. Table 1 shows the results. After that, a gas absorption bottle containing the sodium hydroxide aqueous solution absorbing hydrogen sulfide obtained in Example (1-1) was connected to a container equipped with a stirrer, a pH meter, a gas inlet tube and a dropping funnel. 136 kg of waste water (1a-2) was charged into the container, stirred while introducing N 2 gas (50 ml/min), hydrochloric acid was added to adjust the pH to 3.0, stirred for 60 minutes, and hydrogen sulfide generated a gas containing The generated hydrogen sulfide gas was absorbed in an aqueous sodium hydroxide solution to obtain 2.17 kg of a sulfidating agent recovery liquid (1a). The sulfidating agent recovery liquid (1a) was measured by neutralization titration to determine the concentrations of sodium carbonate and sulfidating agent. Table 2 shows the results.
実施例(1-3) スルフィド化剤回収液を用いたPPS製造
オートクレーブに仕込む原料を、「60.33wt%Na2Sフレーク原料19.413kg」の代わりに、「60.33wt%Na2Sフレーク原料18.918kg(硫黄原子146.25モル)と、スルフィド化剤回収液(1a)0.997kg(硫黄原子3.75モル、全硫黄原子の仕込みモル数に対してのスルフィド化剤回収液使用割合は2.5モル%)と、49.21wt%水酸化ナトリウム0.259kg(3.18モル)の混合物」としたこと以外は、実施例(1-1)と同様に行い、廃水(1b-1)を得た。PPS製造における仕込んだ原料中のスルフィド化剤量と炭酸ナトリウム量を表3に示す。
Example (1-3) PPS production using sulfidating agent recovery liquid The raw material to be charged into the autoclave was changed to "60.33 wt% Na 2 S flakes" instead of "19.413 kg of 60.33 wt% Na 2 S flake raw material". 18.918 kg of raw material (146.25 mol of sulfur atoms) and 0.997 kg of sulfidating agent recovery liquid (1a) (3.75 mol of sulfur atoms, using sulfidating agent recovery liquid with respect to the charged mole number of all sulfur atoms) The ratio is 2.5 mol%) and 49.21 wt% sodium hydroxide 0.259 kg (3.18 mol) "mixture" was performed in the same manner as in Example (1-1). -1) was obtained. Table 3 shows the amounts of sulfidation agent and sodium carbonate in the raw materials charged in the production of PPS.
実施例(1-4)廃水のろ過と廃水に含まれるスルフィド化剤の回収(2回目)
実施例(1-2)と同様の手順で、廃水(1b-1)に、廃水中の炭酸ナトリウム分1モルに対して0.50モルの塩化カルシウムを添加し、生成した白色沈殿物をろ過して廃水(1b-2)を得た。その後、得られた廃水(1b-2)へ塩酸を添加し、発生した硫化水素を含むガスを水酸化ナトリウム水溶液に吸収させて、スルフィド化剤回収液(1b)を得た。スルフィド化剤回収液(1b)を中和滴定により測定して炭酸ナトリウム、スルフィド化剤の濃度を求めた。結果を表4に示す。
Example (1-4) Filtration of wastewater and recovery of sulfidation agent contained in wastewater (second time)
In the same procedure as in Example (1-2), 0.50 mol of calcium chloride is added to 1 mol of sodium carbonate in the wastewater (1b-1), and the resulting white precipitate is filtered. to obtain waste water (1b-2). Thereafter, hydrochloric acid was added to the obtained wastewater (1b-2), and the generated gas containing hydrogen sulfide was absorbed into an aqueous sodium hydroxide solution to obtain a sulfidating agent recovery liquid (1b). The sulfidating agent recovery solution (1b) was measured by neutralization titration to determine the concentrations of sodium carbonate and the sulfidating agent. Table 4 shows the results.
実施例(1-5)繰り返し試験
以降、実施例(1-3)と同様にスルフィド化剤回収液を用いたPPS製造および(1-4)と同じ廃水のろ過と廃水に含まれるスルフィド化剤の回収を繰り返した。各過程において、スルフィド化剤回収液(1c)~(1j)をそれぞれ得た。各スルフィド化剤回収液に含まれる炭酸ナトリウム、スルフィド化剤の濃度を中和滴定により求めた。結果を表4に示す。
Example (1-5) Repeated test After that, PPS production using the sulfidating agent recovery liquid in the same manner as in Example (1-3) and the same wastewater filtration as in (1-4) and the sulfidating agent contained in the wastewater collection was repeated. In each process, sulfidating agent recovery liquids (1c) to (1j) were obtained, respectively. The concentration of sodium carbonate and sulfidating agent contained in each sulfidating agent recovery solution was determined by neutralization titration. Table 4 shows the results.
実施例(2-1~2-5)
実施例(1-3)において、全硫黄原子の仕込みモル数に対するスルフィド化剤回収液使用割合を2.5モル%の代わりに、5.0モル%としたこと以外は、実施例(1)と同様に行った。得られた各結果を表1~4に示す。
Examples (2-1 to 2-5)
Example (1) except that in Example (1-3), the ratio of the sulfidating agent recovery liquid used to the charged moles of all sulfur atoms was set to 5.0 mol% instead of 2.5 mol%. went as well. The obtained results are shown in Tables 1-4.
実施例(3-1~3-5)
実施例(1-2)において、廃水に添加する塩化カルシウムの量を、炭酸ナトリウム分1モルに対して0.50モルの代わりに、1.00モルとしたこと以外は、実施例(1)と同様に行った。得られた各結果を表1~4に示す。
Examples (3-1 to 3-5)
Example (1) except that in Example (1-2), the amount of calcium chloride added to the wastewater was 1.00 mol instead of 0.50 mol with respect to 1 mol of sodium carbonate. went as well. The obtained results are shown in Tables 1-4.
実施例(4-1~4-5)
実施例(2-2)において、廃水に添加する塩化カルシウムの量を、炭酸ナトリウム分1モルに対して0.50モルの代わりに、1.00モルとしたこと以外は、実施例(2)と同様に行った。得られた各結果を表1~4に示す。
Examples (4-1 to 4-5)
Example (2) except that in Example (2-2), the amount of calcium chloride added to the wastewater was 1.00 mol instead of 0.50 mol with respect to 1 mol of sodium carbonate. went as well. The obtained results are shown in Tables 1-4.
実施例(5-1~5-5)
実施例(2-2)において、廃水に添加する塩化カルシウムの量を、炭酸ナトリウム分1モルに対して0.50モルの代わりに、2.00モルとしたこと以外は、実施例(2)と同様に行った。得られた各結果を表1~4に示す。
Examples (5-1 to 5-5)
Example (2) except that in Example (2-2), the amount of calcium chloride added to the wastewater was 2.00 mol instead of 0.50 mol with respect to 1 mol of sodium carbonate. went as well. The obtained results are shown in Tables 1-4.
実施例(6-1~6-5)
実施例(4-2)において、廃水に添加する金属塩を塩化カルシウムの代わりに、酢酸カルシウムとしたこと以外は、実施例(4)と同様に行った。得られた各結果を表1~4に示す。
Examples (6-1 to 6-5)
Example (4-2) was carried out in the same manner as in Example (4), except that calcium acetate was used instead of calcium chloride as the metal salt added to the wastewater. The obtained results are shown in Tables 1-4.
実施例(7-1~7-5)
実施例(4-2)において、廃水に添加する金属塩を塩化カルシウムの代わりに、水酸化カルシウムとしたこと以外は、実施例(4)と同様に行った。得られた各結果を表1~4に示す。
Examples (7-1 to 7-5)
Example (4-2) was carried out in the same manner as in Example (4), except that calcium hydroxide was used instead of calcium chloride as the metal salt added to the wastewater. The obtained results are shown in Tables 1-4.
実施例(8-1~8-5)
実施例(4-2)において、廃水に添加する金属塩を塩化カルシウムの代わりに、塩化バリウムとしたこと以外は、実施例(4)と同様に行った。得られた各結果を表1~4に示す。
Examples (8-1 to 8-5)
Example (4-2) was carried out in the same manner as in Example (4), except that barium chloride was used instead of calcium chloride as the metal salt added to the waste water. The obtained results are shown in Tables 1-4.
実施例(9-1~9-5)
実施例(4-2)において、廃水に添加する金属塩を塩化カルシウムの代わりに、塩化ストロンチウムとしたこと以外は、実施例(4)と同様に行った。得られた各結果を表1~4に示す。
Examples (9-1 to 9-5)
Example (4-2) was carried out in the same manner as in Example (4), except that strontium chloride was used instead of calcium chloride as the metal salt added to the waste water. The obtained results are shown in Tables 1-4.
比較例(1-1~1-5)
実施例(1-2)において、廃水に金属塩を添加せずに塩酸処理を行ったこと以外は、実施例(1)と同様に行った。得られた各結果を表1~4に示す。
Comparative example (1-1 to 1-5)
Example (1-2) was carried out in the same manner as in Example (1), except that the hydrochloric acid treatment was performed without adding metal salt to the wastewater. The obtained results are shown in Tables 1-4.
比較例(2-1~2-5)
実施例(2-2)において、廃水に金属塩を添加せずに塩酸処理を行ったこと以外は、実施例(2)と同様に行った。得られた各結果を表1~4に示す。スルフィド化剤製造では4回目において炭酸ナトリウムの濃度が10wt%を超え、炭酸ナトリウム析出懸念のため、以降のPPS製造を中止した。
Comparative example (2-1 to 2-5)
Example (2-2) was carried out in the same manner as in Example (2), except that the hydrochloric acid treatment was performed without adding metal salt to the waste water. The obtained results are shown in Tables 1-4. In the fourth production of the sulfidating agent, the concentration of sodium carbonate exceeded 10 wt%, and due to concerns about precipitation of sodium carbonate, subsequent PPS production was discontinued.
比較例(3-1~3-5)
実施例(4-2)において、廃水に添加する金属塩を塩化カルシウムの代わりに、炭酸カルシウムとしたこと以外は、実施例(4)と同様に行った。得られた各結果を表1~4に示す。スルフィド化剤製造では4回目において炭酸ナトリウムの濃度が10wt%を超え、炭酸ナトリウム析出懸念のため、以降のPPS製造を中止した。
Comparative example (3-1 to 3-5)
Example (4-2) was carried out in the same manner as in Example (4), except that calcium carbonate was used instead of calcium chloride as the metal salt added to the wastewater. The obtained results are shown in Tables 1-4. In the fourth production of the sulfidating agent, the concentration of sodium carbonate exceeded 10 wt%, and due to concerns about precipitation of sodium carbonate, subsequent PPS production was discontinued.
比較例(4-1~4-5)
実施例(4-2)において、廃水に添加する金属塩を塩化カルシウムの代わりに、塩化カリウムとしたこと以外は、実施例(4)と同様に行った。塩化カリウム添加後の廃水には沈殿物は確認されなかった。そのため後続のろ過は実施せずに塩酸を添加した。得られた各結果を表1~4に示す。スルフィド化剤製造では4回目において炭酸ナトリウムの濃度が10wt%を超え、炭酸ナトリウム析出懸念のため、以降のPPS製造を中止した。
Comparative example (4-1 to 4-5)
Example (4-2) was carried out in the same manner as in Example (4), except that potassium chloride was used instead of calcium chloride as the metal salt added to the wastewater. No sediment was observed in the waste water after addition of potassium chloride. Hydrochloric acid was therefore added without subsequent filtration. The obtained results are shown in Tables 1-4. In the fourth production of the sulfidating agent, the concentration of sodium carbonate exceeded 10 wt%, and due to concerns about precipitation of sodium carbonate, subsequent PPS production was discontinued.
表1の結果から、実施例は比較例と対比して、ろ過後の廃水中の炭酸ナトリウム濃度を低減できることが認められた。表2の結果から、実施例の廃水は炭酸ナトリウム濃度が低いため、廃液に塩酸を添加して発生した硫化水素ガスを水酸化ナトリウム水溶液に回収した際に、共に発生する炭酸ナトリウム由来の炭酸ガスが少なく、スルフィド化剤回収液中の炭酸ナトリウムが少ないことが認められた。表3に示す量でスルフィド化剤回収液を再利用してPPS製造を繰り返した場合、実施例ではスルフィド化剤回収液中の炭酸ナトリウム濃度が低いままであることが表4から明らかとなった。 From the results in Table 1, it was confirmed that the examples can reduce the concentration of sodium carbonate in the wastewater after filtration compared to the comparative examples. From the results in Table 2, since the wastewater of Examples has a low sodium carbonate concentration, when hydrogen sulfide gas generated by adding hydrochloric acid to the wastewater is recovered in an aqueous sodium hydroxide solution, carbon dioxide derived from sodium carbonate is generated together. It was found that there was little sodium carbonate in the sulfidating agent recovery solution. It is clear from Table 4 that when PPS production is repeated by reusing the sulfidating agent recovery liquid in the amount shown in Table 3, the sodium carbonate concentration in the sulfidating agent recovery liquid remains low in the examples. .
Claims (7)
前記水溶液(B)に、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、およびバリウムのうちの少なくとも1種の第2族元素を含む金属塩を加えて、水に不溶な炭酸塩を生成させる工程(2)、
前記水溶液(B)から、生成した水に不溶な炭酸塩を分離、除去して、少なくとも、アルカリ金属ハロゲン化物およびスルフィド化剤を含む水溶液(C)を得る工程(3)、
前記水溶液(C)に酸を加えて、硫化水素を生成させる工程(4)、
生成した硫化水素を回収する工程(5)、および、
回収した硫化水素とアルカリ金属水酸化物とを反応させる工程(6)、
を有することを特徴とする、スルフィド化剤の製造方法。 After the mixture (A) containing at least a polyarylene sulfide resin, an alkali metal halide, an alkali metal carbonate and a sulfidating agent is brought into contact with water, the polyarylene sulfide resin is separated and removed to obtain at least the alkali metal Step (1) of obtaining an aqueous solution (B) containing a halide, an alkali metal carbonate and a sulfidating agent;
Step (2) of adding a metal salt containing at least one Group 2 element selected from magnesium, calcium, strontium, and barium to the aqueous solution (B) to form a water-insoluble carbonate;
step (3) of obtaining an aqueous solution (C) containing at least an alkali metal halide and a sulfidating agent by separating and removing the produced water-insoluble carbonate from the aqueous solution (B);
a step (4) of adding an acid to the aqueous solution (C) to generate hydrogen sulfide;
A step (5) of recovering the produced hydrogen sulfide, and
a step (6) of reacting the recovered hydrogen sulfide with an alkali metal hydroxide;
A method for producing a sulfidating agent, characterized by having
非プロトン性極性溶媒中で、ポリハロ芳香族化合物と、スルフィド化剤とを反応させた後に得られる、少なくともポリアリーレンスルフィド樹脂、アルカリ金属ハロゲン化物、前記非プロトン性極性溶媒およびスルフィド化剤を含む粗反応混合物であるか、または当該粗反応混合物から前記非プロトン性極性溶媒を固液分離させて得られた反応混合物であることを特徴とする、請求項1記載のスルフィド化剤の製造方法。 The mixture (A) comprising at least a polyarylene sulfide resin, an alkali metal halide, an alkali metal carbonate and a sulfidating agent,
A crude product obtained after reacting a polyhaloaromatic compound with a sulfidating agent in an aprotic polar solvent, comprising at least a polyarylene sulfide resin, an alkali metal halide, the aprotic polar solvent and a sulfidating agent 2. The method for producing a sulfidation agent according to claim 1, wherein the reaction mixture is a reaction mixture or a reaction mixture obtained by solid-liquid separation of the aprotic polar solvent from the crude reaction mixture.
含水スルフィド化剤またはスルフィド化剤の少なくとも一部として請求項1~4の何れか一項記載のスルフィド化剤の製造方法により得られたスルフィド化剤および/または前記請求項5または6の製造方法により得られたスルフィド化剤を加える工程を有することを特徴とする、ポリアリーレンスルフィド樹脂の製造方法。 A polyarylene sulfide resin, which is produced by reacting a sulfidating agent obtained by dehydrating a hydrous sulfiding agent in the presence of an organic amide solvent with a polyhaloaromatic compound in the presence of an organic amide solvent to produce a polyarylene sulfide resin. In the manufacturing method of
A sulfidating agent obtained by the method for producing a sulfidating agent according to any one of claims 1 to 4 and/or the method for producing a sulfidating agent according to claim 5 or 6 as at least a part of a hydrous sulfidating agent or a sulfidating agent. A method for producing a polyarylene sulfide resin, comprising the step of adding the sulfidating agent obtained by.
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