JP3785601B2 - Dmsoの回収方法 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、ジメチルスルホキシド(DMSO)の回収方法に関するものである。更に詳しくは、本発明は、DMSO使用後の廃液のような他の成分を含有するDMSO混合液から、安価で効率よく高品位のDMSOを分離回収する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
DMSOは、医農薬中間体の合成溶剤、電子部品の特殊洗浄剤として工業的に広く使われている。このように使用されたDMSO廃液において、通常のDMSO廃液の場合は、一般的な減圧蒸留精製でDMSOの回収が可能である。しかし、DMSO廃液は多くの不純物を含んでおり、特に特殊なアミン類、有機酸塩類や多量のアルカリ金属水酸化物を含有する廃液の場合は、通常の蒸留精製では高品位のDMSOを回収することはできず、一般的には産業廃棄物として処分されている。
【0003】
従来、例えば、工場廃液として生じるDMSOとモノエタノールアミン(MEA)の混合物を晶析装置で冷却し、複数回の晶析工程にかけて、DMSO含有率の高い処理生成品を得ることが、特開平7−118223号公報で提案されている。具体的には、DMSOとMEAを含み、DMSOの含有率がMEAの含有率よりも高い混合物からDMSOを分離する方法であって、この混合物を冷却してDMSO含有率の高い固体を析出させ、その固体を液体相から分離回収する方法である。そして、この方法によれば95%以上の高いDMSO含有率のものを得ることができるとしているが、少量のMEAが残存して高品位のDMSOとはならず、用途が限定される。
【0004】
また、本発明者の知見によれば、例えば、アミン類を含有するDMSO混合液から蒸留だけでアミン類を完全に分離するには、高性能の蒸留設備が必要になり、実用上コスト的にも不利である。
【0006】
本発明は、このようなアミン類等の不純物を含有するDMSO廃液等の混合液を、簡単な処理、調整で蒸留可能とし、高品位のDMSOを回収する方法を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上述の事項を考慮し、特に不純物を含むDMSO廃液のようなDMSO混合物の水素イオン指数(pH)と蒸留との関係に注目し、pHを変化させることにより上記課題を解決し得ることを見出し、本発明に到達した。
【0008】
すなわち、本発明は、DMSO廃液のようなアミン類を含有するDMSO混合液からDMSOを回収するに際し、該DMSO混合液を中性もしくは酸性に調整して蒸留することを特徴とするDMSOの回収方法を提供するものである。
【0009】
工場廃液としてのDMSO混合液は、その状態としてアルカリ性を呈していることが多い。本発明では、蒸留条件として、アルカリ性を呈しているアミン類を含有したDMSO混合液を中性もしくは酸性に調整することに特徴がある。
【0010】
本発明においては、このようにして得られた留出物/缶残物である、いわゆる粗DMSO液を、再度、蒸留精製することが、好ましい態様として含まれる。この場合、かかる液の水素イオン指数の調整は、先の蒸留時の水素イオン指数が大きくなる状態にして、つまり今度はアルカリ性側によせてから、蒸留精製することで実施できる。
【0011】
本発明は、次のような構成を持つ。
(1)アミン類を含有するDMSO混合液を中性もしくは酸性にして蒸留するDMSOの回収方法。
(2)上記(1)の留出物を中性もしくはアルカリ性の状態で再蒸留するDMSOの回収方法。
(3)DMSO混合液として、DMSO廃液を使うDMSOの回収方法。
【0012】
本発明において水素イオン指数は、含水DMSO混合液の場合はpHメーター等通常の手法で測定することができる。また、非含水DMSO混合液の場合は、中性水5容量に試料(非含水DMSO混合液)1容量を混合した液を作り、同様にpHメーターで測定することができる。
【0013】
本発明におけるDMSO混合液には、含水、非含水の状態のものがあり、DMSOに、他の成分や不純物が含まれている。かかるDMSO混合液の代表例は工場からの廃液で、例えば数100ppm〜数10%のアミン類、数%(対DMSO)の有機酸塩類、更には5〜10%程度(対DMSO)のアルカリ金属水酸化物等が含まれている。
【0014】
このように、DMSO廃液等には種々の不純物が含まれているが、モノエタノールアミンやジエタノールアミン等のアミン類が含まれているDMSO混合液の場合について説明する。この場合のDMSO混合液の水素イオン指数はpH=約10〜約13であり、本発明ではこれを中性もしくは酸性側に調整する。
【0015】
このDMSO混合液の水素イオン指数を調整し、中性もしくは酸性にするためには、硫酸、リン酸等の鉱酸が用いるられ、ここでは特に硫酸が好ましく用いられる。使用する鉱酸の量は、アミン類と鉱酸の種類や組合わせ等により異なるが、アミン類の留出を完全に抑えるには、例えばジエタノールアミンの場合は、約当量の硫酸が、また、モノエタノールアミンの場合は、約2倍当量の硫酸が通常必要である。これらをしいてpH表示すれば、通常pH=約1〜約7である。
【0016】
このように酸処理による水素イオン指数の調整後、アミン類を含むDMSO混合液は減圧蒸留され、留出物である粗DMSOが得られる。ここでの減圧蒸留の圧力は、200torr以下、より好ましくは40torr以下で、蒸留缶の缶温は150℃以下、より好ましくは110℃以下である。蒸留装置としては、充填塔なしの蒸留装置が使われる。
【0017】
このように、DMSO廃液を硫酸等の酸で処理すればアミン類の分離が可能となるが、酸性が強い場合はDMSOの劣化分解が著しく、高品位のDMSOが回収できないことがある。
【0018】
そこで、得られた粗DMSO液は、必要に応じアルカリを加えられ、好ましくはpH=6〜11、より好ましくはpH=6〜9に調整される。使用するアルカリとしては、アルカリ金属やアルカリ土類金属の水酸化物または炭酸塩等が挙げられるが、特に水酸化ナトリウムが好ましく使われる。
【0019】
本発明の実施においては、このようにpH調整した粗DMSO液を、再度減圧蒸留して、高品位のDMSOを回収する。ここでの減圧蒸留の圧力は、先の蒸留条件と同じ200torr以下、より好ましくは40torr以下で、蒸留缶の缶温も150℃以下、より好ましくは110℃以下である。ここでの蒸留装置としては、先の蒸留と異なり充填塔付蒸留装置が使われる。
【0020】
1段目の蒸留では、酸性側でDMSOが分解するのを防止するために処理時間が短い充填塔なしの蒸留装置が使われ、2段目のそれではDMSO近くの不純物を完全に除去するため、充填塔のある蒸留装置を使用する。
【0027】
本発明で対象となるDMSO混合液は、上記説明した不純物および他の成分を1以上複数含有し得る。混合液に含まれる成分や状態によって、水素イオン指数の最適化を図り、同様に実施できる。
【0028】
以下、実施例を示し本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。
【0029】
また、以下の実施例において、カラーインデックス(CI)およびアルカリ着色度は、次のようにして測定したものである。
・カラーインデックス(CI):
分光光度計の波長425、550,および650nmにおける吸光度を100m/mセルで測定し、次のように吸光度の平均値から色指数を1000m/mセル時の値に換算表示する。
【0030】
CI=各波長の吸光度の和÷3×10
・アルカリ着色度(%):
試料(DMSO混合液)20mlにアルカリ液(N/10水酸化ナトリウム溶液1ml)を添加し、分光光度計の波長345nmにおける透過率を10m/m石英セルで測定する(アルカリ着色度(%)=透過率)。
【0031】
【実施例】
(実施例1)ジエタノールアミン0.5%を含有するpH=10.2のDMSO混合液1000gに、97%硫酸を2.4g添加しpH=6.3とした。これを高さ50cmの充填塔なしの蒸留装置で缶温105℃、40torrの減圧下で蒸留した。回収した粗DMSO液は、pH=7.2、カラーインデックス(CI)=0.09、アルカリ着色度=73であった。この粗DMSO液を再度、高さ50cmの充填塔付蒸留装置で缶温100℃、35torrの減圧下で蒸留したところ、pH=7.1、CI=0.02、アルカリ着色度=97の高品位のDMSOを得た。
(実施例2)モノエタノールアミン5%を含有するpH=11.2のDMSO混合液1000gに、97%硫酸を82g添加しpH=2.0とした。これをロータリーエバポレーターで、バス温105℃、25torrの減圧下で蒸留した。回収した粗DMSO液は、pH=6.3、CI=0.10、アルカリ着色度=88であった。この粗DMSO液を、高さ50cmの充填塔付蒸留装置で缶温100℃、35torrの減圧下で蒸留したところ、pH=7.1、CI=0.02、アルカリ着色度=99の高品位のDMSOを得た。
【0032】
【発明の効果】
医農薬中間体の合成溶剤、電子部品の特殊洗浄剤として工業的に広く使われているDMSOは、工場等で使用後、通常は廃棄されるが、イオウ化合物のため廃棄に際しての処理費が高価でコスト的に問題である。また、DMSO混合液をそのまま蒸留して高品位のDMSOを回収しようとしても、含有される不純物により効率的な回収が行なえない。これに対して、本発明によれば、DMSO混合液から安価で効率よく高品位のDMSOを回収できる。
Claims (3)
- アミン類を含有するDMSO混合液を中性もしくは酸性に調整して蒸留することを特徴とするDMSOの回収方法。
- 請求項1の留出物を中性もしくはアルカリ性の状態で再蒸留することを特徴とするDMSOの回収方法。
- DMSO混合液が、DMSO廃液であることを特徴とする請求項1または2に記載のDMSOの回収方法。
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