JPH02243501A - 無水塩化水素から不純物を除去する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は塩化水素に関するものであり、更に詳しくは無
水の塩化水素がら不純物を除去する方法に関する。

（従来の技術） 塩化水素は、多数の化学プロセスの副生物として製造さ
れる。副生塩化水素は有機化合物で汚染されていること
が多く、それが塩化水素を用途によっては不向きにする
９例えば、電子工業で半導体を目的として無水の塩化水
素を使用する際には、有機不純物が最少の塩化水素を必
要とする。塩化水素中の有機化合物例えば塩化物の水準
を低下させるため、これまで種々の方法が使用されてき
たが、その成功度は様々であった。アセチレンをエタン
に転化するため白金又はパラジウム−ベースの触媒を用
いる水素化が使用されてきた。エチレンとアセチレンを
塩素化有機物に転化するため、アルミニウム、亜鉛又は
水銀の塩化物をベースとする触媒を用いる塩酸化も使用
されてきた。しがしながら、水素化も塩酸化もアセチレ
ンやエチレン等不飽和炭化水素の除去に特異的なもので
あって、塩化水素から飽和炭化水素を除去するのには全
く有効でない、塩化水素に高温で酸素を添加してアセチ
レンを炭酸ガスに酸化する酸化技術は、炭酸ガスで汚染
された処理塩化水素をもたらした。

炭酸ガスは従来の蒸留による除去が困難である。

酸化技術も、必要な比較的高い温度を達成するために比
較的多量のエネルギーを要する点が欠点である。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、精製を不可能にする量より少量で存在する不
飽和塩素化炭化水素を含んだ不純な塩化水素ガスの精製
法に関するものであり、該法は、炭化水素汚染物質を含
有する不純な塩化水素に十分量の塩素ガスを混合する工
程を包含する。塩化水素から除去すべき不純物乃至汚染
物は、アルカン、アルクン、アルキン並びに塩素化され
たアルカン、アルケン及びアルキン等の有機化合物を包
含する。塩素化アルケンは、モノ−、ジー及びトリーク
ロロエチレンを包含し、これらは精製を不可能にする量
よりも少ない量で存在する。本発明の方法は、不純な塩
化水素ガスからエタン、エチレン、アセチレン、プロパ
ン及びプロピレンを除去するのに特に有効であると知見
された。塩素と顕著には反応せず、重質乃至複雑な有機
化合物を形成することのすくないメタン等その細化合物
も塩化水素中に存在するが、これらの化合物は蒸留や濾
過等の標準技術で容易に除去することができる。塩化水
素がガスである限り、塩化水素中の有機化合物不純物の
最大濃度は限界的ではないが、斯かる不純物は約１５０
０容積ｐｐｍ未満の量で存在することが好ましい。

塩素ガスは、有機不純物と十分に反応して、より重質の
有機化合物を形成するため必要な量より過剰に塩化水素
中に存在することが好ましい０反応器出口での塩素ガス
量が塩化水素ガスの約３００、更に好ましくは７００容
量ｐｐ＋ａより多いと、有機不純物の約９５パーセント
以上、好ましくは約９９パーセントがより重質の化合物
に転化される。

不純な塩化水素−塩素ガス混合物を閉じた反応器内で紫
外線源に露出すると、有機不純物と塩素が反応し、標準
的な蒸留、濾過又はその他の既知技術により塩化水素か
ら除去可能なより重質又はより複雑な有機化合物を形成
する。紫外線源へ露出する際の塩素ガス濃度は、塩化水
素ガス中の有機不純物と化学量論的に反応するのに必要
な濃度より高目であることが好ましい。

反応時間、反応温度及び反応圧力は、本発明の基本特性
に悪影響を与えずにかなり変えることができる０反応時
間は、紫外線源の強度と被処理塩化水素の量で決定され
る。露出時間は約１秒、好ましくは約３秒又はそれ以上
であると良好である。

約２０秒を超える露出時間も使用可能ではあるが一般に
は不必要である。

反応実行温度は、反応器の材料に応じて広範に変化し得
るが、−ｉ的には低い温度を使用することが好ましい０
例えば４乃至５０℃（４０乃至１２０゜Ｆ）の温度が良
好である。

本願記載の方法は、塩化水素及び塩素がガス状態に留ま
る限り種々の圧力で有用であり、約１０００ｋＰａ（Ｌ
５０ｐｓｉ）ゲージまでの圧力で操作することが出来る
。

紫外線源の強度は、反応器の寸法、単位時間に処理され
る塩化水素の容積及び塩化水素が有機物質で汚染されて
いる程度に基きかなり変化する。

光源の適性強度は、被処理塩化水素を分析して不純物濃
度を求めることにより容易に決定される。

未反応有機不純物の量が所望濃度を超えた場合には、光
源の強度を高めるか、又は塩化水素の反応器内滞留時間
を延長すればよい、被処理塩化水素ｋｇ／時当り約０．
１１ワット（０，０５ワット／ボンド／時）以上の強度
の光源が好ましい、紫外線源は、被処理塩化水素ｋｇ／
時当り０．２乃至３．３ワット（０゜０９乃至１．５ワ
ット／ポンド／時）の強度を有することが好ましく　、
０．５５乃至２．８６ワット／ｋｇ／時（０，２５乃至
１．３ワット／ポンド／時）であると最も好ましい。

前述のように、塩素ガスは光源に露出する前の塩素ガス
中に存在する。しかしながら紫外線露出時の反応室内塩
化水素に塩素ガスを添加することも本発明の範囲に含ま
れる。

塩化水素ガス、塩素ガス及び紫外線に露出して形成され
た重質の有機化合物を含む混合物を反応器から除去する
０反応は回分的にも実行可能であるが、塩化水素−塩素
混合物を反応室に連続的に供給し、光源に露出したあと
の反応混合物を連続的に抜き収ることが極めて好ましい
。

反応混合物は、パイプ又は導管等周知の手段により、好
ましくは連続的に適当な装置に移され、紫外線露出時に
形成された重質有機化合物を除去する。斯かる装置は周
知の蒸留設備乃至装置であるが、濾過、遠心又は反応し
た汚染有機化合物を分離するその他の既知設備も本発明
で考慮されるものである。好適蒸留装置への混合物の移
送は、例えばシリンダやタンクカーを用いる回分法でも
実施可能であるが、通常は連続的に実施する方が経済的
かつ迅速である。

一好適実施態様では、混合物を蒸留して、総有機不純物
が５容積ｐｐｍ未溝の塩化水素ガスを回収する。

７００モルρρｍより上で化学量論量より過剰の塩素が
光反応器精製物出口で維持されていると、エタン、エチ
レン、アセチレン、プロパン及びプロピレン等の不純物
の９９パ一セント以上を、更に重質の塩素化有機化合物
に転化することができる。

以下の実施例は、これまで説明してきた方法を更に例示
するものである。これらの実施例は、本発明を単に説明
するものであって、本発明の範囲を限定するものではな
い。

及１匠 実施例１−４では、塩素ガス（マチソン（ｔ４ａｔｈｅ
ｓ。

ｎ）超高純グレード）を塩化水素ガスと混合して光反応
器に通した。この反応器は直径１００＋ｎｍ（４インチ
）×長さ１．４ｍ（４，５フイート）のスゲジュール（
ｓｃｈｅｄｕｌｅ）　４０炭素鋼の垂直パイプで、直径
５１１ＩＩＩＩｌ（２インチ）のパイレックスガラス製
光井戸（ｌｉｇｈｔｗｅｌｌ）を備えていた。長さ７６
ｍｍ（３インチ）のゼネラルエレクトリック社（Ｇｅｎ
ｅｒａｌ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ）製３０ワット紫外光球を
該光弁戸内に配置した。この塩素と塩化水素との混合ガ
スは、不飽和塩素化炭化水素汚染物質を実質上含有して
いなかった。

この塩素−塩化水素混合物を連続的に反応器に通し、第
１表に示した条件下で紫外線に露出した。

第１表は、該ガスの反応器前後での組成も表記している
。

紫外線に露出したあとの不純な塩化水素ガスはメタン、
アセチレン、エチレン、エタン、プロパン及び塩素を次
工程の蒸留その他の標準的精製法で容易に除去可能な量
で含有していることが分るであろう、塩化水素の処理前
及び有機不純物をより重質の塩素化化合物に転化する前
に、第１表に記載の不純物を塩化水素から除去すること
は困難であった。

紫外線に露出したあと、その反応混合物を蒸留塔に移し
、不純物を除去して精製された塩化水素精製物を回収し
た。

東ｌＤ１ 塩素 ！土嚢− 二 ０．０２０７　０．０５１１ Ｕ、Ｕυ９２ Ｏ９υυソ４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、精製を不可能にする量よりも少量の不飽和塩素化炭
   化水素を含有する不純な塩化水素ガスから有機不純物を
   除去する方法であって、塩素ガスの存在下に該塩素ガス
   が塩化水素中の有機不純物と反応して該不純物より重質
   の有機化合物を形成するために十分な時間にわたり不純
   な塩化水素を紫外線源に露出すること、及びそのあと該
   重質化合物を塩化水素から分離することの工程を包含す
   る、不純な塩化水素ガスから有機不純物を除去する方法
   。 ２、不純物が塩素化有機化合物である請求項１記載の方
   法。 ３、不純物がアルカン、アルケン、アルキン、塩素化ア
   ルカン、塩素化アルケン及び塩素化アルキンから選択さ
   れる請求項１記載の方法。 ４、不純物がエタン、エチレン、アセチレン、プロパン
   及びプロピレンから選択される請求項１記載のの方法。 ５、塩素ガスが、不純物と十分に反応して更に重質の有
   機化合物を形成するため必要な量よりも過剰に存在する
   請求項１記載の方法。 ６、塩素ガスが、塩化水素ガスの約３００容積ｐｐｍよ
   り多量に存在する請求項５記載の方法。 ７、塩化水素ガスの紫外線源への露出を、４乃至５０℃
   （４０乃至１２０゜Ｆ）、１０００ｋＰａゲージ（１５
   ０ｐｓｉｇ）までの圧力で約１秒以上にわたり行なう請
   求項１記載の方法。 ８、紫外線源が、被処理塩素ガスｋｇ／時当り約０．１
   １ワット（０．０５ワット／ボンド／時）以上の強度を
   有する請求項１記載の方法。 ９、（ａ）汚染除去を不可能にする量よりも少量の不飽
   和炭化水素を含有する不純な塩化水素に、該塩化水素中
   の有機物と少なくとも化学量論的に反応するために十分
   な塩素ガスを混合すること；（ｂ）該不純塩化水素−塩
   素混合ガスを閉じた反応器内で紫外線源に露出し、該有
   機不純物を塩素と反応させて不純物より重質の有機化合
   物を形成すること； （ｃ）塩化水素ガス、塩素ガス及びより重 質の有機化合物を含有する混合物を反応器から除去する
   こと；及び （ｄ）工程（ｃ）の混合物を蒸留し、約５容積ｐｐｍ未
   満の総有機不純物を含有する塩化水素ガスを回収するこ
   と の工程を包含する不純な塩化水素ガスから汚染物質を除
   去する方法。 １０、精製を不可能にする量よりも少量の不飽和塩素化
   炭化水素を含有する不純な塩化水素ガスを精製する方法
   であって、塩素ガスの存在下に該塩素ガスが塩化水素中
   の有機物と反応するために十分な時間にわたり、不純な
   塩化水素を紫外線源に露出して蒸留可能な有機化合物を
   形成すること、及びその後この有機化合物を塩化水素か
   ら蒸留することの工程を包含する、不純な塩化水素ガス
   を精製する方法。