JPH0369340B2

JPH0369340B2 -

Info

Publication number: JPH0369340B2
Application number: JP58199336A
Authority: JP
Inventors: Edowaado Maruzaan Deiru
Original assignee: Pennwalt Corp
Current assignee: Pennwalt Corp
Priority date: 1983-01-28
Filing date: 1983-10-26
Publication date: 1991-10-31
Also published as: DE3365670D1; BR8306007A; CA1204776A; JPS59141555A; DK477883D0; EP0114925A1; EP0114925B1; US4450047A; MX165063B; DK169620B1; AU1911483A; AU562671B2; DK477883A; AR240311A1

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は水不含アルカンスルホン酸の製造方法
にかかわる。通常、メタンスルホン酸の製造で、約20〜35重
量％の水を含む水性製品がつくられる。而して、
余分な水が反応を遅らす恐れのある、例えば、芳
香族ペルオキシ酸の製造において、反応媒体とし
て有用な水不含（水分＜２重量％）製品を得るた
めに、水を除去せねばならず、しかも分解生成物
の発生を最小限におさえねばならない。特に、メ
タンスルホン酸メチル（CH₃SO₂OCH₃）の形成
を避けねばならない。この化合物は既知の発癌性
物質である。米国特許第4035242号には、低級ア
ルカンスルホン酸の２段蒸留精製方法が開示され
ている。その第一段階では、蒸留によつて水蒸気
を除去し、第二段階では、減圧蒸留によりアルカ
ンスルホン酸の大部分を気化させ且つ取出してい
る。該米国特許の「例」では、純度98.89重量％
の製品が取得されている。しかしながら、この製
品は、水以外に、平均0.08重量％のメタンスルホ
ン酸メチルおよび0.46重量％の硫酸を含むことが
報告されている。然るに、本発明者は、酸製品を
気化することなく単一工程で、純度が少くとも
99.5重量％になるよう水不含アルカンスルホン酸
を製造することのできる方法を見出した。本方法
による酸製品は、メタンスルホン酸メチル含量が
1.0ppm未満であり、しかも検出可能な硫酸塩を
含まない。概記するに、本発明に従えば、分解物の形成を
最小限におさえながら、低級アルカンスルホン酸
の含水量を減少させる方法が提供される。すなわ
ち、水と低級アルカンスルホン酸を含有する混合
物を立て形エバポレータ塔の内側表面に置いて、
該混合物がこの内側表面を薄膜状で落下するよう
にし、この内側表面を加熱し且つ塔を減圧に保持
することにより、薄膜状物が塔の内側表面を重力
落下するにつれて水が気化するようにする。水蒸
気は、塔の頂部から取り出し、また含水量の減少
した低級アルカンスルホン酸は塔底部から取り出
す。塔は、その上方部分において気化が促進され而
してより大量の水蒸気流れが取り出されるよう
に、底部から頂部に向けて内容積を漸増すべく内
径の異なるいくつかのセクシヨンから構成されう
る。また、処理量を高めるために、２個又は３個
以上の塔を並列で配置させうる。第１図に示した、本発明方法を実施するための
蒸気ジヤケツト付立て形エバポレータ塔１１は、
2in（５cm）径、11ft（335cm）長さのジヤケツト付
ガラス内張り鋼製管状体１３よりなる。この系に
は、水性アルカンスルホン酸用の貯蔵槽１５が備
えられており、また該槽からライン１９を経て塔
１１の上部にあるTEFLON製デイストリピユ
ータプレート２３上にアルカンスルホン酸を供給
すべくポンプ１７が備えられている。この、塔１
１への水性酸流れをロタメーター２１がモニター
する。プレート２３は、管状体１３の内壁２４の
表面２５上に水性酸の薄膜状物を形成保持するよ
うに機能する。内壁２４は、サプライ２７からラ
イン２９および３０を経て管状体１３のジヤケツ
ト部分に供給される加圧蒸気又は他の適当な手段
によつて約300〜375〓（149〜191℃）の温度に加
熱される。この蒸気は、ライン２８および３２を
経てジヤケツトから退去せしめられる。水蒸気と
そしてまた気化する或る程度の酸を冷水コンデン
サー３９へと取出すためにライン４１が設けられ
ている。凝縮した水−酸混合物をライン３７から
収集すべく弱酸回収槽３５が用いられる。製品槽
４５は水性酸収集のために設けられている。管状
体１３の中央部心は、２段式蒸気噴射減圧装置３
１により約15〜50mmＨｇ絶対減圧で保持されるよ
う配置されている。而して、該減圧装置３１は、
ライン３３および３４を介して弱酸回収槽３５お
よび製品槽４５に連通し且つまた管状体１３の内
部心に連通して系内圧力を一様にする。操作に当つて、貯蔵槽１５内にある周囲温度の
酸−水混合物例えばメタンスルホン酸（MSA）
70重量％と水30重量％の混合物を、ポンプ１７に
より、ライン１９およびロタメータ２１を経てカ
ラム１１の上部へと約17Ib（7.7Kg）／hrの割合で
供給する。カラムの上部に設けられたデイストリ
ビユータプレート２３は、内壁２４の表面２５上
に水性酸の薄膜状物を形成する。内壁２４を蒸気
（10Ib（4.5Kg）／hr）によつて約375〓（191℃）
の温度に加熱する。薄膜状物は表面２５を重力落
下する。管状体１３の中央部心を約25mmＨｇ絶対
の減圧で保持して、水性酸からの水の除去が効果
的に遂行され、而して過剰量のMSAを気化させ
ることなく、またMSAを、その有意分解をもた
らす温度に加熱する必要はない。水と或る程度気
化したMSA（オーバヘツド）はカラム１１の頂部
から退出してライン４１を通り、該ラインを経て
冷水コンデンサー３９へと搬送される。そこで凝
縮された液は弱酸回収槽３５に移送され、そして
該槽から出てきた酸−水混合物（これば例えば水
約75％とMSA約25％からなる）はMSA製造プロ
セスに戻される。純度の高い（＞99.5重量％）、
ほゞ水不含の（含水量＜0.5重量％）MSA製品が
塔１１の底部よりライン４３を経て回収され、製
品槽４５内に収集される。第２図は、本発明方法を実施するための代替系
にして、ジヤケツト付鋼製管状体の３セクシヨン
１３，５３および５５を有するエバポレータ塔５
１を含んだ系を例示する。セクシヨン５５は8in
（20cm）径、6ft（183cm）長さのジヤケツト付ガラ
ス内張り管状体であり、セクシヨン５３は4in（10
cm）径、10ft（305cm）長さのジヤケツト付ガラス
内張り管状体である。管状体１３は、第１図に示
す如き2in（５cm）径、11ft（335cm）長さのもので
ある。蒸気系統は、各エバポレータセクシヨンの
ジヤケツトに供給される蒸気が、ジヤケツト付ガ
ラス内張り管状体の圧力定格範囲のゆえに、異な
る圧力で供給されるべく備えられている。例え
ば、下記の蒸気圧力、供給量および温度が用いら
れる。

【表】装置の残り部分は、第１図に例示したものと同
様であつて、対応部分には同じ参照番号を付して
ある。なお、エバポレータセレクシヨン５５の頂
部から表面２５上に水性MSAを噴霧して該表面
に薄膜状物を形成するのに、スプレーノズル２６
がデイストリビユータプレートに代えて用いられ
る。第２図の装置を使つた、本方法の代表的操作に
関する流量〔1b（Kg）／日（24hr）〕および製品
回収率（wt％）を第２表および第３表に示す。
また、第３表には、温度および圧力を併記する。
塔５１の壁は、上部セクシヨンで約300〓（149
℃）、中部セクシヨンで325〜350〓（163〜177℃）
そして下部セクシヨンで約375〓（191℃）の温度
に加熱した。

【表】

【表】代表的実験からの製品を分析したが、メタンス
ルホン酸メチルを検出することはできなかつた
（＜1.0ppm）。MSA製品はMSAを少くとも99.5重
量％含み、検出可能な硫酸塩を含まず、そして未
同定の不純物を痕跡量含んだ。而して、製品の残
り部分は主に水であり、約0.5重量％を占めた。
この製品は加熱によつてわずかに暗色化し
（APHA500）、これに70重量％の過酸化水素を少
量加えたところ、色の改善がみられた
（APHA60）。過酸化水素の量は例えば、70％の
水性H₂O₂の場合、製品600Ib（272Kg）につき約
12oz（340ｇ）とした。第３図の実施態様では、処理量を高めるため
に、三つの薄膜形成エバポレータ塔５６，５７お
よび５８が備えられており、各々は、第２図に示
したカラム５１の4in（10cm）部分と8in（20cm）部
分との間に6in（15cm）径部分６０，６１，６２を
加えてなる４つの蒸気ジヤケツト付ガラス内張り
エバポレータセクシヨンを含んでいる。また、エ
バポレータ塔内の圧力を約25mmＨｇ絶対に減ずる
ために、蒸気噴射減圧給源の代りに減圧ポンプ６
３を用いている。中間保持槽４４を設置し、それ
により規格外製品を弱酸回収槽３５にポンプ給送
して反応混合物への再循環に振り向ける。70％
H₂O₂サプライ６４を計量槽６５と一緒に設置し
て、少量のH₂O₂をライン６６を経てMSA製品に
加え、それによつて色の改善をはかる。装置の残
り部分は第２図に示したものと同様で、対応部分
を同じ参照番号で示してある。以上、本発明方法の好ましい具体化をMSAの
脱水に関して設示してきたが、本方法はまた、作
業温度および圧力を適宜選定することによつて、
エタンスルホン酸の如き他の低級アルカン（炭素
原子１〜８個）スルホン酸の水（５〜60重量％）
含有混合物にも使用されうる。本方法は、単一蒸
発工程で水10％以上を含む原料から水分0.5重量
％未満すなわちほゞ水不含のアルカンスルホン酸
を提供する。この単一工程から、供給物流れ中の
酸8.5重量％以上が非常に純粋な形で回収される。
製品である酸は、発癌性の副生物を検出しうる量
で含まない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の方法を実施するための系を
例示する略図である。第２図は、エバポレータカ
ラムが、内径の異なるいくつかのセクシヨンから
なつている。本発明方法実施のための代替系を例
示する略図である。第３図は、一連のエバポレー
タカラムが並列で配置されている本発明方法実施
のための代替系を例示する略図である。第１図〜
３図の主要な部分を表わす符号の説明は以下の通
りである：１１，５１，５６〜５８：エバポレータ塔、１
５：貯蔵槽、２３：デイストリビユータプレー
ト、２７：蒸気サプライ、３５：弱酸回収槽、３
９：冷水コンデンサー、４５：製品槽、Ｃ：冷却
器、６３：減圧ポンプ、６４：H₂O₂サプライ。

Claims

【特許請求の範囲】１水および低級アルカンスルホン酸を含有する
混合物をエバポレータ塔の内側表面に置いて該表
面を前記混合物が薄膜状で落下するようにし、前
記塔を減圧で作動させ且つ前記内側表面を加熱し
て、前記薄膜状物が該表面を落下するにつれ前記
混合物から水が気化するようにし、前記塔の頂部
で水蒸気を除去し、そして前記塔の底部で、水分
の減少した低級アルカンスルホン酸を取り出すこ
とよりなる、低級アルカンスルホン酸の水分減少
化方法。２混合物が約５〜60重量％の水分を含んでい
る、特許請求の範囲第１項記載の方法。３エバポレータ塔の内側表面を約300〜375〓
（149〜191℃）範囲の温度に加熱する、特許請求
の範囲第１項記載の方法。４エバポレータ塔の内側表面を、該塔の頂部よ
り底部において温度が高くなるように加熱する、
特許請求の範囲第１項記載の方法。５塔を約15〜50mmＨｇ絶対圧で作動させる、特
許請求の範囲第１項記載の方法。６エバポレータ塔がその頂部において、より大
きな内径を有する、特許請求の範囲第１項記載の
方法。７エバポレータ塔が、径の異なるいくつかのセ
クシヨンよりなる、特許請求の範囲第６項記載の
方法。８上部セクシヨンの径が8in（20cm）であり、底
部セクシヨンの径が約2in（５cm）である、特許請
求の範囲第７項記載の方法。９エバポレータ塔を複数個、並列配置させる、
特許請求の範囲第１項記載の方法。１０混合物が水性メタンスルホン酸よりなる、
特許請求の範囲第１項記載の方法。１１アルカンスルホン酸の水分が２％未満に減
少せしめられる、特許請求の範囲第１項記載の方
法。１２低級アルカンスルホン酸がメタンスルホン
酸であり、而して製品が少くとも約99.5重量％の
メタンスルホン酸および1ppm未満のメタンスル
ホン酸メチルを含有する、特許請求の範囲第１０
項記載の方法。１３薄膜状物が、混合物をエバポレータ塔の内
側表面にスプレーすることによつて形成される、
特許請求の範囲第１項記載の方法。