JPH041172A - アルカンスルホン酸アルカリ塩の精製方法 - 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、アルカンスルホン酸アルカリ塩の精製方法に
関し、より詳しくは、メタノール及び水を含有するアル
カンスルホン酸アルカリ塩からメタノール及び水を蒸発
除去して高度に精製されたアルカンスルホン酸アルカリ
塩を得る方法に関する。

［従来の技術］ 洗浄力が強く、生分解性に優れた界面活性剤であるアル
カンスルホン酸塩は、−射的には、紫外線の照射下にノ
ルマルパラフィンに二酸化硫黄と酸素を作用させて光ス
ルホン化し、得られたアルカンスルホン酸をアルカリで
中和して製造される。しかしこの光スルホン化反応は製
品の着色防止、ポリスルホン酸の生成抑制等のため、反
応率が低く設定され、反応生成物中にはアルカンスルホ
ン酸の他に、未反応のノルマルパラフィン、副生ずる硫
酸、水及び溶存する二酸化硫黄を含む混合物として得ら
れる。

従って、アルカンスルホン酸を中和してアルカンスルホ
ン酸アルカリ塩を得るまでには、これらの未反応物や副
生物を分離除去しなければならなし八　。

一酸化硫黄は、加熱したり或いは酸素又は窒素ガスを吹
き込む等の方法で除去される。

副生ずる硫酸は、アルカンスルホン酸の中和のときにア
ルカリ硫酸塩となり、中和用のアルカリを大量に消費し
、また生成したアルカリ硫酸塩は分離の際に、目的物で
あるアルカンスルホン酸アルカリ塩を同伴してその損失
を招いたり、あるいは回収のために多大な設備や労力を
要するので、通常は中和に先立ってできるだけ除去して
おく。

未反応ノルマルパラフィンの除去は、例えば、先ずスル
ホン化反応生成物に水を加えて非溶解パラフィンを層分
離した後、この残留物に炭化水素と混合しない極性の有
機溶剤であるメタノールを加えて、ノルマルパラフィン
層と、アルカンスルホン酸および硫酸を含む水性メタノ
ール渚液層を形成させ、アルカンスルホン酸、硫酸を抽
出した抽残物として分離することによって行なうことが
できる。このようなメタノールを抽出剤として用いる方
法は、ノルマルパラフィンの除去回収方法として、安価
で手軽な方法であることが広く知られている。

かくして未反応物や副生物を除去して得られた混合物は
、まだ相当量の硫酸、ノルマルパラフィンの分離に用い
たメタノール等の溶剤、水及び極微量のノルマルパラフ
ィンを含んでいる。

該混合物に苛性ソーダ等のアルカリ金属を添加し、中和
して得られた中和混合物より、析出したアルカリ硫酸塩
を濾過や遠心分離にて除去し、得られた濾液を精製して
目的物のアルカンスルホン酸アルカリ塩が得られる。

アルカリ硫酸塩を除去した中和混合物は、抽出溶剤とし
て用いたメタノール、水及び極微量の残留ノルマルパラ
フィンを含有している。通常これらの揮発性不純物を除
去し、アルカンスルホン酸アルカリ塩を濃縮する手段と
しては、蒸発器が用いられる。

例えば、特公昭４６−８９６８号公報、特開昭５２−１
３９０１９号公報にはアルカンスルホン酸アルカリ塩を
製造する最終段階で残留メタノール等の除去に際し、濃
縮の手段が採用されている。また、特開昭５９−１４８
７５７号公報には、未反応物や副生物を分離除去して得
られた混合物を中和して硫酸アルカリ塩を除去した後、
１３０℃に予熱された蒸発器で処理する精製方法が提案
されているが、実施例では、第１段目の蒸発器で水の蒸
発しない温度（９０℃）で可能な限りメタノールを除去
し、次いで第２段目の蒸発器において１８０℃程度の高
温で残ったメタノールと水を蒸発し、更に過熱水蒸気を
吹き込むいわゆるスチームストリッピングの手段を講じ
て精製する方法が例示されている。

しかし、これらの方法において、メタノールの除去が進
んでゆくにつれて発泡が激しくなり、遂には蒸発器が泡
で満たされて分離ができなくなる。このようなトラブル
を避けるため、薄膜蒸発器が多用されているが、薄膜蒸
発器は高価であり、エネルギーの消費も大きいので、こ
のメタノルー水の蒸発を薄膜蒸発器のみで行なうのは効
率的とはいえない。また、残留メタノールが１００　ｐ
ｐｓ＋以下といった高度に精製されたアルカンスルホン
酸アルカリ塩の効率的な工業的精製方法はまだ見出され
ていない。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明はかかる問題を解決し、メタノール、水分及び微
量の未反応パラフィンを含有するアルカンスルホン酸ア
ルカリ塩からメタノール、水分等を蒸発除去するに際し
て、複雑な設備や技術を用いることなく、高度に精製さ
れたアルカンスルホン酸アルカリ塩を効率的に得ること
を目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明者等は、鋭意研究を進めた結果、蒸発工程を破泡
用スプレーノズルを有する強制循環蒸発器と薄膜蒸発器
とによる２段にわけ、かつ、第１段の強制循環蒸発器か
ら出る濃縮液のメタノールおよび水の濃度を特定の濃度
とすることによって上記目的が達成されることを見出し
、本発明を完成するに至フた。

即ち、本発明は、アルカンスルホン酸アルカリ塩の水性
メタノール溶液からメタノール及び水を蒸発除去してア
ルカンスルホン酸アルカリ塩を精製する方法において、
アルカンスルホン酸アルカリ塩の水性メタノール溶液を
破泡用スプレーノズルを有する強制循環蒸発器を用いて
、得られるアルカンスルホン酸アルカリ塩の濃縮液のメ
タノール濃度を５．０％以下、かつ水の濃度を３０重量
％以上に保ちながら濃縮し、次いで上記濃縮液を薄膜蒸
発器中で蒸発濃縮することを特徴とするアルカンスルホ
ン酸アルカリ塩の精製方法である。

蒸発精製前のアルカンスルホン酸アルカリ塩の水性メタ
ノール溶液は、メタノール、水の他に微■のノルマルパ
ラフィン、硫酸ソーダ、亜硫酸ソーダなどを含んでいる
５本発明は、これらの不純物のうちメタノール、水及び
ノルマルパラフィンを高効率で蒸発、除去して高度に精
製されたアルカンスルホン酸アルカリ塩を得るものであ
る。

本発明のフローの１例を、第１図に示す、供給ライン（
１）から供給されたアルカンスルホン酸アルカリ塩の水
性メタノール溶液は、熱交換器等の加熱装置（２）にて
、約９５〜１０５℃に昇温されて、強制循環蒸発器（３
）に供給される。

強制循環蒸発器は内部に破泡用スプレーノズル（３ａ）
を有するものを使用する。蒸発器フィードはスプレーノ
ズルから下方の濃縮液面にジャワ状に噴霧され、揮発成
分の一部を蒸発させて気液分離を促進し、かつ液面に生
じた泡をスプレー液で叩きつぶし、泡の成長を防止する
。スプレーノズルとしては噴霧用のチップを有するもの
を用いることができるが、単なるフラッシュノズルであ
っても、蒸発器に入って蒸気となる成分を適当量含むフ
ィードを処理する場合、チップと同様な噴霧状態を得る
ことができ、かえって目詰まりや圧力損失に対して有利
であり、好適に使用できる。

本発明においてこの強制循環蒸発器を用いた場合、前記
アルカンスルホン酸アルカリ塩の水性メタノール滴液に
含まれるメタノール及び水が、該装置内の温度、圧力条
件に応じて蒸発し、気化したメタノール及び水の蒸気は
、該装置の頂部から排出され、濃縮されたアルカンスル
ホン酸アルカリ塩の水性メタノール溶液は、該装置の下
部に溜り、底部から抜き出される。下部に溜る濃縮液は
、メタノールの減少とともに発泡が激しくなり、該液の
表面上には泡の層が形成されて成長するが、蒸気部の水
平面に下向きに設けられたスプレーノズルから、アルカ
ンスルホン酸アルカリ塩の水性メタノール溶液が噴霧さ
れ、水およびメタノールを蒸発させながら、直接濃縮液
の表面に形成された泡にぶつけられるので、液面上の泡
は叩かれてつぶれ、正常な蒸発を維持することができる
。

強制循環蒸発器における加熱温度は、蒸発器の操作圧力
によって異なり、常圧条件下では９５〜１０５℃の範囲
であるが、残留メタノール濃度５．０重量％以下、かつ
残留水分濃度３０重量％以上となるように制御する。

底部から抜き出された濃縮液は、その一部がライン（４
）を経てアルカンスルホン酸アルカリ塩の水性メタノー
ル溶液の原料供給ライン（１）に戻り、加熱装置を経由
して再び強制循環蒸発器にリサイクルして泡をつぶすス
プレー流として供給され、一方、濃縮液の残部はライン
（５）を経て、第２段目の蒸発器である薄膜蒸発器（６
）に供給される。このように発泡を伴う蒸発濃縮工程に
おいても、かかる強制循環蒸発器を使用することにより
、発泡を抑えながら、メタノールを所望の含量以下にま
で低減させた濃縮液を薄膜蒸発器に送ることができる。

本発明において、強制循環蒸発器底部の濃縮液の不純物
含有量を残留メタノール濃度５，０重量％以下、かつ残
留水分濃度３０重量％以上となるように調節することが
必要である。

残留メタノール濃度が５．０重量％を超えると次の薄膜
蒸発器で処理しても製品アルカンスルホン酸アルカリ塩
に含まれるメタノール濃度を１００重量ｐｐ園以下にす
ることは、減圧条件下での蒸発を採用しない限り困難で
あり、また、残留水分濃度が３０重量％未満では、後述
のように薄膜蒸発器内においてメタノール濃度を１００
重量ｐｐｍ以下としつつ、アルカンスルホン酸アルカリ
塩の流動性を保持するために好ましい水分濃度０５重量
％以上にすることができない。残留メタノール濃度およ
び残留水分濃度は、操作圧力に応じ強制循環蒸発器の塔
底温度により調節することができる。

薄膜蒸発器は、発生する泡を機械的なエネルギーで破壊
しつつ蒸発濃縮する装！であり、竪型横型のいずれでも
使用することができる。アルカンスルホン酸アルカリ塩
は、中和前のスルホン酸と比べれば熱に対しては安定し
た化合物であるが、良好な色相及び臭気のないアルカン
スルホン酸アルカリ塩を得るためにはＭ股蒸発器の加熱
温度を２００℃以下で制御するのが好ましい。

また、薄膜蒸発器内では常にどの場所においても１００
ポアズ程度の流動性を保持することが蒸発や流体の移動
に好ましい。このためには例えば流体温度が１９０℃で
あれば水分濃度を０５重量％以上にすればよい。

薄膜蒸発器で濃縮されたアルカンスルホン酸アルカリ塩
は底部から抜き出されライン（７）により送られて製品
となる。

一方強制循環蒸発器及び薄膜蒸発器から蒸発分離された
メタノール、水及び微量のノルマルパラフィンは、ライ
ン（８）および（９）によりメタノール蒸留塔（１０）
に送り、精留分離される。これらの蒸気は凝縮させるこ
となく、蒸気のままで蒸留塔に供給して分離すれば、水
とメタノールは共沸混合物を生成させないので経済的に
好ましい。また、ノルマルパラフィンは、蒸留塔の塔底
液を抜き出して静置すれば、簡単に２層に分かれ、上層
として容易に分離できる。分離されたメタノール、水及
びノルマルパラフィンは、再びアルカンスルホン酸アル
カリ塩の製造プロセスで循環再使用できる。

［実施例〕 １■四 常圧、常温で操作する連続式光反応器中で、水の存在下
にＣＩ３〜ＣＩ８のノルマルパラフィンに亜硫酸ガスお
よび酸素を作用させ、光スルホン化反応を行なった。得
られた反応混合物を静置して２層を形成させ、副生硫酸
の一部を希硫酸の下層として分離した。ついで上層を水
で抽出して未反応のノルマルパラフィンを分離した後、
窒素ガスを吹き込み、二酸化硫黄を除去した。ついでメ
タノールを添加して、ノルマルパラフィンの上層と、ア
ルカンスルホンａＳＳよび硫酸の水性メタノール溶液よ
りなる下層に分離する。下層の混合物を苛性ソーダで中
和し、沈殿した硫酸ナトリウムをろ別した。

硫酸ナトリウムを除いた中和溶液を第１図に示した蒸発
濃縮系に送り精製した。先ず中和溶液１１５　Ｋｇ／Ｈ
ｒをプレート熱交換機（２）を経て竪型強制循環蒸発器
（３）に導入し、スプレーノズル（３ａ）にて濃縮液面
全域に向けてスプレー注入し、２１０Ｔｏｒｒ、６０℃
でメタノールおよび水を蒸発させた。強制循環蒸発器出
口から抜き出された濃縮液のうち４７．５にｇ／Ｈｒを
ライン（５）により薄ｌ１ｆｉ蒸発器に導き、残りは再
び強制循環蒸発器に循環させた。薄膜蒸発器（６）は、
横型遠心式のものを用い、１８０°Ｃで連続的に蒸発を
行なった。強制循環蒸発器および７ｉ膜蒸発器からのメ
タノールおよび水蒸気をあわせてメタツル蒸留塔（１０
）に送り、精留した。

Ｍ膜蒸発器の下部からアルカンスルホン酸ナトノウムの
溶融塩２８　、５　Ｋｇ／Ｈｒが得られた。この溶融塩
は硫酸ナトリウム３．０重量％、ノルマルパラフィン０
．３重量％を含有しているが、無色５無臭であった。

新しく供給されるアルカンスルホン酸ナトリウム塩の水
性メタノール滴液、強制循環蒸発器出口のａ縮液および
薄膜蒸発器出口のａ縮液中の各成分の濃度は表１の通り
である。またメタノール蒸留塔に送られる水およびメタ
ノールの量は８６．５’Ａ　ｇ　／　Ｈｒであった。

比ＪＬ例」。

実施例で得られた硫酸ナトリウムを除いた中和溶液を実
施例１と同じ強制循環蒸発器および薄膜蒸発器を用いて
蒸発ａ縮した。ただし、蒸発器塔底調度を変えて強制循
環蒸発器出口のメタノール濃度を５．８％とした。その
結果薄膜蒸発器出口のメタノール濃度は１６０重量ｐｐ
ｍとなり、メタノールの除去が不充分であった。

供給液、強制循環蒸発器出口の濃縮液および薄Ｍ蒸発器
出口のａ給液中の各成分の濃度は表１の通りである。

比較例２ 実施例で得られた硫酸ナトリウムを除いた中和溶液を実
施例１と同じ強制循環蒸発器および薄膜蒸発器を用いて
蒸発濃縮した。ただし、蒸発器塔底温度を変えて強制循
環蒸発器出口の水濃度を２５０％まで濃縮した。ついで
濃縮液を薄膜蒸発器に導き、ａ縮を続けたが、液の粘度
が高く。

自重落下性がなくなり、排出不能であった。

供給液、強制循環蒸発器出口の濃縮液中の各成分の濃度
は表１の通りである。

以下余白 表１ ［発明の効果］ 本発明の方法は、アルカンスルホン酸アルカリ塩の水性
メタノール溶液から強制循環蒸発器及び薄膜蒸発器を用
い、かつ強制循環蒸発器出口での濃縮物中のメタノール
及び水の濃度をある特定範囲に調節しながら、メタノー
ル及び水を蒸発除去してアルカンスルホン酸アルカリ塩
を精製することにより、複雑な設備や技術を用いること
な（、高度に精製されたアルカンスルホン酸アルカリ塩
を効率的に得ることができ、さらに、分離されたメタノ
ール、水等を蒸気の状態のままで蒸留塔で精留分離すれ
ば、メタノール、水をアルカンスルホン酸アルカリ塩の
製造装置内で循環再使用することができ、より経済的で
あるといった格段の効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のアルカンスルホン酸アルカリ塩水性メ
タノール溶液の蒸発濃縮系の１例を示す図である。 １、　供給ライン ２、　加熱装置 ３．　強制循環蒸発器 ３ａ　スプレーノズル ４−　循環ライン ５、　濃縮液ライン ６、　薄膜蒸発器 ７、　製品ライン ８．９．メタノール回収ライン １０、　　メタノール蒸留塔

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルカンスルホン酸アルカリ塩の水性メタノール
   溶液からメタノール及び水を蒸発除去してアルカンスル
   ホン酸アルカリ塩を精製する方法において、アルカンス
   ルホン酸アルカリ塩の水性メタノール溶液を破泡用スプ
   レーノズルを有する強制循環蒸発器を用いて、得られる
   アルカンスルホン酸アルカリ塩の濃縮液のメタノール濃
   度を５．０％以下、かつ水の濃度を３０重量％以上に保
   ちながら濃縮し、次いで上記濃縮液を薄膜蒸発器中で蒸
   発濃縮することを特徴とするアルカンスルホン酸アルカ
   リ塩の精製方法。
2. （２）薄膜蒸発器から得られるアルカンスルホン酸アル
   カリ塩のメタノール濃度が１００重量ｐｐｍ以下であり
   、かつ水の濃度が０．５〜２．５重量％であることを特
   徴とする請求項１記載の方法。
3. （３）強制循環蒸発器及び薄膜蒸発器で蒸発するメタノ
   ール及び水の蒸気を凝縮させることなく、蒸留塔に導き
   、該蒸留塔でメタノールと水とに分離、回収することを
   特徴とする請求項１または２に記載の方法。