JPH06501672A - ペルオキソ酸の製造 - 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】 本発明はペルオキソ酸の製造に関し、より詳細にはベルオキソ−硫酸の製造に関 するものである。

ベルオキソ−硫酸（本明細書中ではカロ酸とも呼ばれる）は式Ｈ２ＳＯ３を有す る。これは各種の産業において使用される非常に強力な酸化剤であり、例えば金 属抽出や加工産業で、化学合成において、または、とりわけフェノール、シアン 、スルフィドおよび他の酸化可能な有機および無機化学種を含む流出液の迅速で 効率のよい解毒のために使用され得る。

その使用規模はその製造、輸送および貯蔵の困難性とコストのために妨げられて おり、このことは、実際上かつ便宜上、この化合物か意図する使用場所と同し場 所で通常製造されることを意味している。また、これまでは、この化合物を製造 後直ちに使用することか勧められていた。カロ酸の製造を提案した主要な方法か ２つある。１つは、二過硫酸のアルカリ金属またはアンモニウム塩の電気分解ま たは酸性化により得られた水性酸溶液中のベルオキソニ硫酸Ｈ２Ｓ　−０−を昇 温て部分的に加水分解することを伴う。この経路は卓上規模での製造に適してい るか、大規模製造にはほとんど用いられていない。２番目の経路は過酸化水素と 硫酸、発煙硫酸またはＳＯ，ガスとの反応を含む。硫酸の場合の反応式は次の通 りである ＨｖＯ２＋Ｈ２ＳＯ４＝ＨｔＯ＋Ｈｇ５Ｏｉこの２番目の経路は、広く商業的に 入手できる出発原料を用いているので、より有利であることかわかる。この反応 では反応の制御に重きか置かれた。かくして、例えば、英国特許出願第８４４０ ９６号明細書の第２頁、第２８−４２行では、Ｅ　ｌ　ＤｕＰＯｎｔ社が２５° Ｃまで（例えば０−１５°Ｃ）の反応温度を指定しており、２５°Ｃ以上の温度 では一過硫酸の加水分解と活性酸素の損失のために効率か悪くなるので、これら の温度は勧められないと解説している。後続の段落には、発煙硫酸を過酸化水素 に制御された速度で、攪拌下に、混合物を冷却しながら加えることか示されてい る。その結果として、反応容器は複雑なものとなり、作製および運転に比較的費 用かかかるようになる。その上、このような方法の製造速度は冷却という拘束の ためにかなり低下する。

英国特許出願下７３８．４０７号および対応する米国特許第２．７８９．９５４ 号（１９５７竿に発行され、５ｔｅｖｅｎｓｏｎｓ　（Ｄｙｅｒｓ）　Ｌｉｍ１ ｔｅｄに壌渡された）、第１欄第４２−４９行には、調節された量の過酸化水素 と濃硫酸を、−過硫酸含有混合物を生成するような条件下で一緒に混合し、この 混合物を冷却して更なる反応を抑制し、その後実質的に直ちに水で希釈する方法 か記載さねている。特許権所有者は、混合物の温度か少なくとも約５０°Ｃに達 するように流動体を調節し、その後すぐに、例えば水冷却器の入口で、あるいは 実際には水ジヤケツト冷却器の冷却ゾーン内で反応剤を混合することにより、冷 却することを提唱している。即座の強制冷却か、概念と実際の両面において、こ の方法の必須要素であるようだ。さらに、この特許において意図される全体的な 方法は煩雑で、実際、二重冷却を必要とする。

より最近になって、ＡｉｒＬｉｑｕｉｄｅ社は、米国特許第３．９００．５５５ 号および同第３、９３９．０７２号（＋９７５／７６年に発行）で、使用時にペ ルオキシ−硫酸を製造しつる反応器か必要であると主張し、このために、生成器 アセンブリーから生成物を送り出すための流出手段と２本の対称的に配置された 試薬流入バイブを備えた一定レベルの二重ンヤゲット付き容器を例示した。例示 された装置では、−過硫酸溶液の最大毎時製造速度か反応容器中の流体の容量の たった１０倍にすぎず、恐らく反応温度か上陽を越えないようにするための冷却 ジャケットにより抑制されたらしい。もちろん、Ａｉｒ　Ｌｉｑｕｉｄｅ社によ り例示された実験室サイズの装置から商業的サイズへのスケールアップは、理論 的には実行可能であるか、表面積対容量比（それ故に冷却速度）か球体やシリン ダーの半径に反比例して変化するので製造速度をさらに遅らせることか予想され 、またこの装置へ補償のための複雑な部品を導入する必要かあると予想されよう 。従って、Ａｉｒ　Ｌｉｑｕｉｄｅ社の装置は比較的複雑で、比較的小さい製造 能を有するという問題を抱えており、結果的にこの装置はかなり多額の資本経費 および／または運転費を必要とする。

本発明者らは、各種醇化のためのカロ酸の利用かそれを製造する慣用ユニットの 資本経費や運転費により妨げられていることを知った。さらに、カロ酸か使用さ れうる作業現場の多くは離れた場所に位置していた。他の可能性のある用途では 、現存する化学または湿式冶金プロセスを改変するために、あるいはかかるプロ セスで製造された庚棄物を処理するためにカロ酸か意図されており、こうして力 ロ酸の製造のために設置される装置は現存するプラントのそばにうまく取り付け られねばならないだろう。どちらの場合にも、所定量の酸化剤を配送する装置の 大きさか実際に重要となる。

従って、コスト的により効率のよい方法を工夫し、かつ広範な場所への輸送およ びそこての使用に比較的便利で、好ましくは比較的簡単かつ頑丈な装置をデザイ ンするための計画か進行し始めた。

また、−過硫酸を製造する反応は発熱的であって、もし試薬類を生成物の貯蔵容 器に導入するならば、発生した熱か貯蔵容器全体に分布し、その結果、単位量の 試薬類の導入から生じる反応混合物の温度の上昇か比例して下がるという事実を 、どの方法および装置においても考慮に入れる必要かあろうと、本発明者らは認 識した。かくして、貯蔵容器のサイズの縮小化は混合物の起こりうる温度上昇を 促進し、それ放逸酸化水素の分解の可能性を高めることにもなろう。なぜなら、 後者の反応速度は温度に依存するからである。しかも、過酸化物の分解反応はそ れ自体非常に発熱的であるから、自己促進分解反応が起こる危険性か著しく増す てあろう。これは試薬類の浪費であるばかりでなく、非常に熱いカロ酸溶液の強 制突出（例えば噴霧形態）が近くにいる人達に特に危険となろう。従って、安全 性についての通常の考えに基づいて、本発明者らは、Ａｉｒ　Ｌｉｑｕｉｄｅ社 の一定容量生成器および制御において述へられているような、反応混合物の冷却 ・制御を強調する装置を支持する、合理的で妥当な先入観と、冷却制御を危うく するような処理量を有する装置に対する先入観にも気づいた。

本発明の一側面によれば、濃硫酸と濃過酸化水素とを反応させてベルオキソ−硫 酸を製造するための連続法か提供され、この方法は、一端にまたはそこに近接し て硫酸溶液の入口を、硫酸入口から離れた一端に反応混合物の出口を、そして硫 酸入口と反応混合物の出口の中間点に過酸化水素溶液の入口を有し、これにより 過酸化水素溶液か硫酸溶液の流れに導入される密閉管状反応チャンバーに２つの 試薬を加圧下で導入する点に特徴かあり、当該反応チャンバーは、分あたりの処 理量か過酸化水素溶液の入口と出口の間で測定したその内部容量の少なくとも約 ２０倍となるように、試薬の流速に関して寸法を合わせて作られている。

本発明の第二の密接に関連した側面によれば、濃硫酸と濃過酸化水素とを反応さ せてベルオキソ−硫酸を製造するのに適した装置か提供され、この装置は、一端 にまたはそこに近接して硫酸溶液の入口を、硫酸入口から離れた一端に反応混合 物の出口を、そして硫酸入口と反応混合物の出口の中間点に過酸化水素溶液の入 ［コを有し、これにより運転中に過酸化水素溶液か硫酸溶液の流れに導入される 密閉管状反応チャンバーである点に特徴かあり、当該反応チャンバーは、分あた りの処理量か過酸化水素溶液の入口と出口の間で測定したその内部容量の少なく とも約２（）倍となるように、試薬の流速に関して寸法を合わせて作ら０ている 。

本発明す法で用いる装置は、反応チャンバーの回りにいか・筐る冷却手段も採用 しておらず、その結果とし、て反応か断熱的に起こり、反応混合物の温度は周囲 よりも実質的に高く、試薬をチャンバーに供給している間かなり一定した平衡点 に達するか、この温度の実際のレベルは主に硫酸と過酸化水素試薬の組成および それらの相対的導入速度によ−って決まるものである。チャンバー内部で達成さ れる平衡温度は、生成物として得られるベルオキソ−硫酸の濃度により変化する らしく、かぐしてそれは両試薬の全濃度か増すにつれて、さらにそれらのモル比 かｌｌに近つくにつれて上昇する傾向にある。

本発明装置および方法の重要な特徴の一つは、２つの試薬を反応チャンバーに導 入する順序である。これらの試薬を逆の順序で導入すると、効果の点て有意な差 か生しる、二とか判明した。本発明に従って過酸化水素水溶液を硫酸の流れに導 入する場合は、カロ酸の平衡混合物か非常に速やかに形成される。一方、逆の手 順の試験において、毎回同一濃度の硫酸を同一の過酸化水素水溶液の流れに、同 一の装置を用いて、その他は同一の運転条件下で導入した場合、結果は篇くほと 終始一貫して許容てきないものであった。反応混合物の温度か数秒以内に予期さ れた平衡温度を越えて、反応混合物の部分蒸発か観察される温度にまで上昇した 。反応容器内の圧力か上かり、蒸気と非常に熱い液体の容器からの強制突出か起 こった。試薬類の流入を止めることによって、この試験を出来る限り迅速に停止 させた。これらの試験から、本発明の密閉断熱反応チャンバーを用いる場合は、 ２つの操作方式間に育意差かあるばかりでなく、本発明の運転可能な操作方式か Ｄｕ　Ｐｏｎｔ社によって英国特許出願下８４４０９６号て開示された好適な操 作方式とは反対であると推論された。

本発明は、反応チャンバーか密閉されている、言い換えれば大気中に排気されな い、装置を使用することか理解されよう。このことは反応混合物の脱出か出口か らたけであることを意味しており、その結果、試薬類の流入速度を上記範囲に制 御して、処理量か最小限より下かった場合に生じうる過酸化水素の分解の増加を 回避したり、あるいは少なくとも理にかなった範囲内に分解を止めておくことか 実際上重要である。

本発明の別の側面では、カロ酸溶液の連続製造装置か、一端にまたはそこに近接 して硫酸溶液の入口を、該入口から離れた一端に反応混合物の出口を、そして硫 酸入口と該出口の中間点に横方向に向いている過酸化水素溶液の入口を有する管 状反応チャンバーから成り、当該反応チャンバーか試薬類の過酸化水素入口の近 くに縦方向に延びる環状ゾーンを含み、これにより運転中にその入口から導入さ れた過酸化水素溶液か、環状ゾーンを通って反応混合物の出口の方へ縦方向に流 れる硫酸溶液に対して横方向に向けられる。

反応チャンバーの特に好ましいデザインでは、環状ゾーンの幅（ここでは環状ゾ ーンを規定する円の内半径と外半径の差を意味する）か過酸化水素入口でまたは その手前で広くなっている。有利には、段階的にあるいは次第に広くなる。いく つかの特に好適な態様において、環状ゾーンの幅の広がりは、反応チャンツク− の環状ゾーン内を出口の方へ流れている流体の線速度か硫酸の単独流と硫酸／過 酸化水素の混合物流とにおいて類似するようなものである。実際、硫酸入口付近 の環状ゾーンは好ましくは狭く、言い換えれば前者対後者の比は約０．７５：１ から約０，９：１であるのか望ましい。結果的に、硫酸溶液は比較的高速度で環 状ゾーン内を出口の方へ向かって流れる。これは、過酸化水素か反応チャンバ− に導入された際に、硫酸溶液と過酸化水素溶液との混合を助ける。過酸化水素入 口付近から出口の方へ延びて、環状ゾーンの幅は有利には約０．５：１から約０ ．８・ｌの範囲の内半径対外半径の比から選ばれる。反応チャンバーは円筒形で あるか、出口付近て切頭−円錐形であるのか好ましい。

望ましくは、反応チャンバーは、硫酸入口から出口まで測定して、その横断直径 より実質的に大きい全長を有し、例えば少なくとも３　：　１．　有利には約４ ・１から約１０１の範囲であろう。

環状チャンバーは円筒形の反応容器内に適当な形状および寸法のマンドレルを同 軸的に挿入することにより簡単かつ強固に得られる。マンドレルか出口端に近づ くにつれてマンドレルの直径を小さくすることにより、環の横断面か増加する。

マンドレルは環状空間へ部分的に延びる縦方向のまたは螺旋形のリブを有してい てもよい。この装置の作製を単純化し、その強固さを高め、そして密閉時に反応 チャンバーから漏れ出る危険性を最小限にするために、固定マンドレルを使用す ることか非常に有利である。また、必要でないけれとも、マンドレルはその縦軸 のまわりを回転できるものであってもよい。回転するマンドレルを用いる場合は 、環状ゾーンの幅を硫酸入口とその隣接端の間の領域において極端に狭くし、硫 酸とノール（マンドレルとチャンバー外壁間のシール）との相互作用を最小限に 抑えることか特に望ましい。

同様の段付き環状ゾーンは、一定直径のマンドレルと共に環状ゾーンの外壁を規 定する内腔（ｂｏｒｅ）の直径を変えることによっても得られることか理解され よう。また、別の選択肢として、マンドレルと内腔の両方の直径を変えることも できよう。

入口からの試薬の流れはパルスのないことか望ましく、多くの場合は反応チャン バーへ横方向に、すなわち反応チャンバーの縦軸に対し実質的に直角に導入され る。それぞれの入口は反応チャンバーの円周にわずかに斜めに配置しても、ある いは流れを環状チャンバーへ向けるように幾何学的に真の半径方向に対してわず かに角度をつけて配置してもよい。２つの入口は、チャンバーの縦軸に沿って見 たとき、互いに任意の相対角度で配置することかできるか、特に有利な態様では 、これらの入口は向かい合っている。

いくつかの好ましい態様において、過酸化水素入口は後方へ、つまり出口から離 れるように、傾けることか望ましく、例えば硫酸流と出会う角度か鈍角となるよ うにし、好ましくは少なくとも約９０°から約１６５°の範囲、有利には約９５ −１２５°の範囲に入るようにする。さらに有利な出会う角度は約１３５°およ び１５００である。過酸化水素溶液の入口にこのような角度をつけることにより 、２つの溶液は、一方の溶液か他方と横方向に出会う場合よりも、やや向かい合 うようになる。この方式は溶液同士の混合を促進し、存在するペルオキシ種の分 解を促すことのある“死点（ｄｅａｄ　５ｐｏｔ）”の存在を抑止すると考えら れる。

出口は、背圧か生じるように、それに隣接する反応容器の横断面積よりも小さい 面積をもつことが好ましい。これはポンプ輸送される試薬への圧力と共にチャン バーからの流体の流量、それ故に処理量を調節する。それは逆止め弁をもっこと か好ましい。

反応チャンバーは通常、好ましくは入口か出口より高くなるように取り付ける。

実際上の有利な態様では、取り付けは多くの場合はぼ垂直である。最も有利には 、反応チャンバーを垂直にかつ／また力ロ酸を入れるつもりの容器の液面よりも 上に直接取り付け、反応混合物かチャンバーから処理領域へ直接流れるようにす る。

好ましくは、反応器への試薬の流量を反応器の容量およびその出口の大きさに関 連させて制御し、混合物かまだ反応器内にある間に混合物の温度か平衡温度に達 するようにする。最大流量は試薬類の組成とそれらのモル比と、それ故にそこで 達成される平衡温度にある程度左右されるだろう。多くの場合に、分あたりの生 成物の最大流量はおよそ４０−８０倍の反応器容量の範囲内に入る。

本発明の装置を採用することにより、大量のカロ酸を安全に、大型の生成器を用 いることなく、製造することが可能である。例えば、たった２０ｍ１の全容量で あるか、分あたり３０倍容量の処理量を育する反応チャンバーは、コンスタント に運転した場合、１日あたり約１．３トンの生成物を製造することかでき、分あ たり８０倍容量では、１日あたり約３．５トンの生成物を製造することかできる 。同様に、コーヒーカップの容量（約２５０ｍ１）を有するチャンバーは、分あ たり３０−８０倍容量の処理量から生しる同一の滞留時間で運転した場合、１日 あたり約１６トンから４０トンの生成物を製造することができる。生成物中のＨ ２ＳＯ５の割合は、予想されるように、用いる硫酸と過酸化水素試薬の濃度とそ れらの相対モル比に依存する。このような大きさの装置は簡単に運ぶことかでき 、しかも非常に狭い作業区域内でさえも簡単に収容しうろことか理解されよう。

また、生成物を広範な需要量の範囲内で配給するようにこの反応器を制？卸でき ることも理解されよう。より一層広範な需要量か意図される場合は、との場合に も必要とされる、１以上の反応器への試薬の流れを調節する適切な制御と平行し て、２以上の反応器を用いることか可能である。

断熱生成器は試薬や生成物による攻撃に抵抗する材料から作製することか好まし い。特に、ＰＴＦＥ、ＦＥＰおよびＰＦＡのようなある種のフルオロカーホンポ リマーは、耐薬品性と強靭性とを兼ね備えているので、よく適合する。考慮する （二足る他の材料としてはタンタルかある。

本発明における比較的大きい処理量は有利であるばかりてなく、本発明方法の実 施中の極めて重要な特徴でもある。処理量か著しく低下すると、反応チャンバー 内の原料の滞留時間か対応して増加し、その結果は得られる生成物１の単純な減 少ではなく、代わりにこの方法の固有の安全性か危うくなったり、かつ／また過 酸素生成物の１か顕著に削減されるたろう。その理由は、濃硫酸と過酸化水素と を断熱的に反応させた場合に得られる昇温に過度の時間にわたって画定された反 応チャンバー内で反応混合物を残存させておくからである。画定された反応チャ ンバー内の処理量を制御することにより、残留過酸化水素の過度の分解に悩まさ れることなく、それ故にガスの発生による圧力の付随的上昇なしに、反応混合物 中の一過硫酸の平衡濃度を達成することか可能である。

本発明方法は濃硫酸と過酸化水素水溶液との反応に適しており、その際硫酸対過 酸化水素のモル比は０５・Ｉから５・１の範囲で選ばれ、とりわけモル比はｌ　 ｌから３１の範囲内である場合か好ましい。硫酸の濃度は通常少なくとも９０Ｗ ／Ｗ％であり、多くの場合９２−９９ｗ／ｗ％である。用いる過酸化水素の濃度 は通常少なくとも５０％であり、特に６０％から７５ｗ／ｗ％までである。多く の非常に有用な場合、２つの試薬に導入される水の全１は、水と過酸化水素と硫 酸の合計モル数に基づいて、２５−４０モル％に相当する。

反応チャンバー内で得られる温度は多くの場合８０°Ｃを越えるか、生成物の流 出液温度かｌＩＱ’ｃを越えないように反応剤を選択することか好ましい。かか る温度範囲は本発明方法を最も効率よく使用できる範囲を表している。温度（例 えば、流出生成物の温度）をモニターして、その温度かあまりに高くなりすぎな 場合は反応剤の導入を止めるよう手配することか望ましい。少なくともある程度 、所定の硫酸　過酸化水素モル比で達成される温度は、用いる水の量を逆に変化 させることにより、例えば過酸化水素供給原料の濃度を変えることにより変更で きる。反応混合物か約８５−１０５°Ｃの温度を達成するように、反応器への試 薬類の供給を選択し、制御することが特に好ましい。

本発明により製造されたカロ酸溶液は即座の使用に利用し得る。製造速度に対す る反応器の大きさは、酸化剤の需要量に対する応答か極めて迅速でありうること をも意味している。需要量が反応器の安全運転の際の最小流１より低い場合は、 それを断続的に運転することかできる。また、これとは別に、あるいは追加的に 、少なくともある程度、同一のまたは類似の滞留時間と関連したより大きいマン ドレルを用いることにより、反応チャンバーの容量を減少させることもてきる特 に有利な実施態様の組合せでは、生成物を直接、例えば重力の作用により、タン クや他の容器（いかなる冷却手段も通さずに使用することか望ましい）に流入さ せる。生成物流か高速度であることと、処理タンクか断熱反応器に近接している ことは、その製造と処理タンクへの取り込みの間の遅滞が通常非常に短いことを 意味している。また、別の有利な態様の組合せては、生成物を処理タンク内に配 置されたバイブを通して流入させることかでき、そのパイプは生成物をバイブ壁 からの熱交換によって冷却できるようにタンク内の液体で取り囲まれている所望 により、本発明の生成器で製造されたカロ酸生成物は、例えばそれをすぐ使用せ ずに貯蔵したい場合、提供された冷却ユニットを通過させてもよい。このような 情況では、生成物の温度を約６０°Ｃ以下に下げるよう十分な冷却を行って、そ の貯蔵安定性を向上させることか好ましい。断熱生成器内で得られる温度か約９ ０°Ｃである場合は、約３０″Ｃまたはそれ以下の反応器ポット内の定常状態温 度の維持と比較して、半分より小さい熱の除去かむしろ必要であると理解されよ う。第二に、断熱生成器からの生成物と冷却水との温度差は通常平均して約６０ ＝７０°Ｃであるか、３０°Ｃの定常状態ポットと同じ冷却水との温度差は１５ −２５°Ｃて、つまり半分より小さい。このことは、用いる熱交換器の大きさか 分数、例えばカロ酸の定常状態ポット製造法を用いて同じ処理量に必要とされる ものの１／４から１１５であればよいことを意味している。

本発明方法で得られたカロ酸生成物は、他の方法によって得られた生成物につい て記載された広範な用途に使用することができる。こうして、それは酸化可能な 不純物を含む流出物の処理に、または金属の抽出や加工に、または精製に、ある いは化学合成に使用することができる。

本発明について一般的に説明してきたので、その−態様を図面（本装置の縦断面 図を示す）を参照しなから実施例により詳細に説明することにする。

本装置は、内径２０ｍｍ、長さ１５０ｍｍの中空ＰＴＦＥシリンダー１から成り 、このシリンダーは一端かキャップ２で、他端が出口として作用する逆止め弁３ で密閉される。段付きＰＴＦＥマンドレル４は同軸的にシリンダー１の中をキャ ップ２から延びており、長さ２８ｍｍの第一段か１９ｍｍの直径を有し、長さ４ ８ｍｍの第二段が１６ｍｍの直径を育し、そして長さ６４ｍｍの第三段か１２ｍ ｍの直径を有する。マンドレル４は、シリンダー１の内面と共に、段付き環状反 応チャンバー５を画定しており、反応チャンバー５は逆止め弁３に接近した短い 円筒形チャンバー６で終わっている。シリンダー１は、マンドレル４の第二段の 方へ半径方向にかつ垂直に向いている硫酸の上部人ロアと、マンドレル４の第三 段の方へ半径方向であるか縦軸に対し６０°の角度で後方に向いている過酸化水 素の下部人口８を備えている。

運転中、硫酸は環状チャンバー５にポンプ輸送され、逆止め弁３に向かう流れを 形成する。過酸化水素も同時に環状チャンバー５にポンプ輸送され、実質的に約 １２０°の角度で硫酸流と出会う。２つの液体はチャンバー６内で一緒に混合さ れ続け、この混合物は弁３から流出する。

実施例１ 本実施例では、濃硫酸溶液（９８ｗ／ｗ％）と過酸化水素溶液（７０ｗ／ｗ％） を、図面を参照しながら上で説明した装置に、それぞれ２６０ｍ１／分および５ ６ｍ１／分の流速でポンプ輸送し、３２２４のＨ２ＳＯ，：Ｈ２Ｃ，モル比とし た。この混合物は８６°Ｃの温度に達し、２８．５６ｗ／ｗ％のベルオキソ−硫 酸（Ｈ２ＳＯ５）と０．７３ｗ／ｗ％のＨ，Ｏ□を含んでいた。

実施例２ 本実施例では、実施例１に従ったが、硫酸と過酸化水素の流速をそれぞれ３６０ ｍ１／分および４３．８ｍｌ／分に変更し、５．７１５のＨｌＳＯ，：Ｈ，０、 モル比とした。この混合物は６３℃の温度に達し、１６．９ｗ／ｗ％のベルオキ ソ−硫酸（Ｈ，ＳＯ＠　）と０．２４Ｗ／Ｗ％のＨ２Ｃ，を含んでいた。

実施例３ 本実施例では、実施例１に従ったが、硫酸と過酸化水素の流速をそれぞれ２１０ ｍ１／分および１４８．８ｍｌ／分に変更し、０．９８０のＨ，ＳＯ，：Ｈ。

０□モル比とした。この混合物は１０４℃の温度に達し、３９．４ｗ／ｗ％のベ ルオキソ−硫酸（ＨｚＳＯｓ）と１０．３ｗ／ｗ％のＨ２Ｃ，を含んでいた。

実施例４ 本実施例では、実施例１に従ったが、硫酸と過酸化水素の流速をそれぞれ２２０ ｍ１／分および９２．８ｍｌ／分に変更し、１．６４７のＨ，ＳＯ，：Ｈ，０、 モル比とした。この混合物は１０８°Ｃの温度に達し、４３．０５ｗ／ｗ％のベ ルオキソ−硫酸（ＨｚＳＯｓ）と４．５ｗ／ｗ％のＨ２Ｃ，を含んでいた。

補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の８）平成５年４月２３日

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. １．濃硫酸と濃過酸化水素とを反応させてペルオキソ−硫酸を製造するのに適し た装置であって、一端にまたはそこに近接して硫酸溶液の入口を、硫酸入口から 離れた一端に反応混合物の出口を、そして硫酸入口と反応混合物の出口の中間点 に過酸化水素溶液の入口を有し、これにより運転中に過酸化水素溶液が硫酸溶液 の流れに導入される密閉管状反応チャンバーから成り、当該反応チャンバーは、 分あたりの処理量が過酸化水素溶液の入口と出口の間で測定したその内部容量の 少なくとも約２０倍となるように、試薬の流速に関して寸法を合わせて作られて いる点に特徴がある、上記装置。
2. ２．カロ酸溶液の連続製造装置であって、一端にまたはそこに近接して硫酸溶液 の入口を、該入口から離れた一端に反応混合物の出口を、そして硫酸入口と該出 口の中間点に横方向に向いている過酸化水素溶液の入口を有する管状反応チャン バーから成り、当該反応チャンバーが試薬類の過酸化水素入口の近くに縦方向に 延びる環状ゾーンを含み、これにより運転中にその入口から導入された過酸化水 素溶液が、環状ゾーンを通って反応混合物の出口の方へ縦方向に流れる硫酸溶液 に対して横方向に向けられる、上記装置。
3. ３．反応チャンバーが過酸化水素入口の近くに縦方向に延びる環状ゾーンを含み これにより運転中にその入口から導入された過酸化水素溶液が、環状ゾーンを通 って反応混合物の出口の方へ縦方向に流れる硫酸溶液に対して横方向に向けられ る点に特徴がある、請求項１記載の装置。
4. ４．反応チャンバーが試薬入口の近くに環状ゾーンを、出口の近くに円筒形ゾー ンを含む点に特徴がある、請求項１−３のいずれか１つに記載の装置。
5. ５．反応チャンバーが硫酸入口の近くで比較的狭い幅を、過酸化水素入口の近く で比較的広い幅を有する環状ゾーンを含む点に特徴がある、請求項１−４のいず れか１つに記載の装置。
6. ６．反応チャンバーの環状ゾーンが円筒形チャンバー内にマンドレルを挿入する ことにより形成される点に特徴がある、請求項２−５のいずれか１つに記載の装 置。
7. ７．マンドレルが固定されている点に特徴がある、請求項６記載の装置。
8. ８．過酸化水素入口は出口の方へ流れる硫酸流に対し後方に角度が付けてある点 に特徴がある、請求項１−７のいずれか１つに記載の装置。
9. ９．過酸化水素と硫酸流の出会う角度が９５−１６５°である点に特徴がある、 請求項８記載の装置。
10. １０．図面に関して実質的にここで記載した通りのペルオキソ−硫酸の製造装置 。
11. １１．濃硫酸と濃過酸化水素とを反応させることによるペルオキソ−硫酸の連続 製造法であって、２つの試薬を加圧下で密閉管状反応チャンバーに導入すること から成り、当該反応チャンバーが一端にまたはそこに近接して硫酸溶液の入口を 、硫酸入口から離れた一端に反応混合物の出口を、そして硫酸入口と反応混合物 の出口の中間点に過酸化水素溶液の入口を有し、これにより過酸化水素溶液が硫 酸溶液の流れに導入され、当該反応チャンバーは、分あたりの処理量が過酸化水 素溶液の入口と出口の間で測定したその内部容量の少なくとも約２０倍となるよ うに、試薬の流速に関して寸法を合わせて作られている点に特徴がある、上記方 法。
12. １２．請求項２または３−１０のいずれか１つに記載の特徴を用いる点に更なる 特徴がある、請求項１１記載の方法。
13. １３．分あたりの処理量がその内部容量の約４０−８０倍である点に特徴がある 、請求項１１または１２記載の方法。
14. １４．硫酸対過酸化水素のモル比が０．５：１から５：１の範囲で選ばれる点に 特徴がある、請求項１１−１３のいずれか１つに記載の方法。
15. １５．硫酸溶液の濃度が９２−９９ｗ／ｗ％で、過酸化水素溶液の濃度が６０− ７５ｗ／ｗ％である点に特徴がある、請求項１１−１４のいずれか１つに記載の 方法。
16. １６．２つの試薬中に導入される水の全量が２５−４０モル％である、請求項１ １−１５のいずれか１つに記載の方法。
17. １７．いずれか１つの実施例に関して実質的にここで記載した通りのペルオキソ −硫酸の製造方法。
18. １８．請求項１−１０のいずれか１つに記載の装置で、または請求項１１−１７ のいずれか１つに記載の方法により製造された一過硫酸溶液。
19. １９．実質的にここで記載した通りのいずれか１つの新規な特徴またはいずれか の新規な特徴の組合せを用いて、前駆体酸の濃厚溶液と濃過酸化水素とを反応さ せてペルオキシ酸溶液を製造するための装置または方法。