JPH0841010A

JPH0841010A - アルカンスルホン酸及びアルカンスルホニルクロリドの製造方法

Info

Publication number: JPH0841010A
Application number: JP7095836A
Authority: JP
Inventors: Steven G Schon; スティーブン・ジー・ション
Original assignee: Elf Atochem North America Inc
Current assignee: Arkema Inc
Priority date: 1994-03-31
Filing date: 1995-03-30
Publication date: 1996-02-13
Also published as: ATE173465T1; BR9501407A; EP0675106A1; CN1113231A; MX9501629A; US6066760A; DE69506022D1; PL307953A1; EP0675106B1; HU9500925D0; IL113124A0; CA2145327A1

Abstract

(57)【要約】【目的】プラグ−フローを助成する静止（不動のかつ
剛性の）混合エレメントを収容する反応域において高純
度のアルカンスルホン酸及び／又はアルカンスルホニル
クロリドを連続製造する方法を提供する。【構成】ＲＳＸ式（式中、Ｘは水素或は−ＳＲ¹ であ
り、Ｒ及びＲ¹ はアルキルラジカルである）の化合物
と、塩素とを水性塩酸中で連続して反応させて塩化水素
ガスの乱流発生を生じ、反応体を静止混合エレメントを
通過させてプラグ−フローを助成し、及び別途生成物を
抜き出す高純度のアルカンスルホン酸及び／又はアルカ
ンスルホニルクロリドを有効に製造する方法、及びその
方法を実施するための装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラグ−フローを助成
する静止（不動のかつ剛性の）混合エレメントを収容す
る反応域において高純度のアルカンスルホン酸及び／又
はアルカンスルホニルクロリドを連続製造する方法に関
する。一層詳細には、本発明は、ＲＳＸ式（式中、Ｘは
水素或は−ＳＲ¹ であり、Ｒ及びＲ¹ は炭素原子１〜２
０を有するアルキル基である）のイオウ化合物と塩素と
を水性媒体において反応させるに、反応の流体を機械的
可動攪拌手段の存在しないかつプラグ−フローを助成す
る静止混合エレメントを収容する垂直反応域を通して流
し、塩酸塩ガス及び生成物を連続して、別途に抜き出す
アルカンスルホン酸及び／又はアルカンスルホニルクロ
リド生成物の連続製造法に関する。

【０００２】

【従来技術】アルキルメルカプタン或はアルキルジスル
フィドを塩素ガスと水性媒体において反応させることに
よるアルカンスルホン酸及び／又はアルカンスルホニル
クロリドの連続製造法を教示する従来の開示はいくつか
ある。例えば、１９７１年８月１７日に発行された米国
特許第３，６００，１３６号；１９７１年１２月７日に
発行された米国特許第３，６２６，００４号；１９７６
年１１月２３日に発行された米国特許第３，９９３，６
９２号；及び１９７４年４月１８日に公表された英国第
１，３５０，３２８号明細書は同様な反応を開示してい
る。これらの教示の各々は、反応を、高度の「逆混合」
をもたらすようにデザインした反応装置において行うこ
とを含む。

【０００３】「逆混合」とは当分野において用いられる
用語であり、本明細書中反応域の軸線に対して軸方向に
流れる化学反応の反応体の混合であって、それにより所
定の期間にわたって連続システムの反応域を通過する反
応体はすべてより少ないものと定義する。このタイプの
混合においては、反応体は、マスが流出の全体的方向で
進むにつれて、連続して逆に渦巻く傾向にあり、反応装
置の中央の物質は反応装置壁（壁抗力）付近の物質に比
べて速い速度で進む。流出物が、常に未反応の原料のフ
ラクションをいくらか含有することになる（残分は滞留
時間により対数的に減少する）ことは逆混合の性質であ
る。逆混合は、動的混合手段、例えば機械的攪拌及びガ
ス誘発される乱流を採用する種々の方法によって起きる
のが普通である。

【０００４】「逆混合」は「プラグ−フロー」に対比さ
せることができる。「プラグ−フロー」とは、本明細書
中反応域の軸線に対して半径方向に流れる反応体の混合
であって、それにより反応体のすべてが所定の期間にわ
たって連続システムの反応域を通過するものと定義す
る。このタイプの混合においては、反応体は、流出の全
体的軸方向で移動するにつれて、外壁及び反応装置軸の
方向に及びそれらから離れて半径方向に渦巻く。この半
径方向の移動は反応体の緊密な接触、加熱さえ、及び反
応体の同じ速度での移動を助成し、それによりすべてが
特定の経過時間で反応域を通過する。

【０００５】プラグ−フローは、管状反応装置に関し、
充填された触媒床或は静的ミキサーを有し或は有しない
で、動的混合手段の不存在においてかつ逆混合を助成し
得る反応体の乱流活性の無い場合に起きるのが普通であ
る。「プラグ−フロー」及び「逆混合」は、化学工学文
献、例えば「Ｐｅｒｒｙ’ｓＣｈｅｍｉｃａｌＥｎ
ｇｉｎｅｅｒ’ｓＨａｎｄｂｏｏｋ」、第６版、４−
２４〜４−５２頁及びＢｕｌｌｅｔｉｎＫＳＭ−６、
Ｃｏｐｙｒｉｇｈｔ１９９１、ＫｏｃｈＥｎｇｉｎ
ｅｅｒｉｎｇＣｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．に開示されて
いる現象である。後者の刊行物はプラグ−フロー反応装
置及び例えば、低粘度の乱流システムに関して使用する
ための反応装置における静止（不動の）混合エレメント
の役割について検討している。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、ＲＳＸ式（式
中、Ｘは水素或は−ＳＲ¹ 式のラジカルであり、Ｒ及び
Ｒ¹ は炭素原子１〜２０を有するアルキル基である）の
化合物と、少なくとも化学量論量の塩素とを、可動の機
械的攪拌手段の存在しないかつ水性塩酸を収容する反応
域において少なくとも塩酸塩ガスの激しい発生を達成す
る程の反応体供給量で連続して反応させ、該反応域の内
容物を静止混合エレメントを通して静止混合エレメント
に接触させて通過させてプラグ−フローを助成し、塩酸
塩ガスを抜き出し、及び別途生成物を反応装置から抜き
出すことを含むアルカンスルホン酸及び／又はアルカン
スルホニルクロリド生成物を製造する方法である。

【０００７】本発明の方法はアルカンスルホン酸、アル
カンスルホニルクロリド或はこれらの混合物の連続製造
法に関する。これらの生成物は、ＲＳＸ式を有する化合
物と塩素ガスとを水性媒体においてかつ機械的攪拌（可
動の機械的混合手段）の不存在において反応させること
により形成する。ＲＳＸ化合物は、Ｘが水素或は−ＳＲ
¹ であり、Ｒ及びＲ¹ が炭素原子１〜２０、好ましくは
炭素原子１〜６を有する同じ或は異なるアルキル基、最
も好ましくはメチルであるものである。その他のアルキ
ル基は、例えばアラキジル、ステアリル、ラウリル、カ
プリル、ブチル、プロピル、エチル、等を含む。ＲＳＸ
式はアルキルメルカプタン及びアルキル（ジアルキル）
ジスルフィドをそれぞれ表わす。

【０００８】本明細書中に開示する反応は連続であり、
プロセスにおける反応体供給量が塩化水素ガスの激しい
発生及びその結果生じる反応体の混合を引き起こすよう
に行う。プロセスのこの段階は、例えば前述した米国特
許第３，６２６，００４号及び英国第１，３５０，３２
８号に一般的に開示されている。しかし、これらの前に
開示されたプロセスは、反応域内での渦の循環及び気泡
の合体によって引き起こされる相当の逆混合により行わ
れる。本発明に従えば、そのプロセスは、反応体を、ガ
ス状塩酸塩の激しい発生からの乱流混合に暴露させなが
ら、反応体が活性な反応域を通って移動するにつれて、
気−液接触及び半径方向混合を、逆混合を最少にしなが
ら増進させる複数の静止した剛性の流体混合エレメント
を含む静的混合システムを通過させることによってプラ
グ−フローに暴露させるように行う。

【０００９】本発明の反応を行ってアルカンスルホン酸
（ＡＳＡ）、アルカンスルホニルクロリド（ＡＳＣ）或
はこれらの混合物を形成する温度は当分野において良く
知られておりかつ本発明の目的にとり臨界的なものでは
ない。主にＡＳＣである生成物の調製は温度約−１０°
〜約＋５０℃の範囲内で行い、ＡＳＡが主量の場合、温
度約８５°〜１１５℃の範囲で調製するのが普通であ
る。実質的に混合された生成物（ＡＳＡ及びＡＳＣ）
は、温度が５０°を越えかつ約８５℃より低い範囲内で
形成される。

【００１０】ＲＳＸ化合物を反応域に連続供給すること
によって支配される通りの反応体供給量は、少なくとも
塩酸塩ガスの激しい発生を達成する程にする。供給量の
範囲は、約０．００５ポンド−モル（ｌｂモル）／時／
活性な反応域の断面積１ｆｔ² （０．００２４ｇモル／
時／ｃｍ² ）から約１２．０ｌｂモル／時−ｆｔ
²（５．８６ｇモル／時−ｃｍ² ）までにするのが好ま
しい。ＲＳＸ反応体約０．５〜約８．０ｌｂモル／時
−ｆｔ² （０．２〜３．９ｇモル／時−ｃｍ² ）を活性
な反応域に供給するのが一層好ましい。

【００１１】本発明の方法は、予期されないことに、被
酸化性不純物の相当に低減したＡＳＡ及びＡＳＣ生成物
を提供する。被酸化性不純物は製造する間に生成される
或は粗製ＡＳＡ或はＡＳＣにおいて生じる中間体或は未
反応の化合物である。これらの被酸化性不純物の例はジ
アルキルジスルフィド及びアルキルアルカンチオスルホ
ネートであり、それらは、分解して電気化学用途のよう
な生成物についての最終用途において悪臭のある化合物
になり得るので、５〜２０部／百万（ｐｐｍ）を越える
量で、望ましくない生成物の構成成分になる。ＡＳＡ及
び／又はＡＳＣを製造する従来技術のプロセスは被酸化
性不純物を望ましくない程に多量に生成し、被酸化性不
純物を容認し得るレベルに低減させるために粗製ＡＳＡ
或はＡＳＣを更に処理することを要する。

【００１２】従来技術のＡＳＡ及びＡＳＣを調製する手
順は、また、反応体ガス（メルカプタン及び塩素）を反
応媒体からバイパスさせ、それで原料利用の効率を低下
させることになり、気−液接触が非効率な悩みがある。
本発明の方法は、気−液接触及び反応体ガスの可溶化を
向上させ、こうして原料利用率を向上させることの驚く
べき利点を有する。

【００１３】その上、発明は、反応域（反応装置）容積
効率を向上させ、かつ反応体を有効に接触させるために
必要とする活性な（乱流の）域の最小長さを低減させる
ことの驚くべき効果を生じる。米国特許第３，６２６，
００４号は、そのプロセスのキーとなる作業パラメータ
ーが単位容積当りのＲＸＳ化合物供給量であることを教
示する。本発明の不動の混合エレメントの利用は、予期
されないことに、供給量を活性な反応域の長さ（静止混
合エレメントについて必要とされる最小長さを越える）
に本質的に無関係にさせる。よって、本発明の方法の供
給量は断面積、すなわちｌｂモル／時−ｆｔ² によって
測定する。

【００１４】尚更に、本発明は、乱流気泡の合体を防
ぎ、逆混合を排除しかつ渦を活性な反応域内で循環させ
て、反応流体の流体力学的挙動を相当に向上させる。こ
れらの向上は、流体力学的作用（例えば、スラッギン
グ、飛沫同伴、振動）が反応装置容量を制限する前に、
反応装置処理量に関する実際的上限を増大させる働きを
する。本発明の方法を実施するための装置を図面の図１
に一層詳細に開示する。図１は米国特許第３，６２６，
００４号の図面に開示される反応装置のフローダイヤグ
ラムと（静止混合エレメントの他は）同様である。図１
はＡＳＣ、ＡＳＡ並びにＡＳＡ及びＡＳＣの混合物を調
製するために使用する反応装置を表わすのに適してい
る。本発明の重要なプロセス変更（反応域の内容物を静
止混合エレメントを通過させてプラグーフローをもたら
す）を図面の図において表わし、「活性な反応域」内に
位置させる「静止混合エレメント」として表示する。

【００１５】図１において、塩素ガス（Ｃｌ₂ ）を反応
装置の底部の近くに、塩素供給より上に入るように示す
ＲＳＸ化合物の供給量を基準にした量で連続して注入す
る。ＲＳＸ化合物及びＣｌ₂ を添加する順序は臨界的な
ものではない。Ｃｌ₂ はＲＳＸ供給より上に導入しても
よい。ＲＳＸ化合物は、活性な反応域においてイオウ化
合物が塩素と反応するにつれて塩酸塩ガスの激しい発生
を達成する程の量で供給する。水或は水性塩酸を循環導
管に隣接する反応装置の下方側部に供給する。活性な反
応域は、ＲＳＸ化合物及び塩素についての供給口より上
にかつシステムのオーバーフロー導管の直ぐ下に配置す
る。その域は、反応装置中、長さが約０．５〜約３０フ
ィート（０．２〜９．１ｍ）、好ましくは約１〜約１０
フィート（０．３〜３．０ｍ）の範囲に及ぶことができ
る。

【００１６】反応装置に平行にオーバーフローリザーバ
ーがあり、反応装置からの流体を受けかつ反応装置に流
体を送るための流体導管手段を底部及び頂部の近くに有
する。オーバーフロー流体を冷却するための熱交換シス
テムをリザーバー内に間に置く。生成物排出管路をリザ
ーバーの底部に示すが、リザーバー側部の任意の点に位
置させてよい。反応装置の頂部におけるフロー管路は蒸
気用に示す。これらの蒸気はスクラバーカラム（図示せ
ず）に排出してもよく或は示す通りに初めに凝縮器を通
過し、凝縮物を反応装置の底部に戻し、非凝縮物を、次
いで頂部からスクラバー或はその他の処理に排出しても
よい。

【００１７】本発明は、従来法では相当の逆混合を用い
て作動したが、静止混合手段を利用してプラグーフロー
を助成することによって改良した既知のガス−リフト反
応装置を利用してアルカンスルホン酸及び／或はアルカ
ンスルホニルクロリド生成物の純度の向上をもたらす。
図１の活性な反応域内に位置させた静止混合エレメント
は複数のユニット或はエレメントで示すが、単一のユニ
ットを加工して同様な結果を達成してもよい。

【００１８】本発明の好適なプラグーフロー誘発手段
は、反応域を完全に占め（充填し）かつ反応マスを、垂
直な反応装置内を全体的に上方向に移動させながら、半
径方向に交差する路で流れさせる静止（剛性−不動の）
混合エレメントと記載することができる。静止混合を助
成するためのそのようなエレメントは市販されており、
例えばインターセクチング波形板、インターセクチング
バー、ヘリカルリボン、インテラクチングエリプス及び
これらの剛性構造の組合せを含む多層の手段を含む。エ
レメントは、それらの幅に比べて長さを相対的に短くし
て、例えば長さ１単位に対して幅（直径）１単位で、或
は直径の大きな反応装置に関し、長さに比べて幅を大き
くして製造するのが普通である。それらは、例えば金属
或は熱安定なプラスチックを含む任意の剛性材料で加工
してよい。エレメントは、化学反応触媒として作用する
物質で造っても或は被覆してもよい。エレメントは、反
応装置に精確に適合させて造りかつ反応装置の反応域に
一杯に入るのが有利である。複数のエレメントを頭−頭
（同軸に）充填して反応域を実質的に一杯にする。

【００１９】静止混合エレメントの好適な実施態様を図
面の図２、３及び４に表わす。図２に、本発明について
使用するのが好ましい静止混合エレメントを一部分解斜
視図で示す。図２では、いくつかの波形シート２、４及
び６が平行な面（矢印線Ｘ、Ｙ及びＺによって表わす）
で置かれている。シート２、４及び６を、通常他のいく
つかの同様な平行な波形シートと共に、Ａ−Ａ’に沿っ
て一緒に接触させる。他のシートはいずれも隣接するシ
ートに対して直角に走る稜線を有し、それにより波形シ
ートサンドイッチを形成する。図３及び４において断面
で示す通りに、円筒形反応装置に適合させるために、波
形シートの面を整えて、波形シートを積み重ねる際に、
全体に円筒形の形状にして反応装置壁によって形成され
る内部空間に適合させる或は内部空間を充填する。

【００２０】これより、好適な静止混合エレメントは多
層の波形シートを含み、多層の波形シートでは、隣接す
るシートの稜線は互いに対してほぼ直角に走って開放し
た交差する流路を形成して各々の流路の流体流を一部分
流させかつ交差する流れと混合させながら、流体を半径
方向にかつ全体的に上方向に向ける。また、個々の静止
混合エレメントを、図３及び４に断面で表わす通りに、
互いに対して９０°回転させて同軸に位置させることが
好適である。エレメントのこの９０°の関係は、反応マ
スが第一エレメントより先に進むにつれて、二次元混合
を可能にする。

【００２１】静止混合エレメントは、広くは少なくとも
２から４０ユニットまで、好ましくは４〜約２０ユニッ
トを含み、活性な反応域内に、反応体流を気−液、気−
気反応体の全体的に軸方向の流れでプラグ−フロー或は
半径方向に交差する行路で向けるようにする。混合エレ
メントは、適した耐食性材料、例えばフルオロポリマー
樹脂、ガラス、或はタンタルもしくはニオブのような貴
金属で造る。

【００２２】今、下記の例に記載する実験において使用
する装置の詳細な記述を挙げる。装置はガラス、ガラス
ライニングスチール、及びフルオロポリマーライニング
スチールのセクション、フランジ付きパイプフィッティ
ング（スプール、Ｔ継手及び十字継手）で組み立てら
れ、全体の長さ１４フィート（４．３ｍ）を有する内直
径４インチ（１０ｃｍ）の垂直な管状の反応装置を含む
ものであった。反応装置を反応装置の底部から約１２フ
ィート（３．７ｍ）のオーバーフロー導管により、かつ
反応装置の底部から約２フィート（０．６ｍ）の循環導
管により垂直な（「サイド−アーム」）熱交換器に接続
させた。反応装置を連続運転用に適合させた。

【００２３】そのシステムに、メタンスルホン酸（ＭＳ
Ａ）約７０容積％、水２６％、及び塩化水素（ＨＣｌ）
４％を含有する混合物を装入した。反応装置をオーバー
フロー導管の下約１フィート（０．３ｍ）に満たした。
塩素ガス（純度９９．５％）を自動流量制御で反応装置
の底部から約３１／２フィート（１．１ｍ）の供給口
より反応装置の中にスパージした（穴を開けたフルオロ
ポリマー供給チューブが反応装置の断面を横切って延在
し、スパージャーとして働いた）。気化させたメチルメ
ルカプタン（純度９９％のＲＳＸ）を自動流量制御で反
応装置の底部から約５フィート（１．５ｍ）の供給口よ
り反応装置の中にスパージした（穴を開けたフルオロポ
リマー供給チューブが反応装置の断面を横切って延在
し、スパージャーとして働いた）。

【００２４】塩素とメルカプタンとの反応は極めて激し
く、ガス状ＨＣｌを発生し、これを（未反応の塩素及び
メルカプタンと共に）反応装置の頂部から凝縮器にベン
トさせ、凝縮液を反応装置に戻し、非凝縮物を圧力制御
バルブを経て苛性アルカリスクラバーに送った。自動圧
力調節器は反応装置の頂部を目標圧力に保った。

【００２５】ガス発生は気泡を生じ、反応液を膨張させ
てオーバーフロー導管のレベルより高くし、サイド−ア
ーム交換器を通る循環を誘発した。サイド−アーム交換
器は反応の発熱を除くのに使用した。サイド−アーム交
換器への冷却液流量を自動温度制御によって調節して反
応装置に循環する（冷却された）液の温度を目標温度に
保った。［反応装置を、主反応生成物がスルホン酸（Ｍ
ＳＡ）になり、未加水分解のメタンスルホニルクロリド
（ＭＳＣ）を従たるパーセンテージで有するように、８
０℃より高い温度で運転した］。循環する反応液の一部
を反応装置の底部より自動流量制御で粗製ＭＳＡ生成物
として引き取った。その引取り速度は、目標の比重を保
つように調節した。

【００２６】反応装置内の液レベルは、反応装置へのメ
ークアップ水を自動レベル制御で供給することによって
オーバーフロー導管より約２インチ（５ｃｍ）上に保っ
た。メークアップ水を循環凝縮液と一緒にして反応装置
の底部より約２１／２フィート（０．７６ｍ）上の液
供給口より反応装置に導入した。反応装置の「活性な」
域は、メルカプタン供給口と熱交換器へのオーバーフロ
ー導管との間の反応装置の長さ７フィート（２．１ｍ）
のセクションであった。「活性な」域の下部５フィート
（１．５ｍ）はガラスパイピングで作って活性な域にお
ける気泡の動力学を目視観察するのを可能にした。

【００２７】

【実施例】例１ａ（比較）本例では、反応装置の「活性な」域は内部混合手段を収
容しなかった。反応温度は９８℃であり、反応装置頂部
圧力は１．５ｐｓｉｇ（０．１１Kg/cm²Ｇ）であった。
メルカプタン供給量は７．３ポンド／時（３．３ｋｇ／
時）であり、塩素供給量は３３．２ポンド／時（１５．
１ｋｇ／時）であり、これは塩素３．１５％過剰に相当
するものであった。粗製引取り速度を調節して反応液の
比重を１．３３に保った。これは粗製生成物中のＭＳＡ
約６３重量％に相当するものであった。本例の粗製ＭＳ
Ａは、「被酸化性」不純物、主にメタンメチルチオスル
ホネート（ＭＭＴＳ）、及びジメチルジスルフィド（Ｄ
ＭＤＳ）を１０３ｐｐｍ含有した。

【００２８】例１ｂ本例では、運転条件は例１ａと同じであったが、反応装
置の「活性な域」の下部５２インチ（１．３ｍ）に、図
面の図２、３及び４に全体的に示す通りのＴｅｆｌｏｎ
ＰＦＡフルオロポリマーから作った１３のインターセ
クチング波形板スタイルの静止混合エレメント（Ｋｏｃ
ｈＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ製、Ｔｙｐｅ「ＳＭＶ−
ＡＹ」）を充填した。各々のエレメントは直径４インチ
（１０ｃｍ）×長さ４インチであり、波形の間の水平か
らのピッチ１／２インチ（１．３ｃｍ）を有するもので
あった。隣接する混合エレメントは同軸にかつ互いに対
して９０°の回転で位置させた。

【００２９】本例の粗製ＭＳＡは「被酸化性」不純物を
９ｐｐｍ含有した。静止混合エレメントを設置すること
により、被酸化性不純物は（例１ａに比べて）１１倍減
少することになった。同様なフローパターン（プラグ−
フロー）及び流体の緊密な接触を誘発するための種々の
タイプの静的ミキサーユニットがデザインされるので、
その他のタイプ及びモデルの静止混合エレメントが匹敵
し得る結果をもたらすことになることは予期される。

【００３０】例２ａ（比較）本例では、反応装置の「活性な」域は内部混合手段を収
容しなかった。反応温度は９８℃であり、反応装置頂部
圧力は１０．５ｐｓｉｇ（０．７３８Kg/cm²Ｇ）であっ
た。メルカプタン供給量は５．６ポンド／時（２．５ｋ
ｇ／時）であり、塩素供給量は２４．９ポンド／時（１
１．３ｋｇ／時）であり、これは塩素０．８５％過剰に
相当するものであった。粗製引取り速度を調節して反応
液の比重を１．３８に保った。これは粗製生成物中のＭ
ＳＡ約７６重量％に相当するものであった。粗製ＭＳＡ
は「被酸化性」不純物を５１ｐｐｍ含有した。メルカプ
タン原料中のイオウ値の４．６％が反応装置ベントガス
に失われた。

【００３１】例２ｂ本例では、運転条件は例２ａと同じであったが、反応装
置の「活性な域」の下部５２インチ（１．３ｍ）に、例
１ｂに記載する通りの静止混合エレメントを充填した。
粗製ＭＳＡは検出し得る「被酸化性」不純物を含有しな
かった（分析上の検出限界は５ｐｐｍであった）。メル
カプタン原料中のイオウ値の２．８％が反応装置ベント
ガスに失われた。静止混合エレメントを設置することに
より、被酸化性不純物は少なくとも１０倍減少し、並び
にメルカプタン収率損失は４０％減少することになり
（例２ａに比べて）、おそらく完全に被酸化性不純物を
除いた。

【００３２】例３ａ（比較）本例では、反応装置の「活性な」域は内部混合手段を収
容しなかった。反応温度は１１３℃であった。反応装置
頂部圧力は１．５ｐｓｉｇ（０．１１Kg/cm²Ｇ）であっ
た。メルカプタン供給量は５．６ポンド／時（２．５ｋ
ｇ／時）であり、塩素供給量は２４．８ポンド／時（１
１．２ｋｇ／時）であり、これは塩素０．４４％過剰に
相当するものであった。粗製引取り速度を調節して反応
液の比重を１．３８に保った。これは粗製生成物中のＭ
ＳＡ約７６重量％に相当するものであった。粗製ＭＳＡ
は「被酸化性」不純物を１４９ｐｐｍ含有した。メルカ
プタン原料中のイオウ値の３．０％が反応装置ベントガ
スに失われた。

【００３３】例３ｂ本例では、運転条件は例３ａと同じであったが、反応装
置の「活性な域」の下部５２インチ（１．３ｍ）に、例
１ｂに記載する通りの静止混合エレメントを充填した。
粗製ＭＳＡは「被酸化性」不純物６６ｐｐｍを含有し
た。メルカプタン原料中のイオウ値の２．４％が反応装
置ベントガスに失われた。静止混合エレメントを設置す
ることにより、被酸化性不純物は９０ｐｐｍ減少し、並
びにメルカプタン収率損失は２０％減少することになっ
た（例３ａに比べて）。

【００３４】前記の実験の観察前記の実験を始動するに際し、反応装置への液体の初期
装入剤にＨＣｌを完全には飽和させなかった。この条件
下で、反応により発生されたＨＣｌは、液がＨＣｌで飽
和されるまで、蒸気として発生するよりもむしろ液の中
に吸収された。

【００３５】例１ｂ、２ｂ及び３ｂ（活性な域に静止混
合エレメントを充填した）に記載するランを始動する
間、活性な域の底部より６〜１２インチ（１５〜３０ｃ
ｍ）上だけが有意な泡立ちを示し、これは、塩素及びメ
ルカプタンが可溶化されかつ反応されている領域であ
り、反応により生成されたＨＣｌは不飽和の液に吸収さ
れ、循環する液のインベントリー全体がＨＣｌで飽和さ
れるまで、残りの「活性な」域を静止したままにするの
が観察された。次いで、「活性な」域全体が、飽和され
た液によりもはや吸収されることができなかった発生さ
れたＨＣｌの上昇により、激しく泡立っていた。

【００３６】対照して、例１ａ、２ａ及び３ａ（活性な
域に内部混合手段がない）に記載するランを始動する
間、たとえ液がまだＨＣｌで飽和されなくても、気泡が
活性な域の長さ全体にわたって上昇するのが観察され
た。これらの気泡は活性な域の下で生じ、かつ互いに接
触せず、反応液から未転化の供給物質として出て来る塩
素及び／又はメルカプタンの未反応の気泡であった。こ
れらの結果は、静止ミキサーを反応装置内に設置するこ
とが反応装置の容積効率を向上させることを立証する。

【００３７】例４上に提示した観測は、また、反応装置の「活性な」域
は、初めの６〜１２インチより上では、機器間隔、ＡＳ
Ｃ加水分解のための滞留時間要件、等のような他の理由
に一致して任意の長さにすることができるので、静止混
合エレメントを反応装置内に設置することが実際的な処
理量限界を米国特許第３，６２６，００４号の請求項１
及び３に記載される通りの容積基準（モル／時−ｆｔ
³ ）から断面積基準（モル／時−ｆｔ² ）に転換するこ
とを立証する。

【００３８】本例では、反応装置の活性な「域」の下部
に、例１ｂに記載する通りの静止混合エレメントを充填
した。反応温度は１０２℃であり、反応装置頂部圧力は
０．８ｐｓｉｇ（０．０６Kg/cm²Ｇ）であった。メルカ
プタン供給量は１２ポンド／時（５．４ｋｇ／時）で
あ、塩素供給量は５５ポンド／時（２５ｋｇ／時）であ
り、これは塩素３．９５％過剰に相当するものであっ
た。更に、メルカプタン処理量は２．８６ｌｂモル／
時−ｆｔ² （１．４０ｇモル／時−ｃｍ² ）であっ
た。液圧の限界（例えば、スラッギングフロー或は過度
の背圧）は明らかでなかった。実際、処理量は、供給シ
ステムが一層高い供給量を維持する能力によって制限さ
れた。反応は「活性な」域の初めの６〜１２インチで有
効に行なわれ（上記の観測において検討した通り）、か
つ静止混合エレメントはそれらが占める容積の約１４％
を置換するので、本例における「局部」容積処理量は
３．３〜６．６ｌｂモル／時−ｆｔ³ （１２０〜２３
０ｇモル／時−ｃｍ³ ）であった。

【００３９】静止混合エレメントを設置することは、米
国特許第３，６２６，００４号の請求項１に教示される
容積処理量の上限（１ｌｂモル／時−ｆｔ³ （３５ｇ
モル／時−ｃｍ³ ））より十分大きい量で運転すること
を可能にし、同特許の請求項３に教示される好適な範囲
（０．００５〜０．０３ｌｂモル／時−ｆｔ³ （０．
１８〜１．１ｇモル／時−ｃｍ³ ））に比べて２〜３の
オーダーの大きさの大きい値で運転することを可能にす
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を作動させるための特定の装置の
実施態様を表わす線図である。

【図２】本発明についての反応装置の反応域のセクショ
ンの中に充填するための静止（不動の）混合エレメント
の一実施態様の部分分解斜視図である。

【図３】本発明についての反応装置カラムの円筒形反応
域内に充填した静止混合エレメント或はユニットの実施
態様の断面の、９０°回転させた線図である。

【図４】本発明についての反応装置カラムの円筒形反応
域内に充填した静止混合エレメント或はユニットの実施
態様の断面の、９０°回転させた線図である。

【符号の説明】

２波形シート４波形シート６波形シート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＲＳＸ式（式中、Ｘは水素或は−ＳＲ¹
式のラジカルであり、Ｒ及びＲ¹ は炭素原子１〜２０を
有するアルキル基である）の化合物と、少なくとも化学
量論量の塩素とを、可動の機械的攪拌手段の存在しない
かつ水性塩酸を収容する反応域において少なくとも塩酸
塩ガスの激しい発生を達成する程の反応体供給量で連続
して反応させ、該反応域の内容物を静止混合エレメント
を通して静止混合エレメントに接触させて通過させてプ
ラグ−フローを助成し、塩酸塩ガスを抜き出し、及び別
途生成物を反応装置から抜き出すことを含む本質的にア
ルカンスルホン酸、アルカンスルホニルクロリド或はこ
れらの混合物を製造する方法。
【請求項２】前記静止手段が、流体を全体に上方向路
で前記反応域の壁の方向に半径方向にかつ反応域の壁か
ら離して向けるための開放流体流路を形成する多層の交
差する波形シートを含み、該静止手段は実質的に該反応
域を一杯にする請求項１の方法。
【請求項３】前記静止手段が、前記多層の交差する波
形シートの少なくとも２つのユニットを互いに同軸に位
置させて含み、各々のユニットはその隣接するユニット
に対して９０°回転している請求項２の方法。
【請求項４】生成物がアルカンスルホン酸であり、Ｒ
が炭素原子１〜６を有し、Ｘが水素である請求項１の方
法。
【請求項５】反応域の温度が８５°〜１１５℃の範囲
である請求項４の方法。
【請求項６】ＲＳＸ反応体の反応域への供給量が該反
応域の断面積を基準にして０．２〜３．９ｇモル／時−
ｃｍ² （０．５〜８．０ｌｂモル／時−ｆｔ² ）の範
囲である請求項５の方法。
【請求項７】Ｒがメチルである請求項６の方法。
【請求項８】生成物がアルカンスルホニルクロリドで
あり、Ｒが炭素原子１〜６を有し、Ｘが水素である請求
項１の方法。
【請求項９】反応の温度が−１０°〜＋５０℃の範囲
である請求項８の方法。
【請求項１０】ＲＳＸ反応体の反応域への供給量が該
反応域の断面積を基準にして０．２〜３．９ｇモル／時
−ｃｍ² （０．５〜８．０ｌｂモル／時−ｆｔ² ）の
範囲である請求項９の方法。
【請求項１１】Ｒがメチルである請求項１０の方法。
【請求項１２】生成物がアルカンスルホン酸とアルカ
ンスルホニルクロリドとの混合物であり、Ｒが炭素原子
１〜６を有し、Ｘが水素である請求項１の方法。
【請求項１３】反応の温度が５０°を越えかつ８５℃
より低い範囲である請求項１２の方法。
【請求項１４】ＲＳＸ反応体の反応域への供給量が該
反応域の断面積を基準にして０．２〜３．９ｇモル／時
−ｃｍ² （０．５〜８．０ｌｂモル／時−ｆｔ² ）の
範囲である請求項１３の方法。
【請求項１５】Ｒがメチルである請求項１４の方法。
【請求項１６】反応域を収容する実質的に垂直に細長
い反応装置カラム、該反応装置カラムからの流体オーバ
ーフローを受け入れるための実質的に垂直なオーバーフ
ローリザーバー、該リザーバーの底部からの流体を該反
応装置カラムの底部に循環させるための流体戻し手段、
該反応装置カラムからの流体を冷却するための該リザー
バーにおける熱交換手段、及び生成物排出手段を含む、
アルキルメルカプタン或はアルキルジスルフィドを塩素
ガスと水性媒体において連続して反応させるアルカンス
ルホン酸、アルカンスルホニルクロリド或はこれらの混
合物を製造する装置であって、静止混合手段を該反応域
内に位置させて含んでプラグ−フローを助成することを
特徴とする装置。
【請求項１７】前記静止混合手段が、流体を全体に上
方向路で前記反応域の壁の方向に半径方向にかつ反応域
の壁から離して向けるための開放流体流路を形成する多
層の交差する波形シートを含み、該静止手段は実質的に
該反応域を一杯にする請求項１６の装置。
【請求項１８】前記静止混合手段が、前記多層の交差
する波形シートのユニットを互いに同軸に位置させて含
み、各々のユニットはその隣接するユニットに対して９
０°回転している請求項１７の装置。