JPH08509455A - 塩酸から望まれない着色を除去する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 塩酸から鉄およびハロゲンのような着色物質を除去するための方法。ハロゲンの中でも、着色の原因となるとくに塩素および臭素である。まず鉄が好ましくは濾過およびイオン交換により塩酸から取り除かれ、次に窒素含有還元剤が酸に添加される。ヒドロキシルアミンを含む化合物、好ましくはヒドロキシルアミンハイドロクロライド（ヒドロキシルアンモニウムクロライド）を使用するのがよい。この還元剤は、計算量よりも過剰に添加される。

Description

【発明の詳細な説明】 塩酸から望まれない着色を除去する方法 塩素化炭化水素の分解による塩酸の製造によれば、数ある中でも鉄、遊離臭素 および遊離塩素の存在により、黄色に着色した製造物が得られる。このような酸 は、産業上僅かに用いられているにすぎず、利用価値も低いものとなる。したが って、その価値を高めるために、簡単および低コストの方法において、酸からこ の着色物質を取り除くことが必要である。 従来から、塩酸からこのようなタイプの化合物を除去する方法が知られている 。米国特許第４３４９５２５号明細書には、アルカリ塩化物および硫酸間の反応 により生成した塩酸の精製方法が記載されている。着色は、Ｂｒ₂が原因であり 、また同時にＳＯ₂の除去が着色レベルを減少させることが見いだされた。この 特許によれば、酸は不活性ガスおよび酸素でストリッピングすることにより精製 される。着色のない酸が得られる。しかしながら、ストリッピング塔および不活 性ガス／酸素の十分量の供給が必要であるため、このプロセスは高いコストとな る。 欧州特許出願第０５０６０５０号明細書によれば、塩酸からのフッ素、臭素、 ヨウ素およびそれらの水素化合物の除去方法が知られている。これは、計算量よ りも過剰の溶解され得る塩素塩を添加し、フッ化物の沈殿をもたらすことにより 、まず最初にＨＦおよびフッ化物を除去することにより行われる。次に酸が蒸留 される。Ｂｒ₂、Ｉ、臭化物およびヨウ化物を除去するために、元素の臭素また はヨウ素が形成され、続いて水蒸気でストリッピングすることにより取り除かれ るような量において塩素が添加される。これは、非常に包括的且つ高コストの製 造ステップである。 本発明の目的は、着色物質を有効に除去し、低コストであり、取り扱い性に優 れ、且つ内部および外部環境に安全であり、さらに処理された酸に望まれない反 応生成物を生じることのない方法を見いだすことである。 本発明のこれらの目的および他の目的は、次に記載されるような方法および使 用により達成される。さらに本発明は、添付の請求の範囲により定義され、特徴 付けられている。 本発明は、塩酸から鉄およびハロゲンのような着色物質を除去する方法に関す るものである。ハロゲンの中で、着色の原因になるのはとくに塩素および臭素で ある。鉄は、まず好ましくは濾過およびイオン交換により塩酸から除去され、続 いて窒素含有還元剤が酸に添加される。ヒドロキシルアミン、好ましくはヒドロ キシルアミンハイドロクロライド（ヒドロキシルアンモニウムクロライド）を含 む化合物を使用するのがよい。還元剤は、計算量よりも過剰量で供給される。 鉄は、例えば濾過およびイオン交換により酸からまず除去される。生成した塩 酸の分析によれば、鉄を除去した後の黄色の主な着色源が遊離塩素や臭素のよう なハロゲンであることが示された。還元剤を加えることにより、遊離塩素および 臭素の過剰量を減少することが可能であることが見いだされた。 次の性質は、還元剤を適用する場合に満たされなければならない： １．高い有効性。化合物はできるだけ有効的に塩素および臭素と反応するべき である。 ２．低コスト。 ３．取り扱い易いこと。化合物は注入可能（pumpable）であるべきであり、あ るいは容易に注入可能になり得る（水溶性）ものであるべきである。 ４．安全性、作業環境および外部環境に望まれない危険性がない。 ５．塩酸に望まれない反応生成物を生じさせない。 これらの要求は、低分子量の単純な化合物の中から可能な候補を研究する必要 を生じた。これらは有毒な元素を含んでいてはならないだろう。幾つかの窒素含 有還元剤が考慮された。現実的な化合物が次に示される。有機アミン類、ヒドラ ジンおよびヒドロキシルアミン（ヒドロキシルアンモニウム）を含む化合物。最 も現実的な化合物は、ヒドラジンおよびヒドロキシルアミンであった。ヒドラジ ンは活性であるが、環境的に注意が必要である。ヒドロキシルアミンは、これら の要求をすべて満足することが見いだされた。ヒドロキシルアミンハイドロクロ ライドの形状のヒドロキシルアミンは、有用な製造物であることが見いだされ、 実施例において使用されている。 塩酸におけるヒドロキシルアミンは、ヒドロキシルアンモニウムイオン Ｈ₃ＮＯＨ⁺の形状で生じるであろう。遊離ハロゲンとヒドロキシルアミンとの間 に最も生じそうな反応を次に示す。反応１が優勢である： １． ２Ｈ₃ＮＯＨ⁺＋Ｃｌ₂ ＝ Ｎ₂＋２Ｃｌ^-＋４Ｈ⁺＋２Ｈ₂Ｏ ２． ２Ｈ₃ＮＯＨ⁺＋２Ｃｌ₂ ＝ ２ＨＮＯ＋４Ｃｌ^-＋６Ｈ ＝ Ｎ₂Ｏ＋ ４Ｃｌ^-＋６Ｈ⁺＋Ｈ₂Ｏ ヒドロキシルアミンの過剰量は、次の反応のようなＮ₂ＯおよびＮＨ₄ ⁺への不 均化をもたらすであろう： ４Ｈ₃ＮＯＨ⁺ ＝ ２ＮＨ₄ ⁺＋Ｎ₂Ｏ＋３Ｈ₂Ｏ＋２Ｈ⁺ 着色の原因となる成分はこのようにして塩化物および臭化物に還元され、無着 色となるであろう。もし試薬が酸の着色を除去したならば、どの程度までそれが おこなわれたかを見いだすための還元試験を行った。また、どの程度試薬が消費 されたかを試験する必要もある。 塩酸の色数は、LOVIBOND 2000色調計（コンパレーター）を用いて測定した。 着色の程度は、ハーゼン色数で規定した。 実施例１ 実験室レベルの実験を行った。２００mlのサンプル容量を有する透明な無着色 のガラスボトルを使用した。温度は２０〜２２℃にし、ボトルは実験の間、光に 対する保護は行わなかった。塩酸１リットルにつき、３ミリモルのヒドロキシル アミンハイドロクロライドを添加した。これは、２０８．５mgのＨ₃ＮＯＨＣｌ に相当する。塩酸は、約１．１６の比重を有し、１１０ｐｐｍのハロゲンを含ん でいた（塩素として計算）。結果を表１に示す。 この表から分かるように、着色は２０℃、１日で１００−１２５から１５−２ ０のハーゼン色数まで減少した。また、着色の程度が、還元剤を供給した後の最 初の３０分間は実質上増加していることが分かる。 これらの実験室レベルの実験を基礎にして、フルスケールでの実験を行った。 しかしながら、その結果は期待されるものではなかった。ヒドロキシルアミンを 供給したとき、酸は透明且つ無着色ではなかった。 したがって、いくつかの試験を行った。約１０リットルの塩酸を製造現場から 取り出し、すべての実験に用いた。試験を開始する前に、次の分析を行った。そ の結果を表２に示す。 実験２ 温度依存性を試験しなければならない。塩酸のサンプルを０℃に冷却し、ヒド ロキシルアミンハイドロクロライドの２５％溶液の０．３mlを、１００mlの酸に 添加した。これは、７５０mg／酸リットルに相当する。このサンプルを同じ温度 で冷蔵庫に戻し、３０分後および６０分後に着色を測定した。６０分後、サンプ ルは完全に無着色となった。ヨージメトリー法の分析によれば、ハロゲンは＜１ ｐｐｍであった。同じ温度での貯蔵の後、このサンプルは、９日後でも、いまだ 無着色状態であった。 同じ実験を２２℃で行った。その結果、酸は３０分後で無着色となった。ハロ ゲンの含量を分析したところ、＜１ｐｐｍであった。 両温度が同様の結果（無着色の酸）を与えたが、無着色の酸を得るために必要 な時間は、温度の上昇とともに少なくなる。 さらに、還元剤およびサンプルを均一に撹拌し、迅速にその効果を得るように することが重要であることが分かった。 実験３ 還元剤（ヒドロキシルアミンハイドロクロライド）を、４つの異なる濃度レベ ル、すなわち１８７mg／ｌ、３７５mg／ｌ、７５０mg／ｌおよび１０００mg/ｌ で、撹拌しながら酸に添加した。最初の３０分間は５分間隔で、次の３０分間は １０分間隔で、次からの２．５時間は３０分間隔で着色を測定した。温度は２２ ℃とした。 ‐ １８７mg／ｌ：この添加量は、３．５時間後、ハーゼン色数を２２５まで 増加させた。この着色は消滅しなかった。１時間後、ハロ ゲン含量は８５ｐｐｍであったことが測定された。 ‐ ３７５mg／ｌ：この添加量は、２５分後、ハーゼン色数を３００まで増加 させた。続いて、着色レベルは減少し、１２０分後、ハー ゼン色数は２０となった。１時間後、ハロゲン含量は ８ｐｐｍであったことが測定された。 ‐ ７５０mg／ｌ：この添加量は、５分後、ハーゼン色数を最大２５０まで増 加させたが、迅速に着色レベルは減少し、３０分後、ハー ゼン色数は２０となった。ハロゲン含量は＜１ｐｐｍであ ったことが測定された。 ‐ １０００mg／ｌ：この添加量は、７５０mg／ｌと同様の結果を与えた。 ‐ ５０００mg／ｌ：この添加量は、非常に迅速な反応をもたらし、酸は透明且 つ無着色となり（ハーゼン色数２０）、いかなる変色もしなかった。 この結果から、適切な添加量は、このハロゲンの含有量の場合、３７５〜７５ ０mg／ｌ、すなわち約５００mg／ｌであることが分かる。この添加量は、３０〜 ４０分後に透明な酸をもたらし、Ｃｌ₂レベルは＜１ｐｐｍとなる。この添加量 によれば、ハロゲン／着色物の必然的な変動が生じ、その混合も大規模に行う必 要がない。 還元剤の添加量は、酸に存在するハロゲン量に依存するであろう。しかしなが ら、一般的に還元剤は、所望される効果を得るためには、計算量よりも過剰に添 加される。 本発明によれば、工業的規模に利用され得、且つ市販可能な製品が得られる簡 単で低コストの方法が提供される。

【手続補正書】 【提出日】１９９６年２月５日 【補正内容】 請求の範囲 １． 存在する鉄が塩酸から取り除かれ、続いて窒素含有還元剤が該塩酸に供 給されることを特徴とする、塩酸から鉄およびハロゲンのような着色物質を除去 する方法。 ２． ヒドロキシルアミンを含む化合物が還元剤として使用される請求の範囲 第１項に記載の方法。 ３． 還元剤としてヒドロキシルアミンハイドロクロライドが使用される請求 の範囲第２項に記載の方法。 ４． 還元剤が、計算量よりも過剰に供給される請求の範囲第１項に記載の方 法。 ５． 鉄が濾過およびイオン交換により取り除かれる請求の範囲第１項に記載 の方法。 ６． ヒドロキシルアミンハイドロクロライドからなる塩酸のための脱色剤。

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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 存在する鉄が塩酸から取り除かれ、続いて窒素含有還元剤が該塩酸に供 給されることを特徴とする、塩酸から鉄およびハロゲンのような着色物質を除去 する方法。 ２． ヒドロキシルアミンを含む化合物が還元剤として使用される請求の範囲 第１項に記載の方法。 ３． 還元剤としてヒドロキシルアミンハイドロクロライドが使用される請求 の範囲第２項に記載の方法。 ４． 還元剤が、計算量よりも過剰に供給される請求の範囲第１項に記載の方 法。 ５． 鉄が濾過およびイオン交換により取り除かれる請求の範囲第１項に記載 の方法。 ６． 塩酸から望まれない着色を取り除くためのヒドロキシルアミンハイドロ クロライドの使用。 ７． 着色物質が塩素および臭素である請求の範囲第６項に記載の使用。