JPH1087606A - 品質良好な二酸化チオ尿素結晶の製造方法 - Google Patents
品質良好な二酸化チオ尿素結晶の製造方法Info
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Abstract
結晶を高収率で製造する方法を提供する。 【解決方法】 チオ尿素と過酸化水素をバナジウム化合
物及び重炭酸アンモニウムの存在下に反応させて二酸化
チオ尿素の結晶をつくり、更に結晶をキレート剤で洗浄
する。
Description
素から二酸化チオ尿素を製造する方法に関し、特に品質
良好で、取扱い易く、長期間安定な二酸化チオ尿素の結
晶を取得する方法に関する。
を反応させ得られ、繊維工業、紙パルプ工業、化学工業
等種々の分野でその還元力を利用して広く用いられてい
る。チオ尿素と過酸化水素からなる二酸化チオ尿素の合
成は古くは1910年ジャーナル・オブ・ケミカル・ソ
サィアティ97巻63頁で発表され、工業的に利用しう
る方法としては、1939年に米国特許第2,150,
921に0〜10℃の温度で飽和チオ尿素水溶液に過酸
化水素を加える方法、又、1957年には米国特許第
2,783,272にこの技術を改良して収率90%以
上を得る方法が提案されている。高収率(95〜96
%)に二酸化チオ尿素を製造できる方法として同じ薬品
を使用して水に不溶な四塩化炭素を溶媒として使用する
方法がイタリー特許第579,119(1958年)で
提案されている。また1958年に米国特許第3,55
5,486に高収率、高純度の二酸化チオ尿素を連続的
に製造する方法の提案がなされている。又、特公昭58
−39155では水溶媒の反応系で過酸化水素とチオ尿
素との反応時に重炭酸アンモニウムを添加して収率を著
しく改善する方法の提案がある。最近では特開平7−1
0832、7−82243、7−258206にオンサ
イトで過酸化水素とチオ尿素を反応させ生成した二酸化
チオ尿素を分離することなく直接、製紙用パルプの漂白
に供する方法及び設備の提案がなされている。
系溶媒では反応性、生成結晶の形状、特に結晶の流動
性、純度等について検討が不十分である。又、溶剤を使
用する場合には製造工程内で溶剤回収の設備が必要とな
るため過大な設備投資をしなければならないという問題
がある。本発明の目的は水媒体中でチオ尿素と過酸化水
素を反応させ二酸化チオ尿素を製造する方法において品
質を改良して取扱い易い、長期間安定な二酸化チオ尿素
の結晶を得ることにある。この水媒体系でのチオ尿素と
過酸化水素の反応は発熱反応であり冷却により熱を吸収
すると同時に急激な攪拌により熱の分散を図る必要があ
る。従って生成する結晶が細かくなることは避けられな
い。従って本発明の目的はより具体的には、収率が向上
するのみならず結晶状態が従来の不透明な小さい結晶で
はなく透明な粒径の大きな濾過性の優れた結晶状態をも
つ二酸化チオ尿素の結晶を得る方法を提供することにあ
る。
でのチオ尿素と過酸化水素との反応により二酸化チオ尿
素を製造する方法において、該反応をバナジウム化合物
と重炭酸アンモニウムの存在下に行ない二酸化チオ尿素
を結晶として取得することを特徴とする二酸化チオ尿素
結晶の製造方法である。さらに本発明の第二は上記で取
得した二酸化チオ尿素の結晶をキレート剤で洗浄するこ
とを特徴とする二酸化チオ尿素結晶の製造方法である。
素を反応させるに際し系にバナジウム化合物と重炭酸ア
ンモニウムを共存させることを不可欠とする。従来技術
のうち特開平7−10832及び7−82243ではオ
ンサイトで過酸化水素とチオ尿素を反応させる際の触媒
としてIV,V又はVI族元素の酸素酸もしくはヘテロポリ
酸を使用し且つキレート剤を併用する方法を提案してい
るが、本発明ではバナジウム化合物のみが著効を示し、
他の元素(化合物)は効果を示さないという特異性を示
すことが確認された。たとえばMo,W,Tiは触媒作
用がなく、触媒無添加の場合に比し、結晶収率が同等
で、結晶純度が低く、外観も粉末状であり、生成物を粉
末で利用する場合には流動性が悪く均一な自動供給が困
難であるといった問題を生ずる。またバナジウム化合物
も単独使用の場合は他の金属化合物と同等の効果しか示
さず、生成物の結晶状態も不十分なものである。
ている種々の化合物からバナジウム化合物を選択しこれ
を重炭酸アンモニウムと併用した場合には意外にも得ら
れる二酸化チオ尿素の結晶収率が著しく向上し、しかも
結晶純度、結晶白色度等の結晶の性状も著しく向上する
という効果を示すのである。これは結晶取得を目的とし
た反応系にみられる特異的な挙動といえる。
は結晶取得に適した状態(濃度)のものを用いる以外特
段の制限はない。チオ尿素は水溶液からスラリーの状態
で使用できるが過酸化水素との反応性及び後段での濃縮
を配慮すれば100g/l以上の濃度が望ましい。過酸
化水素はチオ尿素に対してモル比で2倍モル以上であれ
ばよいが反応収率、経済性等を加味して理論量の100
〜105%の範囲が特に好ましい、又2倍モル以下でも
結晶は得られるが未反応のチオ尿素が残り、又、生成結
晶も形状がことなり濾過し難い場合があり好ましくな
い。又、過酸化水素濃度は濃厚なものが望ましいが反応
の危険性、後段の濃縮等を考慮すれば50〜70重量%
が望ましい。
例示される。 1)酸化物、酸素酸 VII VO,V(OH)2 , VIII V2 O3 ,V(OH)3 , VIV VO2 ,MI 2 V4 O9 ・7H2 O VV V2 O5 ,HVO3 ,H2 V4 O11,MI 3 VO4 ,MI 4 V2 O7 ,MI VO3 ,MI 4 〔VO〕H2 〔V5 O16〕 2)ハロゲン化物、オキシハロゲン化物、関連化合物 VII VCl2 , VIII VF3 ,VCl3 ,VBr3 ,VI3 ,MI 2 VF5 , VIV VF4 ,VCl4 ,VOCl2 ,MI 2 〔VOF4 (OH2 )], VV VF5 ,VOF3 ,VOCl3 ,VOBr3 ,MI VF6 , 3)硫酸塩、関連アシド錯化合物 VII VSO4 ・7H2 O,VSO4 ・MI 2 SO4 ・6H2 O, K4 〔V(CN)6 〕・3H2 O, VIII V2 (SO4 )3 ,V2 (SO4 )3 ・H2 SO4 ・12H2 O ,MI V(SO4 )2 ・12H2 O,K3 〔V(CN6 )〕, VIV 2VOSO4 ・H2 SO4 ,VOSO4 ,MI 2 〔VO(SO4 )2 〕,MI 2 〔VO(C2 O4 )2 〕,MI 2 〔VO(SCN )4 〕, VIV MI 3 〔VO2 (C2 O4 )2 〕 4)その他 VIII 2 S3 ,VV 2 S5 ,VIII N,VIVC
ら特に好ましいのはバナジン酸ナトリウムで総称される
メタバナジン酸ナトリウム(NaVO3 )、オルソバナ
ジン酸ナトリウム(Na3 VO3 )、ピロバナジン酸ナ
トリウム(Na4 V2 O7 )等である。バナジウム化合
物の添加量は反応系中の濃度がVとして50ppm以上
が好ましく、特に40〜120ppmが反応収率及び製
品純度の点で好ましい。併用する重炭酸アンモニウムの
添加量は反応系中の濃度として3g/l以上が好まし
く、特に5〜15g/lが生成物の安定性の点で好まし
い。反応温度は10℃以下が好ましい。
析出し固液混合相となる。析出結晶は反応終了まで反応
系に共存させておいてもまた連続的ないし断続的に反応
系から分離してもよい。特に反応完結まで固液混合相を
維持し、その後二酸化チオ尿素の結晶を熟成させ、必要
に応じ蒸発により系を濃縮後、二酸化チオ尿素の結晶を
濾別することが好ましい。かくして製造された二酸化チ
オ尿素の結晶は純度も高く、結晶状態も良好で、且つ流
動性も優れ取り扱い易いものである。しかし本発明者等
の更なる検討の結果、この二酸化チオ尿素の結晶は長期
間の安定性が、触媒を用いない方法で得た二酸化チオ尿
素の結晶よりも劣ることを知見し、この安定性の改善
に、得られた結晶をキレート剤で洗浄することが有効で
あることを見出した。特に上記の方法で製造した二酸化
チオ尿素の結晶を濾別する際にキレート剤を含む水溶液
で洗浄する方法により結晶の長期間の品質安定性が顕著
に向上することが判明した。これは共存する微量の触媒
及び副生物がキレート剤で洗い流されるためと思われ
る。
とキレート錯体を形成しうるものであればよく、具体例
としては、一般的なアミノカルボン酸系キレート剤とし
て知られるエチレンジアミン四酢酸(EDTA)、ジエ
チレントリアミン五酢酸(DTPA)、ニトリロトリ酢
酸(NTA)等やアミノアルキル燐酸系として知られる
アミノトリメチレンホスホン酸(ATMP)、ジエチレ
ントリアミンペンタメチレンホスホン酸(DTPMP)
等やそれらの塩等が挙げられる。洗浄条件は特に制限は
ないが、50〜200ppmのキレート剤を含む水溶液
を粗結晶の1/3倍量以上用いて洗浄することが好まし
い。洗浄後は乾燥し所望の結晶を取得する。かくして結
晶純度が高く、結晶状態が良好で、流動性に優れ取り扱
い易く、且つ長期間の品質安定性にも優れた二酸化チオ
尿素の結晶が得られる。
る。
ウム触媒及び重炭酸アンモニウムを下記の量添加し10
±1℃に冷却しながらH2 O2 (60%)を所定量(3
00g/l)を加える。次いで0℃で一定時間(1〜2
hr)熟成した後、全量の約60%を蒸発させ、残留濃
縮液から二酸化チオ尿素(TUD)を濾別、乾燥して結
晶収率を求めた(図1)。尚、従来の技術で同様操作で
処理した例を比較例1〜18に記載した。
ナトリウム及び重炭酸アンモニウム10g/lを添加し
10±1℃に冷却しながらH2 O2 (60%)を所定量
(300g/l)を加える。次いで0℃で一定時間(1
〜2hr)熟成した後、全量の約60%を蒸発させ、残
留濃縮液から二酸化チオ尿素を濾別、乾燥して結晶収率
を求めた(図2)。
ナトリウム(Vとして)40ppm、重炭酸アンモニウ
ム5g/l添加し10±1℃に冷却しながらH 2 O
2 (60%)を所定量(230g/l)を加える。次い
で0℃で一定時間(1〜2hr)熟成した後、全量の約
80%を蒸発させ、残留濃縮液から二酸化チオ尿素の結
晶を濾別する際に下記のキレート剤100ppmを含む
水溶液で結晶の約1/3倍量で洗浄してから濾過し乾燥
した結晶の評価を速める為、50℃で3週間放置し結晶
純度の変化を調べ、キレート剤無添加と比較した(図
3)。
酸ナトリウム(Vとして)40ppm、重炭酸アンモニ
ウム5g/l添加し10±1℃に冷却しながらH2 O2
(60%)を所定量(230g/l)を加える。次いで
0℃で一定時間(1〜2hr)熟成した後、全量の約8
0%を蒸発させ、残留濃縮液から二酸化チオ尿素の結晶
を濾別する際に下記のキレート剤EDTA−2Na 1
00ppmを含む水溶液で結晶の約1/4〜1倍量で洗
浄してから濾過し乾燥した結晶を、50℃で3週間放置
し結晶純度の安定性を調べた。
ために従来の比較例2と実施例7の結晶の粒度分布及び
安息角を下記に示す。またこれらの250倍の顕微鏡写
真を図4及び図5に示す。 比較例2 実施例7 500 μ on(%) 1 0 425 μ on 1 1 300 μ on 14 13 212 μ on 36 60 106 μ on 33 24 106 μ pass 15 2 メディアン粒径(μ) 215 245 安息角 32 24
結晶収率の関係を示すグラフ。
結晶収率の関係を示すグラフ。
安定性を示すグラフ。
倍)。
倍)。
Claims (6)
- 【請求項1】 水媒体系でのチオ尿素と過酸化水素との
反応により二酸化チオ尿素を製造する方法において、該
反応をバナジウム化合物と重炭酸アンモニウムの存在下
に行ない二酸化チオ尿素を結晶として取得することを特
徴とする二酸化チオ尿素結晶の製造方法。 - 【請求項2】 該反応をチオ尿素を100g/l以上の
濃度、過酸化水素を90g/l以上の濃度で接触させて
行なう請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 バナジウム化合物がバナジン酸ナトリウ
ムである請求項1又は2記載の方法。 - 【請求項4】 該反応で生成した二酸化チオ尿素の結晶
をキレート剤で洗浄することを特徴とする請求項1〜3
のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項5】 キレート剤による洗浄を該反応によって
生成した二酸化チオ尿素の結晶を濾過する段階でキレー
ト剤を含む水溶液を用いて行なう請求項4記載の方法。 - 【請求項6】 キレート剤がアミノカルボン酸又はアミ
ノアルキル燐酸である請求項4又は5記載の方法。
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---|---|---|---|
JP24588796A JP3902274B2 (ja) | 1996-09-18 | 1996-09-18 | 品質良好な二酸化チオ尿素結晶の製造方法 |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1087606A true JPH1087606A (ja) | 1998-04-07 |
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JP (1) | JP3902274B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103588688A (zh) * | 2013-11-19 | 2014-02-19 | 武汉科技大学 | 一种延长二氧化硫脲产品保质期的方法 |
CN112250607A (zh) * | 2020-10-28 | 2021-01-22 | 山东益丰生化环保股份有限公司 | 一种连续合成二氧化硫脲的方法 |
-
1996
- 1996-09-18 JP JP24588796A patent/JP3902274B2/ja not_active Expired - Fee Related
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CN112250607A (zh) * | 2020-10-28 | 2021-01-22 | 山东益丰生化环保股份有限公司 | 一种连续合成二氧化硫脲的方法 |
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