JPS60155528A - 塩化ナトリウム水溶液の製造方法 - 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】 発明の分野 本発明は炭酸水素す）　ＩＪウムの水溶液から塩化ナト
リウムの水溶液を製造する方法に関する。

発明の背景 炭酸水素す）　ＩＪウムを製造する方法は公知であり、
その方法に従えば塩化ナトリウムの水溶液を水に不溶性
のアミンの有機溶液と混合し、生じたン塩酸塩の有機溶
液から分離し、そして炭酸水素す）　ＩＪウムの水性懸
濁を処理してそれが含んでいる固形炭酸水素す）　＋Ｊ
ウムを母液から分離する（特許、ＧＢ−Ａ−１＃０８２
，４３６−　Ｋａｉｓｅｒ　Ａｌｕｍｉｎｕｍ＆　Ｃｈ
ｅｍｉｃａｌ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ　、　２頁１０
５行から３頁５行まで；　（！ｅｎｔｒａｌ　Ｐａｔｅ
ｎｔｓ工ｎｄｅ＊　、　Ｂａ５ｉｃ　Ａｂｓｔｒａｃｔ
ｓ、Ｔｏｕｒｎａｌ　、　５ｅｃｔｉｏｎ　ＩＤ　、　
Ｗｅｅｋ　Ｔ、　４９　、　ＤｅｒｗｅｎｔＰｕｂｌｉ
ｃａｔｉｏｎ　Ｌｔｄ　１１３　Ｌｏｎｄｏｎ　、　ａ
ｂｓｔｒａｃｔ　７１３４６０Ｔ−Ｆ！：特許出願、Ｔ
Ｐ−Ａ−７２４１２３７（工ＳＲＡ］ＩｃＬＭ工ＮＩＮ
Ｇ　工ＮＤ、　ｌＮ５Ｔ、ＲＢ８．　＆　ＤＥＷ、））
。

以下の記述において「アミン法」の表現は炭酸水素ナト
リウム製造のためのこの公知の方法な表わす。

アミン法においては、塩化ナトリウムは、塩化ナトリウ
ムの出発水溶液を改良するために炭酸水素ナトリウムの
結晶化からの母液に通常添加するこの実施は総てのす）
　ＩＪウムおよび炭酸塩および母液中の炭酸水素酸塩イ
オンの回収を可能になしそしてそれによって使用するナ
トリウムの最大限の利用を保証する。しかし、今日まで
高純度の塩化ナトリウムの使用を必要としそして、特に
、岩塩の使用な禁じた。事実、岩塩中の不純物の存在さ
らに特に硫酸カルシウムの存在は母液中の炭酸塩および
炭酸水素酸塩イオンの炭酸カルシウムの形における沈澱
および硫酸ナトリウムの生成を来たしこれが溶液中に入
る；その結果一方では炭酸塩および炭酸水素酸塩イオン
の損失であり、他方では塩化ナトリウム水溶液中の硫酸
ナトリウムの漸進的富化をまねき、これは塩化ナトリウ
ムの溶解度の減少およびアミンとの望ましくない反応に
導き、これは炭酸水素ナトリウム製造法の良好な運転に
とって不利益である。

本発明の内容 本発明は上記の欠点を避けながら岩塩の使用な許容する
炭酸水素ナトリウムの水溶液から塩化す、トリウムを製
造するための方法を提供することを狙いとする。

本発明は従って炭酸水素ナトＩＪウムの水溶液から塩化
ナトリウムの水湿液を製造するための方法に関するもの
であり、その方法に従えば炭酸水素ナトリウムな分解す
るために炭酸水素ナトリウム１　の水溶液を有機カチオ
ンの塩化物で処理し、生成する二酸化炭素を除去しそし
て生じた水溶液に岩塩を添加する。

本発明に従った方法において、炭酸水素す）　ＩＪウム
の水溶液は、例えば、水酸化ナトリウム水溶液の炭酸塩
化によりまたは上に明記したアミン法において得られる
もののような炭酸水素ナトリウムの結晶化からの母液で
もよい。

有機カチオンは、定義に従って、炭酸水素ナトリウムと
反応して塩化ナトリウム、二酸化炭素および有機塩基を
形成することができる塩化物の形の何れかの有機カチオ
ンである。本発明の好ましい実施態様においては、有機
カチオンの塩化物はそれに対ｊ６前記の塩基が塩化水素
との反応によって有機カチオンの塩化物の再生を可能に
するのに充分な塩基特性を有するものから選ばれる。本
発明のこの実施態様では、含窒素有接カチオンの塩化物
は、特に、例えば、水に不溶性のアミンおよびそれらの
誘導体、水に不溶性の第四アンモニウム塩のような水に
不溶性の含窒素有機塩基から銹導されるものから都合よ
く選ばれる。本発明の範囲内で特に好適な有機カチオン
の塩化物は第一、第二および第三アミンの塩酸塩；特に
好都合なのは第一アミンの塩酸塩、なかでも第一アルキ
ルアミンの塩酸塩が好ましい。

有機カチオンの塩化物は炭酸水素ナトリウム溶液中の炭
酸水系ナトリウムの少なくともかなりの部分を分解する
のに充分な量で使う。好ましくは有機カチオンの塩化物
は該溶液中の炭酸水素ナトリウムの総てを少なくとも分
解するのに充分な量で使う。

本発明に従った方法においては、有機カチオンの塩化物
は通常有機溶液の形で使用するので、炭酸水素ナトリウ
ムと有機カチオンの塩化物間の反応の終りには該反応の
結果生じる塩化ナトリウムの希薄水溶液と上記の有機塩
基を含む有機溶液とは分けて集める。使用すべき有機溶
剤の性質および量は従ってそれが該塩基と共に塩化す）
　ＩＪウムの水溶液中に溶けない有機溶液ケつくるべき
要求によって決定される。塩基の有機溶液からの塩化ナ
トリウム水溶液の分離は従って伺等かの好適な手段、通
常は重力デカン）　（ｄｅｃａｎｔｉｎｇ）または遠心
分離によって行なうことができる。

有機カチオンの塩化物による炭酸水素ナトリウム水溶液
の処理は形成する二酸化炭素の一様な除去を与えるよう
に設計された倒れか適した化学反応器中で実施すること
ができる。二酸化炭素の除去はそれが形成されるに伴な
い有機カチオンの塩化物による炭酸水素ナトリウムの分
解反応を促進するために反応器中の二酸化炭素の充分低
い分圧を絶えず維持するように調節する。反応器中の二
酸化炭素の最適分圧の選択は極々の因子、特に反応器内
部の温度、炭酸水素ナトリウム水溶液の濃度および使用
する有機カチオンの塩化物によって決まる。少なくとも
１５℃の温度および３バールよりも低い二酸化炭素分圧
が通常反応器中で生じ。

る。少なくとも４０’Ｏの温度および０．９バールな越
えない二酸化炭素分圧が好ましく、３ｏ０と９０°Ｃの
間の温度および１と０．３バールの間の二酸化炭素分圧
が特に有利である。

二酸化炭素を反応器から除去するためおよび反応器中に
二酸化炭素の所望分圧を生じさせるためには何れの好適
な公知の手段も使うことができる。−好適な手段は反応
混合物中に不活性ガス、例えば窒素またはアルビンなバ
ブルさせることから成る。

別法として、反応器を調節される減圧に当てることも可
能である。

有機カチオンの塩化物による炭酸水素ナトリウム水溶液
の処理から生じる水溶液に対する岩塩添加のための手段
は重大ではない。例えば、・この目的に対して固体岩塩
および該水溶液を制御した方法で供給する連続的溶解機
を使うことができる。

本発明に従った方法な実施するために使うことができる
溶解機の例は特許ＰＲ−Ａ−２，４７１１３５０（ＳＯ
ＬＶＡＹ　＆　Ｃｏｍｐａｎｙ　）中に記載される。

本発明に従った方法の特に有利な実施態様に従えば、有
機カチオンの塩化物による炭酸水素ナトリウム溶液の処
理から生じる水溶液に岩塩を添加するためには、岩塩の
地下堆ｆＪな辿して該溶液をパーコレート（ｐｅｒｃｏ
ｌａｔｅ　）させる；この目的に対して、２本のパイプ
ライ、ンな岩塩堆積中に相互に接近させて押し込み（通
常は同軸の管状パイプラインと環状パイプライン）、水
溶液を加圧下でパイプラインの１本に注入しそして塩化
ナトリウムの水溶液なもう１本のパイプラインを通して
取り出す（Ｄａｌｅ　Ｗ、　ＫＡＵＦＭＡＮＮ　”　Ｓ
ｏｄｉｕｍ　Ｃｈｌｏｒｉｄｅ″。

Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　５ｏｃｉｅｔｙ
　Ｍｏｎｏｇｒａｐｈ　５ｅｒｉｅｓ　。

１９６　Ｄ　ｅ　Ｒｅ１ｎｈｏｌｄ　Ｐｕｂｌｉｓｈｉ
ｎｇ　Ｃ！ｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ　。

Ｏｈａｐｍａｎ　＆　Ｈａｌｌ　、　Ｌｔｄ、、　’Ｌ
ｏｎｄｏｎ　、　１４２−１８５頁）。

本発明に従った方法によって得られる塩化ナトリウムの
水溶液は濃厚な、通常は飽和した塩化すトリウムの水溶
液の使用を必要とする何れの工業においても、そして特
に上に明記したアミン法におけるアンモニア　ソーダの
製造法においておよび塩素と水酸化ナトリウムの水溶液
の製造に対する電解法において使用することができる。

本発明に従う方法は上記のアミン法において塩化ナトリ
ウム水溶液と有機アミン溶液を同時に生じさせるための
有利な適用な見出す。従って、本発明はまた炭酸水素ナ
トリウムの製造方法に関し、その方法に従えば塩化ナト
リウムの水溶液を水に不浴のアミンの有機溶液と混合し
、生じる混合物な二酸化炭素な含むガスによって処理し
て炭酸水素ナトリウムの水性懸濁とアミン塩酸塩の有機
溶液となつくり、炭酸水素す）　ＩＪウムの水性懸濁を
処理してそれに含まれる固体の炭酸水素ナトリウムを母
液から分離し、母液はアミン塩酸塩の有機溶液の少なく
とも一部によって処理し、生成する二酸化炭素を除去し
そして塩化す）　ＩＪウムの希薄水浴液と有機アミン浴
液な分けて集め、塩化ナトリウムの希薄溶液に岩塩を加
えそして生じた塩化ナトリウムの濃厚水溶液と有機アミ
ン溶液を上に言及した混合物中に再循環させる。

本発明の独特な特徴および詳細は添付する１枚の図面か
ら明らかになるであろうがこれは上記のアミン法による
炭酸水素ナトリウムの製造用プラントの一般的略図を示
し、そして本発明に従った方法の好ましい実施態様を含
む。

図面中に示されるプラントは実質的に飽和した塩化ナト
リウムの水溶液２を絶、えず供給する結晶化室１、塩化
ナトリウムの水溶液に不浴性の第一アミンの有機溶液３
および二酸化炭素を含むガス４を含む。第一アミンの有
機溶液は、例えば、キシレン中の５０重重量の第一アル
キルアミン溶液か可能である。ガス４は好ましくは富化
ガスで、例えば、適当な割合の石灰がまガスと炭酸水素
ナトリウムをナトリウム　モノカーボネートに焼成する
ときの残留ガスとの混合によって生じる６Ｄから８０重
型筒までの二酸化炭素な含む。使用するガスの童は浴液
２中の塩化ナトリウムの充分な部分を炭酸水素ナトリウ
ムに転化させるのに充分にすべきである。別法として、
結晶化室１中の処理は石灰がまガスのような二酸化炭素
が枯渇したガスの手段によって混合物の部分的炭酸化を
先行させることができる。

水浴液および有機溶液の混合物から成り、そして炭酸水
素ナトリウムの結晶を懸濁状で含む液体５シ結晶化宰１
から抜き出す。この液体５はデカント室（ｄｅｃａｎｔ
ｉｎｇ　ｃｈａｍｂｅｒ）　ｉ３に移しここでアミン塩
酸塩の有機溶液７を重力によって炭酸水素ナトリウム結
晶の水性スラリー８から分離する。後者は液分離または
濾過装置９に運びそこで固体炭酸水素ナトリウム１０と
母液１１な分げて集める。

本発明に従って、第一アミン塩酸塩の有機溶液７は２画
分１２および１３に分け、画分１２と母液１１を反応室
１４中に装入しそしてその中で激しくかきまぜて炭酸水
素ナトリウムとアミン塩酸塩との間に反応を起こさせ、
水浴液中に赴く塩化ナトリウム、有機溶液中に赴く第一
アミンおよび二酸化炭素の形成に尋く。画分１２の大き
さは母液中の総ての炭酸水素ナトリウムな分解するのに
充分な量である。炭酸水素す）　ＩＪウムとアミン塩酸
塩間の反応を促進するために反応室１４は、例えば６０
°Ｃ程度の温度に熱しそしてその中に形成される二酸化
炭素は排気ポンプ１５０手段によって除去する。ポンプ
１５によって反応室１４から引き出した二酸化炭素２８
は都合よく結晶化室１中にポンプ送りする。

塩化ナトリウムの希薄水溶液および有機アミン溶液の混
合物から成る液体１６は反応室１４から引き出す；この
液体１６はデカント室１７に運びそこから塩化ナトリウ
ムの希薄水溶液１８と有機アミン溶液を分けて集めろ。

塩化す）　ＩＪウムの希薄溶液１８は次に岩塩２０の堆
積中に導入し、そこから塩化ナトリウムの飽和水溶液２
１０当量の流れを引き出しそして出発塩化ナトリウム流
れ２と合体する。

デカント室１７から集めた有機アミン溶液１９は出発有
機アミン溶液３と完全に合体させることができそして後
者と共に結晶化室１中に導入する。

別の形によれば、デカント室１７から集めた有槻アミン
済液１９または後者の部分２２はアミン塩酸塩の有機溶
液の画分１３と合体させることができる。

アミン塩酸塩の有機溶液画分１３は（もしも適しておれ
ば有機アミン溶液２２と混合して）次いでそれ自体アミ
ン法において公知の方法で処理してアミンを再生させる
。この目的のために、それな反応室２３に運び、そこで
水酸化カルシウムの水性！ｊ［ｊ２４とかきまぜ、そし
て生じた反応混合物２５をデカント室２６に運びそこか
ら塩化カルシウムの水溶液２７および結晶化室１に再循
還する有機アミン溶液３を分けて集める。

本発明の利点は以下の実施例の記述から明白になる。

実施例１ 反応室に次のものを装入″′ｆ″る１ ６１５ｇの炭酸水素ナトリウム水溶液、および芳香族有
機浴剤（曲品名５ＨＥＬＬＳＯＬ　ＡＢ　（ＳＨＥＬＬ
）で知られている）に溶かした１８から２４個までの炭
素原子な含む第一アルキルアミン塩酸塩の右旋酸水素ナ
トリウムの水溶液は次の組成を有していた： ＮａＨＣ！０３：　２０．０　ｆＪ　／　Ｉ’ｊＱＭａ
ｉｌ　：　１　７３−９９７’９ 有機溶液はゆ当り１．１１５モルのアミン塩酸塩および
０．２４６モルの対応するアミンを含んでいた。

反応室中で２溶液な機械攪拌しそして♀素な８７／時の
割合で上面に流した；反応室中の温度は常に４０℃に維
持した。

９０分の反応後、炭酸水素ナトリウムの当初重量の９８
．７％が、Ｎａｌ：Ｊに転化した。１６５分の反応の後
、反応室内容物を出しそして有機相と水性相を分けて集
めた。集めた水性相は炭酸水素ナトリウムな含まない塩
化ナトリウムの水溶液であることが判明し；集めた有機
相はｋｑ当り０．３５６モルのアミンと１．０１４モル
のアミン塩酸塩を含んでいた。

集めた塩化ナトリウムの水解液に塩化ナトリウムが飽和
するまで岩塩な加えた。

実施例２ 温度を６０℃に固定した点な除き同一操作条件な再現し
て実施例１の試験な繰返した。総ての炭酸水素ナトリウ
ムな塩化ナトリウムに転化させるのに６０分の反応で充
分であった。

実施例６ 実施例１の試験に用いた水溶液および有機溶液を反応室
中で混合した。

反応室は絶えず５Ｄ０Ｃに保ちそしてその中の圧力な排
気ポンプの手段によって０．１パールに減圧した。

６０分の反応後、反応室内容物を出しそして有機相と水
性相な別々に集めた。集めた水性相は炭酸水素ナトリウ
ムを含まない塩化ナトリウムの水浴液であることが判明
し；これに岩塩な加えて塩化す）　ＩＪウムによって飽
和させた。集めた有機相は１（ｇ当り０．３５８モルの
アミンと１．０１５モルのアミン塩酸塩を含んでいた。

実施例４ 実施例乙の試験に用いた反応室を再度用い次の材料を入
れた： ６４２ｇの炭酸水素ナトリウムの水溶液、および 上記の芳香族有機浴剤５ＨＫＬＬＳＯＬ　ＡＢ中に１８
から２４個までの炭素原子な含む第一アルキルアミンの
塩酸塩を溶かした１６８ｇの有機溶液。

炭酸水素ナトリウムの水溶液は次の組成を有していた： ＮａＨＣＯ３’　：　１８．６　ｇ／に９ＮａＣＡ　：
　１　７０１／に９ 有（容溶液はゆ当り１．０９０モルのアミン塩酸塩およ
び０．２５’　８モルの対応するアミンな含んでいた。

反応室中の温度は８０℃でそして減圧は０．４パールで
一定に保った。

６０分の反応の終に、反応室内容物を取り出しそして有
機相と水性相を分けて集めた。集めた水性相は炭酸水素
ナトリウムを含まない塩化ナトリウムの水溶液であるこ
とが判明し；引き続き岩塩を加えて塩化ナトリウムで飽
和させた。集めた有機相はゆ当り１．２１４モルのアミ
ンと０．２１１モルのアミン塩酸塩を含んでいた。

【図面の簡単な説明】

添付した図面は本発明に従った一実施態様の概要の系統
図であって、図面中の数字はそれぞれ下記のものを表わ
す： １・・・・・・結晶化室 ２・・・・・・塩化ナトリウムの水溶液３・・・・・・
第一アミンの有機溶液 ４・・・・・・二酸化炭素を含むガス ５・・・・・・液体 ６・・・・・・デカント室 ７・・・・・・アミン塩酸塩の有機溶液８・・・・・・
水性スラリー ９・・・・・・濾過装置 １０・・・・・・固体炭酸水素ナトリウム１１・・・・
・・母液 １２・・・・・・画分 １３・・・・・・画分 １４・・・・・・反応室 １５・・・・・・排気ポンプ １６・・・・・・液体 １７・・・・・・デカント室 １Ｂ・・・・・・塩化ナトリウムの希薄水溶液１９・・
・・・・有機アミン溶液 ２０・・・・・・岩塩 ２１・・・・・・塩化ナトリウムの飽和水溶液２２・・
・・・・有機溶液 ２３・・・・・・反応室 ２４・・・・・・水酸化カルシウムの水性懸濁２５・・
・・・・反応混合物 ２６・・・・・・デカント室 ２７・・・・・・塩化カルシウムの水溶液２８・・・・
・・二酸化炭素 代理人浅村　皓 手続補正書（方式） 昭和６Ｑ年】月ユ乙日 特許庁長官殿 １、事件の表示 昭和、ｒ７年特許願第７ｇ１−１−’：／号２、発明の
名称 １旨１イヒシノ「［−１）曾２ム７￥−ラｈ１トシ１追
と６へ１８羨ゴ迄５レプ５う感巳、３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所 へ詔　ゾｌレベイマン）”　ｐ＞Ｊわ−（Ｖシνテ　７
１ニム）４、代理人 図面の浄書　（内容に変更なし）

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）炭酸水素す）　ＩＪウムの水溶液から塩化ナトリ
   ウムの水溶液を製造する方法において、炭酸水素ナトリ
   ウムを分解するために炭酸水素ナトリウムの水溶液を有
   機カチオンの塩化物で処理し、形成する二酸化炭素を除
   去しそして生じた水溶液に岩塩を添加することを特徴と
   する塩化ナトリウム水溶液の製造方法。
2. （２）塩化ナトリウムの水溶液に溶けない有機カチオン
   の塩化物を選ぶことを特徴とする特許請求の範囲第（１
   ）項に記載の方法。
3. （３）有機塩基と塩化水素の反応によって得ることがで
   きる有機カチオンの塩化物を選ぶこと、を特徴とする特
   許請求の範囲第（１）または（２）項に記載の方法。
4. （４）有機カチオンの塩化物を含窒素有機カチオンの塩
   化物から選ぶことな特徴とする特許請求の範囲第（３）
   項に記載の方法。
5. （５）　有機カチオンの塩化物を第一アミンの塩酸塩か
   ら選ぶことを特徴とする特許請求の範囲第（４）項に記
   載の方法。
6. （６）　有機カチオンの塩化物を水に不溶性の有機溶液
   の形で使用することを特徴とする特許請求の膨囲第（１
   １から（５）項までの何れかの１項に記載の方法。
7. （７）炭酸水素ナトリウムの水溶液と有機カチオンの塩
   化物とな少なくとも１５°Ｇの温度においてそして６パ
   ールよりも低い二酸化炭素の分圧下で処理することを特
   徴とする特許請求の範囲第（１）から（６）項までの何
   れかの１項に記載の方法。
8. （８）炭酸水素ナトリウムの水溶液と有機カチオンの塩
   化物とを６０°と９０℃の間の温度および０．６と１パ
   ールとの間の二酸化炭素の分圧下で処理することを特徴
   とする特許請求の範囲第（７）項に記載の方法。
9. （９）　炭酸水素す）　ＩＪウム浴液と有機カチオンの
   塩化物との処理から生じる水溶液に岩塩を鼾かすために
   該生成溶液を岩塩の堆積物中でパ・−コレートさせるこ
   とな特徴とする特許請求の範囲第（１）から（８）項ま
   での何れかの１項に記載の方法。 ０ｕ　炭酸水素ナトリウムを製造する方法においてその
   方法に従って塩化す）　ＩＪウムの水溶液と水に不溶性
   のアミンの有機溶液とを混合し、生じた混合物な二酸化
   炭素な含むガスで処理して炭酸水素ナトリウムの水性懸
   濁およびアミン塩酸塩の有機溶液を形成し、そして炭酸
   水素ナトリウムの水性懸濁を処理して含んでいる固形炭
   酸水素ナトリウムと母液を分離する過程において、アミ
   ン塩酸塩の有機す液の少なくとも一部によって母液を処
   理し、形成する二酸化炭素な除去しそして塩化ナトリウ
   ムの希薄水溶液と有機アミン溶液な分けて集め、岩塩な
   塩化ナトリウムの希薄溶液に加えそして生じた塩化ナト
   リウムの濃厚水浴液および有機アミン浴液を上に言及し
   た混合物に再循還させろことな特徴とする方法。