KR102512609B1 - 정제 과산화수소 수용액의 제조 방법 및 제조 시스템 - Google Patents

정제 과산화수소 수용액의 제조 방법 및 제조 시스템 Download PDF

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Abstract

고순도의 정제 과산화수소 수용액을 효율적으로 제조하는 방법 및 시스템을 제공하는 것. 미정제 과산화수소 수용액을 함유하는 원료를 기화시키는 공정 A 와, 공정 A 에서 얻은 기액의 적어도 일부를 응축시켜 기상과 액상으로 분리하는 공정 B 와, 분리된 액상인 분리액의 적어도 일부를 원료에 되돌리는 공정 C 를 포함하는 정제 과산화수소 수용액의 제조 방법으로서, 상기 공정 C 가, 상기 분리액 중의 과산화수소 농도를 조정하는 공정 D 를 추가로 포함한다.

Description

정제 과산화수소 수용액의 제조 방법 및 제조 시스템
본 발명은, 예를 들어 전자 공업용 등 고순도가 요구되는 정제 과산화수소 수용액의 제조 방법 및 제조 시스템에 관한 것이다.
과산화수소는, 공업적으로는 안트라퀴논의 자동 산화에 의해 제조되고 있다. 그런데, 예를 들어 반도체 제조 분야에 있어서의 세정제나 에칭액 등에는, 고순도의 과산화수소 수용액이 요구된다. 안트라퀴논법에 의해 제조되는 미정제 과산화수소 수용액은, 비교적 많은 불순물을 함유하며, 저순도이다. 그 때문에, 안트라퀴논법에 의해 제조되는 미정제 과산화수소 수용액을, 예를 들어 전자 공업용으로 제공하기 위해서는, 더욱 정제 농축시켜 순도를 높일 필요가 있다.
종래, 미정제 과산화수소 수용액의 정제 농축 방법으로는, 예를 들어 특허문헌 1 ∼ 6 에 개시된 바와 같이 여러 가지 방법이 제안되어 있으며, 예를 들어 도 1 의 플로에 나타내는 방법이 일반적으로 실용화되어 있다. 도 1 에 있어서, 원료인 미정제 과산화수소 수용액은, 라인 (101) 으로부터 기화기 (102) 에 들어가고, 기화기 (102) 로부터 나온 기액이 라인 (103) 을 지나 기액 분리기 (104) 에 들어간다. 기액 분리기 (104) 에서는, 기화기 (102) 로부터의 기액이 응축되고, 과산화수소를 함유하는 증기와 과산화수소 수용액으로 분리된다. 기액 분리기 (104) 에서 분리된 증기는, 라인 (105) 을 거쳐 정류탑 (106) 의 바닥부에 들어간다.
정류탑 (106) 에서는, 증기는 상승하여 과산화수소 농도가 감소하고, 액체는 하강하여 농축됨과 함께 과산화수소 농도가 증가한다. 농축된 정제 과산화수소 수용액은, 탑저의 라인 (111) 으로부터 취출된다. 탑정의 증기는 라인 (107) 을 거쳐 콘덴서 (108) 에 들어가고, 실질적으로 과산화수소를 함유하지 않는 응축수가 라인 (110) 으로부터 배출된다. 탑정에는 환류수가 라인 (109) 으로부터 공급된다.
또, 기액 분리기 (104) 에서 분리된 과산화수소 수용액은, 라인 (112) 으로부터 취출되고, 일반적인 순도 품질의 과산화수소 수용액으로서 공업적으로 이용되고 있다.
미국 특허 제3073755호 영국 특허 제1326282호 일본 특허공보 소37-8256호 일본 특허공보 소45-34926호 일본 공개특허공보 평5-201707호 일본 특허 제2938952호
최근, 반도체나 프린트 배선판 등을 제조하는 전자 공업 분야에 있어서는, 불순물이 매우 적은 고순도의 과산화수소 수용액의 수요가 증대되고 있다. 전술한 종래의 정제 농축법에 의하면, 정류탑으로부터 고순도의 과산화수소 수용액을 소량 얻는 것이 가능하지만, 동시에 기액 분리기로부터는, 일반적인 순도 품질의 과산화수소 수용액이 상당량 제조된다. 이 일반적인 과산화수소 수용액은, 무기 불순물이나 유기 불순물을 약간 함유하고 있어, 그대로는 고순도가 요구되는 예를 들어 전자 공업용으로 공급할 수 없다.
본 발명은, 이러한 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 불순물이 저감된 고순도의 정제 과산화수소 수용액을, 종래보다 효율적으로 제조하는 방법 및 제조 시스템을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
전술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 미정제 과산화수소 수용액을 함유하는 원료를 기화시키는 공정 A 와, 상기 공정 A 에서 얻은 기액의 적어도 일부를 응축시켜 기상과 액상으로 분리하는 공정 B 와, 상기 공정 B 에서 분리된 액상인 분리액의 적어도 일부를 원료에 되돌리는 공정 C 를 포함하는 정제 과산화수소 수용액의 제조 방법으로서, 상기 공정 C 가, 상기 분리액 중의 과산화수소 농도를 조정하는 공정 D 를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제조 방법에 있어서, 상기 공정 D 를 물에 의한 희석으로 실시하는 것이 바람직하다.
상기 제조 방법에 있어서, 상기 공정 C 가, 상기 분리액으로부터 불순물을 제거하는 공정 E 를 추가로 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제조 방법에 있어서, 상기 공정 E 를 이온 교환 수지에 대한 접촉에 의해 실시하는 것이 바람직하다.
상기 제조 방법에 있어서, 상기 공정 C 가, 상기 분리액에 안정제를 첨가하는 공정 F 를 추가로 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제조 방법에 있어서, 상기 공정 B 에서 분리된 기상을 농축시켜 정제 과산화수소 수용액을 얻는 공정 G 를 추가로 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제조 방법에 있어서, 상기 공정 A 를 기화기로 실시하는 것이 바람직하다.
상기 제조 방법에 있어서, 상기 공정 B 를 기액 분리기로 실시하는 것이 바람직하다.
상기 제조 방법에 있어서, 상기 기액 분리기가 사이클론인 것이 바람직하다.
또, 본 발명은, 미정제 과산화수소 수용액을 함유하는 원료를 기화시키는 기화기와, 상기 기화기에서 얻은 기액의 적어도 일부를 응축시켜 기상과 액상으로 분리하는 기액 분리기와, 상기 기액 분리기에서 분리된 액상인 분리액의 적어도 일부를 원료에 되돌리는 라인을 구비하는 정제 과산화수소 수용액의 제조 시스템으로서, 상기 분리액 중의 과산화수소 농도를 조정하는 농도 조정 설비를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 농도 조정 설비에 있어서 과산화수소 농도의 조정을 물에 의한 희석으로 실시하는 것이 바람직하다.
상기 제조 시스템에 있어서, 상기 분리액으로부터 불순물을 제거하는 장치를 추가로 구비하는 것이 바람직하다. 또, 상기 불순물의 제거를 이온 교환 수지에 대한 접촉에 의해 실시하는 것이 바람직하다.
상기 제조 시스템에 있어서, 상기 분리액에 안정제를 첨가하는 장치를 추가로 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제조 시스템에 있어서, 상기 기액 분리기에서 분리된 기상을 농축시켜 정제 과산화수소 수용액을 얻는 정류탑을 추가로 구비하는 것이 바람직하다.
상기 제조 시스템에 있어서, 상기 기액 분리기가 사이클론인 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 종래보다 높은 생산 효율로, 고순도의 정제 과산화수소 수용액을 제조할 수 있다. 또한, 본 발명에 의해 얻어지는 정제 과산화수소 수용액은, 일반적 순도 품질의 과산화수소 수용액보다 유기 불순물의 함유량이 저감되어 있다. 또, 원료로서 재농축시키는 과산화수소 수용액의 안정성을 개선할 수 있다.
도 1 은, 종래의 정제 과산화수소 수용액의 제조 시스템의 플로 다이어그램이다.
도 2 는, 본 발명의 실시형태에 의한 정제 과산화수소 수용액의 제조 시스템의 플로 다이어그램이다.
도 3 은, 기액 분리기로서 사이클론을 2 단으로 배치한 예를 나타내는 도면이다.
도 4 는, 실시예에 의한 정제 과산화수소 수용액의 제조 시스템이다.
도 5 는, 비교예에 의한 과산화수소 수용액의 제조 시스템이다.
이하, 본 발명의 일 실시형태에 의한, 정제 과산화수소 수용액의 제조 시스템 및 그것을 사용한 정제 과산화수소 수용액의 제조 방법을 설명한다. 도 2 는, 본 실시형태에 의한 정제 과산화수소 수용액의 제조 시스템의 개요를 나타내는 플로 다이어그램이다. 본 시스템에 원료로서 공급되는 미정제 과산화수소 수용액은, 안트라퀴논법에 의해 제조되는 것이다. 안트라퀴논법에서는, 일반적으로, 2-알킬안트라퀴논을 용매 중에서 수소화 촉매의 존재하, 수소화시킴으로써 대응하는 안트라하이드로퀴논을 얻는다. 촉매를 여과 분리한 후, 안트라하이드로퀴논을 산소 또는 공기에 의해 산화시킴으로써, 원래의 안트라퀴논을 재생함과 함께, 과산화수소를 얻는다. 얻어진 과산화수소를 물로 추출함으로써, 과산화수소 함유 수용액을 얻는다. 여기서는, 안트라퀴논법에 의해 공업적으로 얻어진 원료 수용액을, 「미정제 과산화수소 수용액」이라고 한다.
안트라퀴논법에 의해 공업적으로 얻어지는 미정제 과산화수소 수용액은, 과산화수소를 15 ∼ 40 wt％, 유기 불순물을 약 10 ∼ 200 ppm (전체 탄소 (TC)), 무기 불순물로서 철 및/또는 알루미늄 이온을 수 10 ∼ 수 100 ppb 함유한다. 한편으로, 예를 들어 반도체 제조 분야에 있어서의 세정제나 에칭액 등에는, 과산화수소 농도가 30 ∼ 70 wt％ 정도인 고농도의 수용액이 요구된다. 그 때문에, 불순물을 함유하는 비교적 저농도의 미정제 과산화수소 수용액을, 더욱 고순도 또한 고농도로 정제 농축시킬 필요가 있다.
도 2 를 참조하여, 본 실시형태에 의한 정제 과산화수소 수용액의 제조 방법을 설명한다.
공정 A) 먼저, 원료인 미정제 과산화수소 수용액을 라인 (11A) 으로부터 투입한다. 상세는 후술하지만, 기액 분리기 (14) 에서 분리된 분리액의 적어도 일부가, 재농축액으로서 라인 (17B) 으로부터 라인 (11A) 에 되돌려진다. 즉, 라인 (11A) 을 흐르는 미정제 과산화수소 수용액의 원료에, 라인 (17B) 으로부터 되돌려진 재농축액이 첨가된다. 이들 액은, 라인 (11B) 에서 합류한다. 라인 (11B) 에서 혼합된 원료는, 기화기 (12) 에 투입된다. 기화기 (12) 에 투입된 혼합 원료는 기화되고, 그것에 의해 얻어진 과산화수소를 함유하는 미스트상의 기액이 라인 (13) 으로부터 취출된다.
공정 B) 기화기 (12) 로부터 취출된 기액은, 라인 (13) 을 경유하여 기액 분리기 (14) 에 들어간다. 기액 분리기 (14) 에서는, 기화기 (12) 로부터 취출된 기액의 적어도 일부가 응축된다. 기액 분리기 (14) 에서는, 기화기 (12) 로부터 취출된 기액이, 휘발성 불순물을 함유하는 기상의 과산화수소 증기와, 비휘발성 불순물을 함유하는 액상의 과산화수소 수용액으로 분리된다. 액상의 과산화수소 수용액은, 기상측의 조성과 평형에 있다. 또한, 기액 분리기 (14) 에서 액상으로서 분리되는 일반적 순도 품질의 과산화수소 수용액을, 본 명세서에서는 「분리액」이라고 칭하고 있다.
기액 분리기 (14) 는, 구조적으로 심플한 점에서, 사이클론인 것이 바람직하다. 사이클론은, 1 단 또는 복수 단으로 구성되는 것이 바람직하다. 우리의 연구의 결과, 사이클론을 직렬 다단으로 배치한 기액 분리기의 구성이, 양호한 기액 분리를 가능하게 하는 것이 판명되었다. 그러나, 사이클론의 단수가 많아지면 압력 손실의 영향을 무시할 수 없게 된다. 그 때문에, 사이클론의 단수로는, 2 단 (더블 사이클론) 내지는 3 단이 보다 바람직하고, 2 단 (더블 사이클론) 이 더욱 바람직하다. 도 3 에, 사이클론 (14A, 14B) 을 2 단으로 배치한 2 단 사이클론의 기액 분리기 (14) 의 예를 나타낸다.
기액 분리기 (예를 들어, 전술한 사이클론) (14) 의 재질로는, 알루미늄이나 스테인리스를 사용할 수 있다. 과산화수소의 분해를 적게 억제하기 위해, 알루미늄 또는 알루미늄 합금이 보다 바람직하다. 또한, 기액 분리기 (14) 는, 사이클론 외에, 충전재를 구비한 칼럼이나 충돌판 방식의 미스트 세퍼레이터여도 된다.
공정 C) 기액 분리기 (14) 의 하부로부터 얻어진 고농도의 과산화수소를 함유하는 분리액의 전부 또는 일부는, 라인 (15, 17A), 농도 조정 설비 (18) 및 라인 (17B) 을 경유하여 재농축액으로서 원료의 라인 (11A) 에 되돌려진다.
공정 D) 본 실시형태에 있어서는, 예를 들어 희석조인 농도 조정 설비 (18) 에서, 분리액 중의 과산화수소 농도를 조정하여 재농축액을 얻고 있다. 예를 들어, 분리액에 물을 첨가하여 희석함으로써, 원료에 되돌려지는 재농축액의 과산화수소 농도를 조정하는 것이 바람직하다. 과산화수소 농도가 조정된 수용액을, 본 명세서에서는 「농도 조정된 수용액」이라고 칭하고 있다.
또, 분리액을 희석하기 위한 물은, 이온 교환수나 증류수 등의 순수인 것이 바람직하다. 또한, 기액 분리기 (14) 에서 얻어지는 분리액의 과산화수소 농도는, 60 wt％ 이상인 것이 바람직하다. 그 때문에, 농도 조정 설비 (18) 에 있어서는, 원료에 되돌려지는 재농축액 중의 과산화수소 농도를, 원료인 미정제 과산화수소 수용액의 농도와 동일한 정도 (예를 들어 약 30 wt％) 가 되도록 희석하는 것이 바람직하다.
공정 E) 기액 분리기 (14) 에서 얻어진 분리액을 재농축액으로서 원료에 되돌리는 공정 중에, 분리액으로부터 불순물을 제거하는 장치를 포함하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 라인 (17A) 에 있어서, 이온 교환 수지에 분리액을 접촉시킴으로써, 분리액으로부터 금속 성분을 제거할 수 있다. 이로써, 분리액의 불순물이 제거됨과 함께, 혼합 원료의 안정성이 개선된다. 이온 교환 수지로는, 카티온 교환 수지, 또는 카티온 교환 수지와 아니온 교환 수지의 혼합상을 사용할 수 있다. 기액 분리기 (14) 에서 얻어진 분리액을, 예를 들어 카티온 교환 수지와 접촉시킴으로써, 분리액에 함유되는 철, 알루미늄, 칼슘, 마그네슘, 나트륨, 칼륨 등의 금속을 효과적으로 제거할 수 있다. 상기의 이온 교환 수지와 함께 필터를 사용하여 불순물의 제거를 실시해도 된다. 이로써, 예를 들어, 이온 교환 수지로부터 생성되는 미분이 제거된다. 또한, 생산 효율을 높이기 위해서는, 불순물의 제거를 연속식으로 실시하는 것이 바람직하지만, 배치식으로 실시해도 된다.
공정 F) 본 실시형태의 정제 과산화수소 수용액의 제조 시스템은, 기액 분리기 (14) 에서 얻어진 분리액에, 안정제를 첨가하는 장치를 포함해도 된다. 안정제로는, 예를 들어 피로인산소다 10 수염, 아미노트리(메틸렌포스폰산) 등의 유기 포스폰산계 킬레이트제, 주석산칼륨, 질산암모늄, 유기 카르복실산계, 또는 인산 등을 사용할 수 있다.
공정 G) 기액 분리기 (14) 에서 기상으로서 분리된 과산화수소 증기는, 라인 (16) 을 지나 정류탑 (21) 에 들어간다. 정류탑 (21) 에서는, 증기는 상승하여 과산화수소 농도가 감소한다. 액체는 하강하여 과산화수소 농도가 증가한다. 정류탑 (21) 을 하강함으로써 농축된 고순도의 과산화수소 수용액은, 정제 과산화수소 수용액으로서 탑저의 라인 (23) 으로부터 취출된다.
또한, 정류탑 (21) 의 재질로는, 알루미늄, 알루미늄 합금, 스테인리스, 지르코늄, 또는 불소 수지 등을 사용할 수 있다. 과산화수소의 분해를 적게 억제하기 위해서는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 사용하는 것이 바람직하다.
정류탑 (21) 의 탑정으로부터 나온 증기는, 라인 (22) 을 거쳐 콘덴서 (24) 에 들어간다. 정류탑 (21) 의 탑정에는, 환류수가 라인 (26) 으로부터 공급된다. 정류탑 (21) 의 탑저로부터 취출되는 정제 과산화수소 수용액의 과산화수소 농도가 40 ∼ 70 wt％ 가 되도록, 라인 (26) 으로부터 공급되는 환류수의 유량을 컨트롤하는 것이 바람직하다. 환류수는, 이온 교환수나 증류수 등의 순수인 것이 바람직하다. 환류수는, 인산 (피로인산) 을 함유해도 된다.
원료인 미정제 과산화수소 수용액에는, 본래, 저비점 또한 저분자량의 유기 불순물이 함유된다. 이 유기 불순물은, 정류탑 (21) 내를 상승하고, 실질적으로 과산화수소를 함유하지 않는 응축수와 함께 콘덴서 (24) 의 라인 (25) 으로부터 배출된다. 저비점 유기 불순물이 콘덴서 (24) 로부터 배출됨으로써, 기액 분리기 (14) 에서 분리되는 과산화수소 수용액에 함유되는 유기 불순물의 함유량이 줄어든다. 구체적으로는, 기액 분리기 (14) 에서 분리되는 과산화수소 수용액에 함유되는 유기 불순물의 함유량은, 정제 농축 조작에 사용되는 미정제 과산화수소 수용액보다, 저비점 유기 불순물이 제거된 분만큼 줄어들어 있다.
본 실시형태의 정제 과산화수소 수용액의 제조 방법에 의하면, 종래의 방법에서는 얻어지지 않는 다음의 유리한 효과가 얻어진다.
(1) 기액 분리기에서 분리된 고농도의 분리액은, 원료인 미정제 과산화수소 수용액과 거의 동일한 농도가 되도록 희석된다. 희석된 분리액은, 원료와 함께 재차 정제되어 농축된다. 이로써, 종래보다 높은 생산 효율로, 고순도 또한 고농도의 정제 과산화수소 수용액을 제조할 수 있다.
(2) 이 제법으로 얻어지는 정제 과산화수소 수용액은, 종래의 일반적인 순도 품질의 과산화수소 수용액보다 유기 불순물의 함유량이 저감되어 있다.
(3) 또, 기액 분리기에서 분리된 분리액에 대해 이온 교환 처리를 실시함으로써, 재농축 원료의 안정성을 개선할 수 있다. 이로써, 일련의 정제 농축 처리에 있어서, 과산화수소의 분해가 억제됨과 함께, 최종 제품인 정제 과산화수소 수용액의 생산 효율이 더욱 향상된다.
실시예
본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다. 단 본 발명은, 여기서 설명되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 4 에, 실시예에 의한 정제 과산화수소 수용액의 제조 시스템을 나타낸다. 도 5 에, 비교예에 의한 제조 시스템을 나타낸다. 이들 도면에 나타내는 각 요소 기기의 사양은 하기와 같다.
사이클론 (기액 분리기) :
Perry's Chemical Engineer's Handbook 에 기재된 표준 사이클론
사이클론 직경 Dc 35 ㎜
정류탑 :
탑 직경 55 ㎜
충전물 자성 라시히 링 (직경 6 ㎜, 충전 높이 350 ㎜)
도 4 에 나타내는 정제 농축 설비에 있어서, 과산화수소 농도 30.8 wt％ 인 미정제 과산화수소 수용액 원료를, 414.3 g/h 의 유량으로 라인 (11A) 에 공급하고, 기화기 (12) 에서 기화시켰다. 기화기 (12) 의 가동 조건은 하기와 같다.
기화기 :
출구 온도 68 ∼ 70 ℃
출구 압력 12 ∼ 13 ㎪ (90 ∼ 100 Torr)
사이클론 (14) 에서 얻어진 분리액의 과산화수소 농도는 62 wt％ 였다. 이 고농도의 분리액을, 농도 조정 설비 (18) 에서 희석하였다. 구체적으로는, 라인 (19) 으로부터 공급되는 순수를 사용하여, 분리액을 과산화수소 농도가 31 wt％ 가 될 때까지 희석하였다. 또, 농도 조정 설비 (18) 에서는, 분리액을 필터로 여과함과 함께, 분리액을 카티온 교환 수지에 접촉시켜, 분리액 중의 금속 성분을 제거하였다. 그리고, 이들 희석 및 불순물 제거의 처리를 거친 농도 조정 수용액을, 재농축액으로서 원료인 미정제 과산화수소 수용액에 되돌리고, 이들을 혼합하였다.
사이클론 (14) 에서 분리된 증기는, 라인 (16) 을 경유하여 정류탑 (21) 에 공급되고, 정류탑 (21) 에서 다시 정제되어 농축되었다. 인산의 농도가 60 ppb 인 환류수를, 라인 (26) 으로부터 정류탑 (21) 에 공급하였다. 이로써, 정류탑 (21) 의 탑저의 라인 (23) 으로부터, 고순도의 정제 과산화수소 수용액이 얻어졌다.
정류탑 (21) 의 가동 조건은 하기와 같다.
정류탑 :
탑정 온도 약 50 ℃
탑정 압력 약 6.7 ㎪ (약 50 Torr)
환류수 유량 160 ∼ 180 g/h
표 1 에, 정상 상태에 있어서의 원료 (미정제 과산화수소 수용액), 원료에 되돌려지는 재농축액, 분리액, 및 정제 과산화수소 수용액 각각의, 유량 및 과산화수소 농도의 측정 결과를 나타낸다. 또한, 표 1 ∼ 3 에는, 본 실시예와 동일한 설비를 사용하여 재농축을 실시하지 않는 경우의 결과가 비교예로서 병기되어 있다.
Figure 112019079437138-pct00001
본 실시예에서는, 원료인 미정제 과산화수소 수용액 중에 함유되는 과산화수소의 대부분이, 정류탑 (21) 에서 농축된 정제 과산화 수용액에 함유되어 있다. 정량적으로 설명하기 위해, 원료에 함유되는 과산화수소 100 중량부에 대한, 정제 과산화수소 수용액에 함유되는 과산화수소의 순분 비율을, 이하의 식에 따라 산출하였다. 그 결과를 표 2 에 나타낸다.
[수학식 1]
Figure 112019079437138-pct00002
여기서, 투입 유량이란, 라인 (11A) 에 투입하는 미정제 과산화수소 수용액의 유량을 의미한다. 정류 유량이란, 라인 (23) 으로부터 얻어지는 정제 과산화수소 수용액의 유량을 의미한다.
Figure 112019079437138-pct00003
표 2 에 나타내는 바와 같이, 재농축을 실시하지 않는 비교예에서는, 정제 과산화수소 수용액 중의 과산화수소의 비율이, 원료 100 중량부에 대해 46.4 중량부였다. 한편, 실시예에서는, 정제 과산화수소 수용액 중의 과산화수소의 비율이, 원료 100 중량부에 대해 95.0 중량부였다.
이와 같이, 본 실시예에 의하면, 종래보다 높은 생산 효율로, 고순도의 정제 과산화수소 수용액을 제조할 수 있다.
다음으로, 표 3 에, 원료 (본 실시예에서는 혼합 원료), 분리액, 및 정제 과산화수소 수용액 각각의, TC (전체 탄소) 농도 및 안정도의 측정 결과를 나타낸다.
또한, 과산화수소의 안정도는, JIS K 1463 : 2007 에 따라 측정하였다.
Figure 112019079437138-pct00004
표 3 에 나타내는 바와 같이, 비교예에서는, 정류탑으로부터 취출되는 정제 과산화수소 수용액의 TC 농도가 26.2 ppm 이었다. 한편, 실시예에서는, 정제 과산화수소 수용액의 TC 농도가 12.1 ppm 이었다. 이와 같이 본 실시예에 의하면, 정제 과산화수소 수용액에 함유되는 유기 불순물의 함유량을 종래보다 대폭 저감시킬 수 있다. 따라서, 최종적으로 제조되는 정제 과산화수소 수용액의 순도 품질을 현저하게 향상시킬 수 있다.
또, 표 3 에 나타내는 바와 같이, 비교예에서는, 원료의 JIS 안정도가 97.9 ％ 인 반면, 실시예에서는, 혼합 원료의 안정도가 99.6 ％ 로서, 원료의 안정성이 개선되는 것도 판명되었다.
본 실시예에서는, 분리액에 대해 순수에 의한 희석과 카티온 교환 처리를 실시하고 있다. 이와 관련하여 동 조건에서 이온 교환 처리를 실시하지 않는 경우를 조사한 결과, 표 4 에 나타내는 바와 같이 혼합 원료의 JIS 안정도는 96.5 ％ 였다. 요컨대, 분리액에 대해 이온 교환 처리를 실시하는 것이, 원료의 안정성, 특히 열에 대한 안정성의 향상에 어느 정도 공헌하고 있는 것으로 생각된다.
Figure 112019079437138-pct00005
11A, 11B : 라인
12 : 기화기
13 : 라인
14 : 기액 분리기 (사이클론)
15, 16, 17A, 17B : 라인
18 : 농도 조정 설비
21 : 정류탑
22, 23 : 라인
24 : 콘덴서
25, 26 : 라인
101 : 라인
102 : 기화기
103 : 라인
104 : 기액 분리기
105 : 라인
106 : 정류탑
107 : 라인
108 : 콘덴서
109, 110, 111, 112 : 라인

Claims (16)

  1. 미정제 과산화수소 수용액을 함유하는 원료를 기화시키는 공정 A 와, 상기 공정 A 에서 얻은 기액의 적어도 일부를 응축시켜 기상과 액상으로 분리하는 공정 B 와, 상기 공정 B 에서 분리된 액상인 분리액의 적어도 일부를 원료에 되돌리는 공정 C 를 포함하는 정제 과산화수소 수용액의 제조 방법으로서,
    상기 공정 C 가, 상기 분리액 중의 과산화수소 농도를 조정하는 공정 D 를 추가로 포함하고,
    상기 공정 D 를 물에 의한 희석으로 실시하는 것을 특징으로 하는 정제 과산화수소 수용액의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공정 C 가, 상기 분리액으로부터 불순물을 제거하는 공정 E 를 추가로 포함하는, 정제 과산화수소 수용액의 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 공정 E 를 이온 교환 수지에 대한 접촉에 의해 실시하는, 정제 과산화수소 수용액의 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 공정 C 가, 상기 분리액에 안정제를 첨가하는 공정 F 를 추가로 포함하는, 정제 과산화수소 수용액의 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 공정 B 에서 분리된 기상을 농축시켜 정제 과산화수소 수용액을 얻는 공정 G 를 추가로 포함하는, 정제 과산화수소 수용액의 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 공정 A 를 기화기로 실시하는, 정제 과산화수소 수용액의 제조 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 공정 B 를 기액 분리기로 실시하는, 정제 과산화수소 수용액의 제조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 기액 분리기가 사이클론인, 정제 과산화수소 수용액의 제조 방법.
  9. 미정제 과산화수소 수용액을 함유하는 원료를 기화시키는 기화기와, 상기 기화기에서 얻은 기액의 적어도 일부를 응축시켜 기상과 액상으로 분리하는 기액 분리기와, 상기 기액 분리기에서 분리된 액상인 분리액의 적어도 일부를 원료에 되돌리는 라인을 구비하는 정제 과산화수소 수용액의 제조 시스템으로서,
    상기 분리액 중의 과산화수소 농도를 조정하는 농도 조정 설비를 구비하고,
    상기 농도 조정 설비에 있어서 과산화수소 농도의 조정을 물에 의한 희석으로 실시하는 것을 특징으로 하는 정제 과산화수소 수용액의 제조 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 분리액으로부터 불순물을 제거하는 장치를 추가로 구비하는, 정제 과산화수소 수용액의 제조 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 불순물의 제거를 이온 교환 수지에 대한 접촉에 의해 실시하는, 정제 과산화수소 수용액의 제조 시스템.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 분리액에 안정제를 첨가하는 장치를 추가로 포함하는, 정제 과산화수소 수용액의 제조 시스템.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 기액 분리기에서 분리된 기상을 농축시켜 정제 과산화수소 수용액을 얻는 정류탑을 추가로 구비하는, 정제 과산화수소 수용액의 제조 시스템.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 기액 분리기가 사이클론인, 정제 과산화수소 수용액의 제조 시스템.
  15. 삭제
  16. 삭제
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