JPH04360863A - Ｎ−アルキルアミノエタンスルホン酸ナトリウムの製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、界面活性剤又は緩衝剤
用原料として有用なＮ−アルキルアミノエタンスルホン
酸ナトリウムの製造方法に関するものであり、さらに詳
しくは、主としてＮ−アルキルアミノエタンスルホン酸
ナトリウムと硫酸ナトリウムからなる混合物水溶液より
硫酸ナトリウムを効率的に除去することによりＮ−アル
キルアミノエタンスルホン酸ナトリウムを製造するため
の方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、Ｎ−アルキルアミノエタンスル
ホン酸ナトリウムを製造する方法としては、イセチオン
酸ナトリウムとアルキルアミンとの反応させる方法、２
−ハロゲノエタンスルホン酸塩とアミン類を反応させる
方法、２−ハロゲノエチルアミン塩酸塩と亜硫酸塩を反
応させる方法等があげられる。

【０００３】これらのうち、２−ハロゲノエタンスルホ
ン酸塩とアミン類を反応させる方法、２−ハロゲノエチ
ルアミン塩酸塩と亜硫酸塩を反応させる方法は、副生す
るハロゲンの塩の除去が比較的難しいため、イセチオン
酸ナトリウムとアルキルアミンとの反応によりＮ−アル
キルアミノエタンスルホン酸ナトリウムを製造する方法
が用いられている。この方法においては、触媒を使用し
なければ製造条件が厳しくなるので、製造設備等のコス
トの面のためカセイソーダ，炭酸ナトリウム等の触媒を
使用することが好ましい。

【０００４】この場合、触媒を使用すると、製品の品質
の点から反応後これを除去する必要がある。通常、触媒
は適当な鉱酸により中和し、無機塩として除去される。 有機アミノスルホン酸類と無機塩の混合物からなる水溶
液から精製有機アミノスルホン酸類を得る方法は、西独
特許１１２２５４０号、西独特許１１５７２３４号及び
特開昭６１−２２０６１号公報に記載されている。これ
らの精製法はいずれも混合物水溶液を蒸留濃縮し、目的
とする有機アミノスルホン酸を析出させ固体として回収
し、無機塩は水溶液状態で排出されるものである。

【０００５】また、Ｎ−アルキルアミノエタンスルホン
酸ナトリウムと硫酸ナトリウムからなる混合物水溶液を
通常の回分式又は連続式で加熱濃縮し、硫酸ナトリウム
を結晶として除去し、水溶液状態のＮ−アルキルアミノ
エタンスルホン酸ナトリウムを得る方法もある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、混合物水溶液
を蒸留濃縮し、目的とする有機アミノスルホン酸を析出
させ固体として回収し、無機塩は水溶液状態で排出させ
る精製方法を、Ｎ−アルキルアミノエタンスルホン酸ナ
トリウムと硫酸ナトリウムからなる水溶液に適用し、Ｎ
−アルキルアミノエタンスルホン酸ナトリウムを分離回
収しようとしても、Ｎ−アルキルアミノエタンスルホン
酸ナトリウムの水への溶解度が極めて高く、Ｎ−アルキ
ルアミノエタンスルホン酸ナトリウムを高品質，高濃度
にて得ることができない。

【０００７】一方、Ｎ−アルキルアミノエタンスルホン
酸ナトリウムと硫酸ナトリウムからなる混合物水溶液を
通常の回分方式で加熱濃縮し、硫酸ナトリウムを晶析さ
せることによりＮ−アルキルアミノエタンスルホン酸ナ
トリウムを精製する場合、濾過性が比較的優れた硫酸ナ
トリウム結晶が得られるため特に問題はない。しかし、
回分式濃縮晶析法は、液の仕込み・濃縮後スラリーの抜
き出し等の操作に時間を要し、濃縮晶析槽が大きくなり
設備面で不利である。

【０００８】また、連続式濃縮晶析法を該混合物水溶液
に適用した場合、硫酸ナトリウム結晶は極めて微細とな
りやすく、濾過性は悪化し付着母液量が非常に多くなる
。そのため、濾過効率の悪化による濾過設備の増大を招
くのみならず、ケークへの付着母液に起因する廃液処理
への負担が増加するとともに目的物の回収ロスをも生じ
、収率が悪くなる。

【０００９】本発明は、以上のような問題点に鑑みてな
されたものであり、その目的は、設備面でコンパクト化
が可能な連続式濃縮晶析法が適用でき、精製工程におい
て回分方式で得られるのと同様に粒子径が大きく濾過性
に優れた硫酸ナトリウム結晶を晶析させることにより、
Ｎ−アルキルアミノエタンスルホン酸ナトリウムを高収
率、高濃度、かつ高品質で得ることにあり、より詳しく
は、硫酸ナトリウムの含有レベルをできる限り低減し、
Ｎ−アルキルアミノエタンスルホン酸ナトリウムを４０
重量％以上の高濃度にて製造する方法を提供することに
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記した課
題を解決するために鋭意検討した結果、主としてＮ−ア
ルキルアミノエタンスルホン酸ナトリウムと硫酸ナトリ
ウムからなる水溶液を濃縮晶析槽へ連続的にフィードし
、硫酸ナトリウム析出スラリーを連続的に系外へ抜き出
す連続式による濃縮晶析操作を、濃縮晶析槽中のＮ−ア
ルキルアミノエタンスルホン酸ナトリウムの濃度とスラ
リー温度とを、特定の条件下で行うことにより極めて濾
過性の優れた硫酸ナトリウム結晶を得ることができるた
め、高品質、高濃度のＮ−アルキルアミノエタンスルホ
ン酸ナトリウムを得ることができるとの新規な事実を見
出し、本発明を完成するに至ったものである。

【００１１】すなわち、本発明はイセチオン酸ナトリウ
ムとアルキルアミンとの反応によりＮ−アルキルアミノ
エタンスルホン酸ナトリウムを製造する方法において、
主としてＮ−アルキルアミノエタンスルホン酸ナトリウ
ム１０〜４０重量％及び硫酸ナトリウム０．５〜１０重
量％よりなる水溶液より、水を蒸留除去し硫酸ナトリウ
ムを晶析する際、濃縮晶析槽中のＮ−アルキルアミノエ
タンスルホン酸ナトリウム濃度とスラリー温度とが下記
（Ｉ）式で表される条件を満足する範囲で、硫酸ナトリ
ウムを連続晶析することを特徴とするＮ−アルキルアミ
ノエタンスルホン酸ナトリウムの製造方法である。

【００１２】４０≦Ｙ≦０．２５×Ｘ＋２９　　（Ｉ）
　　　　（但し、７０≦Ｘ≦１３０） ［式中、Ｘは濃縮晶析槽中のスラリー温度（℃）を表し
、Ｙは濃縮晶析槽中のＮ−アルキルアミノエタンスルホ
ン酸ナトリウムの濃度（重量％）を表す。］以下、本発
明についてさらに詳細に説明する。

【００１３】本発明におけるＮ−アルキルアミノエタン
スルホン酸ナトリウムとは、アルキル置換基としてメチ
ル，エチル，プロピル，シクロヘキシル等の鎖状又は環
状の低級アルキル基を有するものである。

【００１４】本発明における濃縮晶析槽へのフィード液
組成は、Ｎ−アルキルアミノエタンスルホン酸ナトリウ
ム濃度１０〜４０重量％，硫酸ナトリウム濃度０．５〜
１０重量％からなる水溶液である。

【００１５】本発明の方法においては、連続晶析槽中の
操作条件として槽中スラリーのＮ−アルキルアミノエタ
ンスルホン酸ナトリウム濃度とスラリー温度とを、下記
（Ｉ）式の条件範囲で操作制御する。

【００１６】４０≦Ｙ≦０．２５×Ｘ＋２９　　（Ｉ）
　　（但し、７０≦Ｘ≦１３０） ［式中、Ｘは濃縮晶析槽中のスラリー温度（℃）を表し
、Ｙは濃縮晶析槽中のＮ−アルキルアミノエタンスルホ
ン酸ナトリウムの濃度（重量％）を表す。］上記の条件
中、濃縮晶析槽中のＮ−アルキルアミノエタンスルホン
酸ナトリウム濃度が４０％未満での晶析操作の実施は、
晶析後の濾液中の硫酸ナトリウム含有量が大きくなるた
め製品の品質上好ましくない。また、スラリー温度は高
いほど粒径が大きく濾過性良好な結晶を得るのに有利で
あるが、１３０℃を越える領域ではＮ−アルキルアミノ
エタンスルホン酸ナトリウムの不均化反応が併発し、望
ましくない副生物量が増大するため好ましくない。通常
、晶析槽中のスラリー温度は７０〜１３０℃である。

【００１７】図１に、上記（Ｉ）式が表す硫酸ナトリウ
ムの効果的な分離が可能となる連続式濃縮晶析条件（Ｎ
−アルキルアミノエタンスルホン酸ナトリウム濃度及び
スラリー温度）の範囲を示す。図１において、縦軸はス
ラリー中のＮ−アルキルアミノエタンスルホン酸ナトリ
ウム（図中、ＡＴと略す）濃度を表し、横軸は濃縮晶析
槽中のスラリー温度を表す。また、点線は、図中に表示
した操作圧における水の沸点を表す曲線であり、常圧の
沸点曲線より右側では加圧系での実施、左側では減圧系
での実施が必要となる。

【００１８】図１に示す境界線の内と外では、得られる
硫酸ナトリウムの結晶形状が大きく異なる。すなわち、
境界線の外側では、非常に濾過性の悪い微細な針状晶が
得られるのに対し、内側では極めて濾過性の良好な塊状
晶が得られる。

【００１９】なお、より高品質な製品を得るためには、
Ｎ−アルキルアミノエタンスルホン酸ナトリウム濃度と
スラリー温度とを下記（ＩＩ）式の条件範囲で行うこと
が好ましい。

【００２０】４５≦Ｙ≦０．２５×Ｘ＋２７　　（ＩＩ
）　　（但し、８０≦Ｘ≦１２０） ［式中、Ｘは濃縮晶析槽中のスラリー温度（℃）を表し
、Ｙは濃縮晶析槽中のＮ−アルキルアミノエタンスルホ
ン酸ナトリウムの濃度（重量％）を表す。］濃縮晶析槽
中のスラリー滞留時間は、特に限定するものではなく、
フィード液中の硫酸ナトリウム濃度や操作温度等により
変化するものであり、通常０．５〜２０時間、好ましく
は１〜１０時間である。

【００２１】本発明における連続晶析操作は、減圧、常
圧、加圧下のいずれにおいても行うことができる。該操
作圧は、濃縮晶析槽中のＮ−アルキルアミノエタンスル
ホン酸ナトリウム濃度、及びスラリー温度と密接に関係
し、これらの条件が決まれば一義的に決定される。

【００２２】連続晶析装置は、一般的な完全混合槽型で
十分であるが、混合槽方式のＤＴＢ型，分級方式のクリ
スタルオスロー型など特殊な晶析装置も使用できる。攪
拌方式は、内部攪拌方式，外部攪拌方式のどちらでも構
わない。また攪拌は、結晶が良好に分散される最低限の
ところで行われることが好ましい。攪拌が余りにも激し
いと、大量の２次核発生により微細結晶が多数生成し、
本発明の目的が損なわれるおそれがある。

【００２３】濃縮晶析槽より連続的に排出される固体硫
酸ナトリウムを含有するスラリーは、固液分離装置によ
り連続的に又は断続的に処理される。固液分離装置とし
ては、遠心分離機，スーパーデカンター，フィルタープ
レス，ベルトフィルター等いずれを用いてもよい。

【００２４】本発明の方法により得られた濾液は、主と
してＮ−アルキルアミノエタンスルホン酸ナトリウムか
らなる水溶液であり、高品質，高濃度の製品として製品
化することができる。

【００２５】

【実施例】以下に本発明を実施例によりさらに詳細に説
明するが、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるも
のではない。

【００２６】なお、以下の実施例及び比較例においては
、濃度はすべて重量％であり、また、以下の略称を用い
た。 　　　　　　　　Ｎ−メチルアミノエタンスルホン酸ナ
トリウム　　　　　　　　　　　　　　ＭＴ　　　　　
　　　Ｎ−ｎプロピルアミノエタンスルホン酸ナトリウ
ム　　　　　　　　　　ＰＴ　　　　　　　　　　　　
Ｎ−シクロヘキシルアミノエタンスルホン酸ナトリウム
　　　　　　ＣＴ参考例：フィード液の調製 １０ｌオートクレーブ中に６０％イセチオン酸ナトリウ
ム水溶液１４８０ｇ，４０％メチルアミン水溶液６５２
０ｇ及び４８％水酸化ナトリウム水溶液１１５ｇを仕込
み、２００℃にて３時間反応させた。ついで未反応のメ
チルアミン及び水の一部を留去し、Ｎ−メチルアミノエ
タンスルホン酸ナトリウムを２８％含有する水溶液３３
１２ｇを得た。その後、９８％硫酸６９ｇを加え水酸化
ナトリウムを中和し、主としてＮ−アルキルアミノエタ
ンスルホン酸ナトリウム２７．４％，硫酸ナトリウム２
．９％よりなる混合物水溶液を得た。

【００２７】実施例１ 温度計、攪拌機、原料液フィード管、スラリー排出口及
び上部に蒸発水留出管を供えた２ｌセパラブルフラスコ
へ参考例で得られた混合物水溶液１．５ｌを運転スター
ト時に仕込んだ。次に槽内液を加熱し、常圧条件下、水
の留去を実施するとともにフィード液を１．０ｌ／時間
の速度で連続的に供給した。晶析槽内スラリー容量を１
．５ｌに保ちつつ、スラリー中ＭＴ濃度５３％，スラリ
ー温度１１６℃において連続晶析を行った。スラリーの
滞留時間は約４時間となった。

【００２８】定常状態となった後、系外へ導き回収され
たスラリーを遠心分離機にて１０分間分離操作を行った
。得られた結晶は粒径１５０〜３００μｍの塊状晶で、
付着母液量は湿ケーク重量の約６％であった。濾液はＭ
Ｔを５６．０％，硫酸ナトリウムを０．３％含むもので
あった。

【００２９】実施例２ 実施例１と同じ混合物水溶液を用い、以下の条件にした
以外は実施例１と同様の方法により硫酸ナトリウムの連
続晶析を行った。

【００３０】 スラリー中ＭＴ濃度　　　　　　　　　　　　　　５０
％スラリー温度／操作圧　　　　　　　　　　　　１１
２℃／常圧スラリー滞留時間　　　　　　　　　　　　
　　　　約４時間定常状態となった後、実施例１と同様
にして固液分離を行った。得られた結晶は粒径１５０〜
３５０μｍの塊状晶で、付着母液量は湿ケーク重量の約
５％であった。濾液はＭＴを５２．５％，硫酸ナトリウ
ムを０．５％含むものであった。

【００３１】実施例３ 実施例１と同じ混合物水溶液を用い、以下の条件にした
以外は実施例１と同様の方法により硫酸ナトリウムの連
続晶析を行った。

【００３２】 　　　　　　　　　　　　スラリー中ＭＴ濃度　　　　
　　　　　　　　４５％　　　　　　　　　　　　スラ
リー温度／操作圧　　　　　　　　　　１００℃／５１
０Ｔｏｒｒ　　　　　　　　　　　　　　　　　　スラ
リー滞留時間　　　　　　　　　　　　　　約４時間定
常状態となった後、実施例１と同様にして固液分離を行
った結果、得られた結晶は粒径１５０〜３００μｍの塊
状晶で、付着母液量は湿ケーク重量の約５％であった。 濾液はＭＴを４６．８％，硫酸ナトリウムを０．８％含
むものであった。

【００３３】実施例４ 窒素加圧下２ｌガラス製オートクレーブを用い、以下の
条件にした以外は実施例１と同様の方法により硫酸ナト
リウムの連続晶析を行った。

【００３４】 　　　　　　　　　　　　スラリー中ＭＴ濃度　　　　
　　　　　　　　５０％　　　　　　　　　　　　スラ
リー温度／操作圧　　　　　　　　　　１１８℃／９０
０Ｔｏｒｒ　　　　　　　　　　　　　　　　　　スラ
リー滞留時間　　　　　　　　　　　　　　約４時間定
常状態となった後、実施例１と同様にして固液分離を行
った結果、得られた結晶は粒径１５０〜４００μｍの塊
状晶で、付着母液量は湿ケーク重量の約４％であった。 濾液はＭＴを５２．９％，硫酸ナトリウムを０．４％含
むものであった。

【００３５】比較例１ 実施例１と同じ混合物水溶液を用い、常圧下ＭＴ濃度５
８％，スラリー温度１１０℃／操作圧５５０Ｔｏｒｒ，
滞留時間４時間にて硫酸ナトリウムの連続晶析を行った
。

【００３６】定常状態となった後、実施例１と同様にし
て固液分離を行った。得られた硫酸ナトリウム結晶は最
大１０×１２０μｍの微細な針状晶で、付着母液量は湿
ケーク重量の１８％であった。

【００３７】比較例２ 常圧下ＭＴ濃度５３％，スラリー温度９０℃／３２０Ｔ
ｏｒｒ，滞留時間４時間にした以外は比較例１と同様の
条件の下で、硫酸ナトリウムの連続晶析を行った。

【００３８】定常状態となった後、実施例１と同様にし
て固液分離を行った。得られた硫酸ナトリウム結晶は最
大１０×１２０μｍの微細な針状晶で、付着母液量は湿
ケーク重量の２３％であった。

【００３９】実施例５ 参考例と同様にして得られた、ＭＴ２８．５％，硫酸ナ
トリウム１．８％を含有する混合物水溶液を用い、スラ
リー滞留時間を３時間にした以外は実施例１と同様の条
件の下で硫酸ナトリウムの連続晶析を行った。

【００４０】定常状態となった後、得られたスラリーを
実施例１と同様にして固液分離を行った。得られた結晶
は粒径１００〜３００μｍの塊状晶で、付着母液量は湿
ケーク重量の約９％であった。濾液はＭＴを５４．８％
，硫酸ナトリウムを０．３％含むものであった。

【００４１】実施例６ 参考例と同様にして得られた、ＭＴ２８．５％，硫酸ナ
トリウム３．８％を含有する混合物水溶液を用い、スラ
リー滞留時間を５時間にした以外は実施例１と同様の条
件の下で硫酸ナトリウムの連続晶析を行った。

【００４２】定常状態となった後、得られたスラリーを
実施例１と同様にして固液分離を行った。得られた結晶
は粒径１５０〜３００μｍの塊状晶で、付着母液量は湿
ケーク重量の約９％であった。濾液はＭＴを５６．８％
，硫酸ナトリウムを０．３％含むものであった。

【００４３】実施例７ 参考例において、メチルアミンのかわりにｎ−プロピル
アミンを用いて調製された混合物水溶液（ＰＴ２４．３
％，硫酸ナトリウム１．２％含有）を用い以下の条件に
て硫酸ナトリウムの連続晶析を行った。

【００４４】 スラリー中ＰＴ濃度　　　　　　　　　　　　５２％ス
ラリー温度／操作圧　　　　　　　　　　１１５℃／常
圧スラリー滞留時間　　　　　　　　　　　　　　３時
間定常状態となった後、得られたスラリーを実施例１と
同様にして固液分離を行った。得られた結晶は粒径１０
０〜３００μｍの塊状晶で、付着母液量は湿ケーク重量
の約８％であった。濾液はＰＴを５３．２％，硫酸ナト
リウムを０．３％含むものであった。

【００４５】実施例８ 参考例において、メチルアミンのかわりにシクロヘキシ
ルアミンを用いて調製された混合物水溶液（ＣＴ２２．
５％，硫酸ナトリウム１．４％含有）を用い以下の条件
にて硫酸ナトリウムの連続晶析を行った。

【００４６】 スラリー中ＣＴ濃度　　　　　　　　　　　　５０％ス
ラリー温度／操作圧　　　　　　　　　　１１４℃／常
圧スラリー滞留時間　　　　　　　　　　　　　　３時
間定常状態となった後、得られたスラリーを実施例１と
同様にして固液分離を行った。得られた結晶は粒径１０
０〜３５０μｍの塊状晶で、付着母液量は湿ケーク重量
の約１０％であった。濾液はＣＴを５１．５％，硫酸ナ
トリウムを０．２％含むものであった。

【００４７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の方法によれば、主としてＮ−アルキルアミノエタンス
ルホン酸ナトリウムと硫酸ナトリウムよりなる混合物水
溶液から、極めて濾過性に優れた硫酸ナトリウム結晶が
効率的に得られる。その結果、固液分離装置のコンパク
ト化及び固液分離時間の短縮が可能となる効果を有する
ものである。さらに、硫酸ナトリウムよりなるウェット
ケークは付着母液量が比較的少ないため、目的物である
Ｎ−アルキルアミノエタンスルホン酸ナトリウムの回収
率の向上及び廃水・廃棄物処理負担の軽減の効果をも有
するものである。

【００４８】

【図面の簡単な説明】

【００４９】

【図１】特許請求の範囲における（Ｉ）式が表す連続式
濃縮晶析の条件範囲を示した図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　イセチオン酸ナトリウムとアルキルア
   ミンとの反応によりＮ−アルキルアミノエタンスルホン
   酸ナトリウムを製造する方法において、主としてＮ−ア
   ルキルアミノエタンスルホン酸ナトリウム１０〜４０重
   量％及び硫酸ナトリウム０．５〜１０重量％よりなる水
   溶液より、水を蒸留除去し硫酸ナトリウムを晶析する際
   、濃縮晶析槽中のＮ−アルキルアミノエタンスルホン酸
   ナトリウム濃度とスラリー温度とが下記（Ｉ）式で表さ
   れる条件を満足する範囲で、硫酸ナトリウムを連続晶析
   することを特徴とするＮ−アルキルアミノエタンスルホ
   ン酸ナトリウムの製造方法。 ４０≦Ｙ≦０．２５×Ｘ＋２９　　（Ｉ）　　　　（但
   し、７０≦Ｘ≦１３０） ［式中、Ｘは濃縮晶析槽中のスラリー温度（℃）を表し
   、Ｙは濃縮晶析槽中のＮ−アルキルアミノエタンスルホ
   ン酸ナトリウムの濃度（重量％）を表す。］