(57)【要約】【課題】高収率かつ高純度で、継続して回収することが可能なペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの回収方法及び回収装置を提供する。【解決手段】一般式ＣｎＦ２ｎ＋１ＳＯ２Ｆ（ｎは１〜４の整数）で表されるペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを主体とするガスを、捕集部に収容された捕集液と接触させることにより、ペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを捕集液に溶解させて吸収させるペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの回収方法であって、ペルフルオロアルカンスルホニルフロライドが溶解された捕集液を連続的に蒸留することを特徴とするペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの回収方法を採用する。【選択図】図１
2011046675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式ＣｎＦ２ｎ＋１ＳＯ２Ｆ（ｎは１〜４の整数）で表されるペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを主体とするガスを、捕集部に収容された捕集液と接触させることにより、前記ペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを前記捕集液に溶解させて吸収させるペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの回収方法であって、
前記ペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを溶解させた前記捕集液を連続的に蒸留することを特徴とするペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの回収方法。
【請求項２】
一般式ＣｎＦ２ｎ＋１ＳＯ２Ｆ（ｎは１〜４の整数）で表されるペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの回収方法であって、
前記ペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを主体とするガスを、捕集液が収容された捕集部に送通して、前記ペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを前記捕集液に溶解させて吸収させる第１の過程と、
前記捕集部から前記捕集液の一部を採取して蒸留し、前記ペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを単離して回収する第２の過程と、
前記蒸留後の前記捕集液を、前記捕集部に返送する第３の過程と、を備え、
前記第１乃至第３の過程を連続して行うことを特徴とするペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの回収方法。
【請求項３】
前記捕集部内における前記捕集液中の前記ペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの濃度が、２％未満に保持されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの回収方法。
【請求項４】
前記ペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを主体とするガスが、一般式ＣｎＨ２ｎ＋１ＳＯ２Ｘ（ｎは１〜４の整数、ＸはＣｌ又はＦ）で表されるアルカンスルホニルハライド化合物を無水フッ化水素酸中で電解フッ素化して生成させたものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの回収方法。
【請求項５】
前記捕集液が、フッ素系不活性液体であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの回収方法。
【請求項６】
前記フッ素系不活性液体が、６〜２０個の炭素原子を含むペルフルオロアルカン、９〜２０個の炭素原子を含むペルフルオロアルキルアミン、１以上の複素原子を含む若しくは含まないペルフルオロ単環もしくは縮合環化合物であって、１〜５個の炭素原子からなる置換基を有しもしくは有さず該複素原子が窒素原子もしくは酸素原子であるものおよびペルフルオロポリエーテルからなる群より選ばれるもの、又はその混合物であることを特徴とする請求項５に記載のペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの回収方法。
【請求項７】
前記捕集部におけるペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの捕集率が、９０％以上であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの回収方法。
【請求項８】
蒸留により回収したペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの純度が、９９％以上であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの回収方法。
【請求項９】
一般式ＣｎＦ２ｎ＋１ＳＯ２Ｆ（ｎは１〜４の整数）で表されるペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの回収装置であって、
前記ペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを主体とするガスから、前記ペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを捕集する捕集媒体を有する捕集手段と、
前記捕集媒体から前記ペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを分離して回収すると同時に当該捕集媒体を再生する回収手段と、
再生された前記捕集媒体を前記回収手段から前記捕集手段へと返送するための循環経路と、を備えることを特徴とするペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの回収装置。
【請求項１０】
前記捕集媒体が、フッ素系不活性液体であり、
前記回収手段が蒸留装置であることを特徴とする請求項９に記載のペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの回収装置。
【請求項１１】
前記循環経路に、冷却手段が設けられていることを特徴とする請求項１０に記載のペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの回収方法及び回収装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、一般式ＣｎＦ２ｎ＋１ＳＯ２Ｆ（ｎは１〜４の整数）で表されるペルフルオロアルカンスルホニルフロライドは、反射防止膜材料やリチウムイオン電池材料として有用な、一般式（ＣｎＦ２ｎ＋１ＳＯ２）２ＮＨ（ｎは１〜４の整数）で表されるビス（ペルフルオロアルキルスルホニル）イミド類を製造する際の原料として有用である。
【０００３】
ところで、ペルフルオロアルカンスルホニルフロライドは、電解フッ素化反応にて生成される。具体的には、一般式ＣｎＨ２ｎ＋１ＳＯ２Ｘ（ｎは１〜４の整数、ＸはＣｌ又はＦ）で表されるアルカンスルホニルハライド化合物を無水フッ化水素酸中で電解フッ素化することにより、沸点が各々−２１℃（ｎ＝１）、０℃（ｎ＝２）、４０℃（ｎ＝３）、６５℃（ｎ＝４）のペルフルオロアルカンスルホニルフロライドが生成される。そして、気体のペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを回収するために、各々の沸点以下に冷却する方法が知られている。しかしながら、単に冷却する方法では、副生される水素ガスの存在により、ペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを分離することが困難であった。
【０００４】
そこで、気体のペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの回収方法としては、特許文献１及び特許文献２が知られている。
特許文献１は、トリフルオロメタンスルホン酸フッ化物の捕集方法に関するものである。具体的に特許文献１には、メタンスルホン酸フッ化物又は塩化物の電解フッ素化により生成したトリフルオロメタンスルホン酸フッ化物をフッ素系不活性溶媒と接触させることにより捕集するトリフルオロメタンスルホン酸フッ化物の捕集方法が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２は、ペルフルオロアルカンスルホン酸フッ化物の抽出方法に関するものである。具体的に特許文献２には、アルカンスルホン酸フッ化物もしくはアルカンスルホン酸塩化物の電解フッ素化により生成した一般式ＣｎＦ２ｎ＋１ＳＯ２Ｆ（ｎ＝２〜５）で示されるペルフルオロアルカンスルホン酸フッ化物をフッ素系不活性溶媒と接触させることにより抽出するペルフルオロアルカンスルホン酸フッ化物の抽出方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平３−２９６４１２号公報
【特許文献２】特開平５−１６８８４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載の方法では、電解フッ素化反応により生成したペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを含むガスを連続的にフッ素系不活性液体からなる捕集液に溶解させて吸収させていくと、時間の経過とともに捕集液中のペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの濃度が高くなり、捕集液のガス捕集率が低下してしまうという問題があった。特に、捕集液中のペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの濃度が２０％に達した場合には、捕集液の温度が−３０℃であっても、ガスの捕集率が８０％に低下してしまう。さらに、捕集液中のペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの濃度が５０％に達した場合には、ガスの捕集率が６０％まで低下することが知られている。
【０００８】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであって、高収率かつ高純度で、継続して回収することが可能なペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの回収方法及び回収装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明者らは鋭意研究した結果、捕集液のガス捕集率が、捕集液中のペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの濃度に依存することを見出し、捕集液を蒸留して、捕集液から捕集したペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを連続的に抜き出して濃度を低く保持することにより、本発明を完成させた。より具体的には、捕集液中のペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの濃度を２％未満に保持することで、常に９０％以上のガス捕集率を保持することができることを見出した。
【００１０】
すなわち、本発明は以下の構成を採用した。
［１］  一般式ＣｎＦ２ｎ＋１ＳＯ２Ｆ（ｎは１〜４の整数）で表されるペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを主体とするガスを、捕集部に収容された捕集液と接触させることにより、前記ペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを前記捕集液に溶解させて吸収させるペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの回収方法であって、
前記ペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを溶解させた前記捕集液を連続的に蒸留することを特徴とするペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの回収方法。
［２］  一般式ＣｎＦ２ｎ＋１ＳＯ２Ｆ（ｎは１〜４の整数）で表されるペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの回収方法であって、
前記ペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを主体とするガスを、捕集液が収容された捕集部に送通して、前記ペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを前記捕集液に溶解させて吸収させる第１の過程と、
前記捕集部から前記捕集液の一部を採取して蒸留し、前記ペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを単離して回収する第２の過程と、
前記蒸留後の前記捕集液を、前記捕集部に返送する第３の過程と、を備え、
前記第１乃至第３の過程を連続して行うことを特徴とするペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの回収方法。
［３］  前記捕集部内における前記捕集液中の前記ペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの濃度が、２％未満に保持されていることを特徴とする前項１又は２に記載のペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの回収方法。
［４］  前記ペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを主体とするガスが、一般式ＣｎＨ２ｎ＋１ＳＯ２Ｘ（ｎは１〜４の整数、ＸはＣｌ又はＦ）で表されるアルカンスルホニルハライド化合物を無水フッ化水素酸中で電解フッ素化して生成させたものであることを特徴とする前項１乃至３のいずれか一項に記載のペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの回収方法。
［５］  前記捕集液が、フッ素系不活性液体であることを特徴とする前項１乃至４のいずれか一項に記載のペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの回収方法。
［６］  前記フッ素系不活性液体が、６〜２０個の炭素原子を含むペルフルオロアルカン、９〜２０個の炭素原子を含むペルフルオロアルキルアミン、１以上の複素原子を含む若しくは含まないペルフルオロ単環もしくは縮合環化合物であって、１〜５個の炭素原子からなる置換基を有しもしくは有さず該複素原子が窒素原子もしくは酸素原子であるものおよびペルフルオロポリエーテルからなる群より選ばれるもの、又はその混合物であることを特徴とする前項５に記載のペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの回収方法。
［７］  前記捕集部におけるペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの捕集率が、９０％以上であることを特徴とする前項１乃至６のいずれか一項に記載のペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの回収方法。
［８］  蒸留により回収したペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの純度が、９９％以上であることを特徴とする前項１乃至７のいずれか一項に記載のペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの回収方法。
【００１１】
［９］  一般式ＣｎＦ２ｎ＋１ＳＯ２Ｆ（ｎは１〜４の整数）で表されるペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの回収装置であって、
前記ペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを主体とするガスから、前記ペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを捕集する捕集媒体を有する捕集手段と、
前記捕集媒体から前記ペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを分離して回収すると同時に当該捕集媒体を再生する回収手段と、
再生された前記捕集媒体を前記回収手段から前記捕集手段へと返送するための循環経路と、を備えることを特徴とするペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの回収装置。
［１０］  前記捕集媒体が、フッ素系不活性液体であり、
前記回収手段が蒸留装置であることを特徴とする前項９に記載のペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの回収装置。
［１１］  前記循環経路に、冷却手段が設けられていることを特徴とする前項１０に記載のペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの回収装置。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの回収方法によれば、ペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを溶解させた捕集液を連続的に蒸留することにより、捕集液中のペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの濃度を低く保つことができため、捕集液のガス捕集率を高く保持することができる。したがって、ペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを高収率かつ高純度で、継続して回収することができる。
【００１３】
より具体的には、捕集液中のペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの濃度を２％未満に制御することにより、捕集液のガス捕集率を９０％以上に保持することが可能なペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの回収方法を提供することができる。
【００１４】
本発明のペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの回収装置によれば、捕集媒体を有する捕集手段と、ペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの回収手段と、循環経路と、を備えている。このため、ペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを捕集した捕集媒体を回収手段へと移送して、ペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを分離して回収すると共に捕集媒体を再生することができる。また、循環経路により、再生された捕集媒体を回収手段から捕集手段へと返送することができる。これにより、捕集媒体中のペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの濃度を低く保つことができため、捕集媒体のガス捕集率を高く保持することができる。したがって、ペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを高収率かつ高純度で、継続して回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明を適用した一実施形態であるペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの回収装置を示す模式図である。
【図２】従来のペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの回収装置を示す模式図である。
【図３】本発明の実施例における実施例１の結果を示すグラフである。
【図４】本発明の実施例における比較例１の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を適用した一実施形態であるペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの回収方法（以下、単に「回収方法」ということもある）について、この方法に用いる回収装置と併せて以下に詳細に説明する。
先ず、図１に示すように、本実施形態のペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの回収装置（以下、単に「回収装置」という）１は、冷却捕集装置（捕集手段）２と、常圧蒸留装置（回収手段）３と、循環経路４と、を少なくとも備えて概略構成されている。また、循環経路４には、冷却管（冷却手段）５が２段階で設けられている。
【００１７】
冷却捕集装置２は、図１に示すように、捕集液（捕集媒体）２２が収容された捕集部２１と、捕集部２１を収納する恒温槽２３と、恒温槽２３内を冷却するための投げ込み式クーラー２４と、から概略構成されている。そして、捕集部２１には、ペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを主体とする混合ガスを供給する供給管６が、その先端が捕集液２２に接するように挿通されている。
【００１８】
捕集部２１の底部には、捕集液２２を採取するための経路Ｌ１が設けられている。この経路Ｌ１には、捕集液２２を循環させるための送液ポンプ２５が設けられている。さらに、経路Ｌ１は、経路Ｌ２と経路Ｌ３とに分岐されており、経路Ｌ２は蒸留装置３と、経路Ｌ３は捕集部２１の上部塔２１ａと、それぞれ接続されている。したがって、捕集部２１の底部から採取された捕集液２２は、一部が経路Ｌ２により蒸留装置３に送液可能とされている。一方、蒸留装置３に送液されなかった残りの捕集液２２は、経路Ｌ３から捕集部２１の上部塔２１ａの上部へと返送される。
また、捕集部２１の上部塔２１ａには、捕集部で回収されなかったガスを系外へと排出するための経路Ｌ４が設けられている。
【００１９】
捕集液２２は、ペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの捕集能を有するものであれば特に限定されるものではないが、捕集能が高いフッ素系不活性液体であることが好ましい。
フッ素系不活性液体としては、具体的には、例えば、６〜２０個の炭素原子を含むペルフルオロアルカン、９〜２０個の炭素原子を含むペルフルオロアルキルアミン、及びペルフルオロビシクロアルカン、ペルフルオロアダマンタン、ペルフルオロシクロエーテル、ペルフルオロビシクロエーテル、ペルフルオロシクロアミン、ペルフルオロビシクロアミン、ペルフルオロモルホリン、ペルフルオロポリエーテル等の１以上の複素原子を含む若しくは含まないペルフルオロ単環もしくは縮合環化合物であって、１〜５個の炭素原子からなる置換基を有しもしくは有さず該複素原子が窒素原子もしくは酸素原子であるものおよびペルフルオロポリエーテルからなる群より選ばれるもの、並びにこれらの混合物が挙げられる。
【００２０】
蒸留装置３は、図１に示すように、三口フラスコ３１と、マントルヒーター３２と、蒸留により単離されたペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの回収部３３と、蒸留後の捕集液２２を循環経路４へと送液するための送液ポンプ３４と、から概略構成されている。
【００２１】
循環経路４は、一端が蒸留装置３の三口フラスコ３１と接続されており、他端が冷却捕集装置２の捕集部２１と接続されている。これにより、蒸留後の捕集液２２を、蒸留装置３から冷却装置２へと返送可能とされている。また、循環経路４には、蒸留後の捕集液２２を冷却するための冷却管５が２段階で設けられている。
以上説明したように、本実施形態の回収装置１は、具体的には、冷却捕集装置２と常圧蒸留装置３と冷却管５とを連結させ、送液ポンプ２５，３４によって捕集液２２を循環させる構成を有している。
【００２２】
次に、上記回収装置１を用いた本実施形態のペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの回収方法について説明する。
本実施形態の回収方法は、一般式ＣｎＦ２ｎ＋１ＳＯ２Ｆ（ｎは１〜４の整数）で表されるペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを主体とするガスを、捕集液が収容された捕集部に送通して、ペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを捕集液に溶解させて吸収させる第１の過程と、捕集部から捕集液の一部を採取して蒸留し、ペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを単離して回収する第２の過程と、蒸留後の捕集液を捕集部に返送する第３の過程と、を備えて概略構成されている。
【００２３】
（ペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの生成方法）
本実施形態の回収対象であるペルフルオロアルカンスルホニルフロライドは、一般式ＣｎＨ２ｎ＋１ＳＯ２Ｘ（ｎは１〜４の整数、ＸはＣｌ又はＦ）で表されるアルカンスルホニルハライド化合物を電解フッ素化することにより生成する。
電解原料として、一般式ＣｎＨ２ｎ＋１ＳＯ２Ｆ（ｎは１〜４の整数）で表されるアルカンスルホニルフロライドを用いることができる。アルカンスルホニルフロライドは、下記式（１）に示すように、アルカンスルホニルクロライドをフッ化カリウム等によりフッ素置換して容易に製造することができる。
ＣｎＨ２ｎ＋１ＳＯ２Ｃｌ＋ＫＦ  →  ＣｎＨ２ｎ＋１ＳＯ２Ｆ＋ＫＣｌ  ・・・（１）
【００２４】
一般式ＣｎＨ２ｎ＋１ＳＯ２Ｆ（ｎは１〜４の整数）で表されるアルカンスルホニルフロライドとしては、メタンスルホニルフロライド、エタンスルホニルフロライド、プロパンスルホニルフロライド、ブタンスルホニルフロライドを用いることができる。
【００２５】
アルカンスルホニルフロライドを原料とした電解フッ素化工程により、ペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを主体とする生成ガスを得る。ここで、上記電解フッ素化工程により生成するペルフルオロアルカンスルホニルフロライドとして、トリフルオロメタンスルホニルフロライド、ペンタフルオロエタンスルホニルフロライド、ヘプタフルオロプロパンスルホニルフロライド、ノナフルオロブタンスルホニルフロライドが挙げられる。
【００２６】
電解フッ素化工程は、具体的には、例えば、原料として上記アルカンスルホニルフロライドを用い、これを無水フッ化水素酸と共に電解槽に装入し、常圧下、窒素ガス雰囲気中で電解する。これにより、下記式（２）に示すように、アルカンスルホニルフロライドのアルキル基がフッ素置換されて、ペルフルオロアルカンスルホニルフロライドが生成される。
ＣｎＨ２ｎ＋１ＳＯ２Ｆ＋（２ｎ＋１）ＨＦ  →  ＣｎＦ２ｎ＋１ＳＯ２Ｆ↑＋（２ｎ＋１）Ｈ２↑  ・・・（２）
但し、上記式（２）において、ｎは１〜４の整数である。
【００２７】
なお、副反応として、原料や中間体および生成したペルフルオロアルカンスルホニルフロライドが分解することによって、一般式ＣｎＦ２ｎ＋２（ｎは１〜４の整数）で表されるペルフルオロアルカンやスルホニルジフロライド（ＳＯ２Ｆ２）が生じる。
【００２８】
ここで、生成するペルフルオロアルカンスルホニルフロライド類は沸点が低いため、副生する水素や分解生成物であるペルフルオロアルカン、スルホニルジフロライド、置換ガスである窒素、電解溶媒であるフッ化水素酸とともに電解槽からガスとして抜き出される。これらのガスを０〜−４０℃のコンデンサーに通すことによって同伴するフッ化水素酸は液化して電解槽に戻される。コンデンサー出口から抜き出されるガス中には、コンデンサーで液化しきれないフッ化水素酸が含まれるため、水と気液接触させて洗浄することによりフッ化水素酸が除去される。そして、水にて洗浄された混合ガスが供給管６に供給される。
【００２９】
（第１の過程）
本実施形態の第１の過程では、一般式ＣｎＦ２ｎ＋１ＳＯ２Ｆ（ｎは１〜４の整数）で表されるペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを主体とするガスを、捕集液が収容された捕集部に送通して、ペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを捕集液に溶解させて吸収させる。
具体的には、図１に示すように、上述した電解フッ素化工程により生成されたペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを主成分とし、水素、ペルフルオロアルカン、スルホニルジフロライド、窒素等の副成分を含む混合ガスを、供給管６により捕集液２２が収容された捕集部２１に送通する。
【００３０】
主成分であるペルフルオロアルカンスルホニルフロライドは、捕集液２２に溶解して吸収される。一方、副成分は、捕集液２２には吸収されずに、捕集部２１の上部塔２１ａから経路Ｌ４を経て系外へと排出される。なお、捕集液２２に溶解せずに上部塔２１ａ内を上昇するペルフルオロアルカンスルホニルフロライドのガスは、上部塔２１ａの上部に接続された経路Ｌ３から返送される捕集液により吸収される構成となっている。
【００３１】
ここで、クーラー２４が設けられた恒温槽２３により、内部に収納された捕集部２１を冷却する。捕集部２１における捕集液２２の温度は、−１０℃以下とすることが好ましく、−２０℃以下がより好ましい。
【００３２】
（第２の過程）
本実施形態の第２の過程では、捕集部から捕集液の一部を採取して蒸留し、ペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを単離して回収する。
具体的には、図１に示すように、捕集部２１の底部に設けられた経路Ｌ１から採取した捕集液２２の一部を、経路Ｌ２によって蒸留装置３を構成する三口フラスコ３１に送液する。
【００３３】
三口フラスコ３１は、マントルヒーター３２によって加熱されており、三口フラスコ３１中の捕集液２２が蒸留される。そして、この捕集液２２中に溶解するペルフルオロアルカンスルホニルフロライドが単離されて回収部３３において回収される。上記蒸留により、純度が９９％以上のペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを回収することができる。
【００３４】
ここで、三口フラスコ３１内における捕集液２２の温度は、１４０℃以上とすることが好ましく、１６０℃以上がより好ましい。
【００３５】
（第３の過程）
本実施形態の第３の過程では、蒸留後の捕集液を捕集部に返送する。
具体的には、図１に示すように、三口フラスコ３１内に滞留する蒸留後の捕集液２２を循環経路４の一端から取り出す。そして、取り出した捕集液２２を送液ポンプ３４により循環経路４へと送り出し、この循環経路４に設けられた２段階の冷却管５によって冷却した後に冷却捕集装置２の捕集部２１へと返送する。
【００３６】
本実施形態のペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの回収方法は、上述した第１の過程から第３の過程を連続的に行うことを特徴としている。すなわち、冷却捕集装置２においてペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを捕集し、ペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを吸収した捕集液２２を蒸留装置３に移液して蒸留することにより、ペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを捕集液２２から分離して回収すると同時に捕集液２２を再生し、再生した捕集液２２を循環経路４により蒸留装置３から冷却捕集装置２へと返送する。そして、このサイクルを連続的に行うものである。
【００３７】
ところで、従来のペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの回収方法では、図２に示す回収装置１０１を用いて、電解フッ素化により生成されたペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを含むガスを捕集液１２２によって捕集していた。そして、捕集液１２２に吸収されたペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを、例えばアルカリ金属の水酸化物等と接触させることにより抽出する（特許文献２）。
【００３８】
ここで、従来の回収方法では、捕集液にペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを連続して吸収させると、時間の経過とともに捕集液中のペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの濃度が高くなり、捕集液のガス捕集率が低下してしまうという問題があった。
【００３９】
これに対して、本実施形態の回収方法では、上記第１の過程から第３の過程を連続的に行うため、冷却捕集装置２の捕集部２１内における捕集液２２中のペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの濃度を常に２％未満に保持することができる。これにより、上記捕集部２１におけるペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの捕集率を９０％以上とすることができる。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態のペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの回収方法によれば、ペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを溶解させた捕集液２２を連続的に蒸留することにより、捕集液２２中のペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの濃度を低く保つことができため、捕集液２２のガス捕集率を高く保持することができる。したがって、ペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを高収率かつ高純度で、継続して回収することができる。
【００４１】
また、捕集液２２中のペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの濃度を２％未満に制御することができるため、捕集液２２のガス捕集率を９０％以上に保持することができる。
【００４２】
本実施形態の回収装置１によれば、捕集液２２を有する冷却捕集装置２と、蒸留装置３と、循環経路４と、を備えているため、ペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを捕集した捕集液２２を冷却捕集装置２から蒸留装置３へと移送して、ペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを分離して回収すると同時に捕集液２２の吸収能を再生することができる。また、循環経路４により、吸収能が再生された捕集液２２を蒸留装置３から冷却捕集装置２へと返送することができる。これにより、冷却捕集装置２内において捕集液２２中のペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの濃度を２％未満に保つことができため、捕集液２２のガス捕集率を９０％以上に保持することができる。したがって、ペルフルオロアルカンスルホニルフロライドを高収率かつ高純度で、継続して回収することができる。
【実施例】
【００４３】
以下、実施例によって本発明の効果をさらに詳細に説明する。なお、本発明は実施例によって、なんら限定されるものではない。
【００４４】
（実施例１）
図１に示す回収装置１を用いて、ヘプタフルオロプロパンスルホニルフロライド（Ｃ３Ｆ７ＳＯ２Ｆ）を連続的に回収した。なお、捕集液にはペルフルオロトリブチルアミンを用いた。また、捕集時の捕集液の温度は、−２０〜−１５℃であり、蒸留時の捕集液の温度は、１６０〜１７０℃であった。
ガス回収開始からの時間と、捕集液中のヘプタフルオロプロパンスルホニルフロライドの濃度（％）及びガス捕集率（％）とを調査した。
なお、ガス捕集率は、下記式（３）で求められる。下記式（３）において、ヘプタフルオロプロパンスルホニルフロライド(式中Ｘと略記)の量およびＮ２量は、それぞれ捕集部２１に導入される前のガス(入口ガス)と捕集部２１の上部塔２１ａから系外へ放出されるガス(出口ガス)をガスクロマトグラフィー分析した際の分析チャートのピーク面積によって求めることができる。
ガス捕集率（％）＝｛１−（Ｘ量比）×（Ｎ２量比）｝×１００  ・・・（３）
Ｘ量比＝出口ガスＸ量／入口ガスＸ量、Ｎ２量比＝入口ガスＮ２量／出口ガスＮ２量
結果を表１及び図３に示す。
【００４５】
【表１】
2011046675.tif 000003
【００４６】
表１及び図３に示すように、本例では、ガス回収開始から５８時間を経過するまでのあいだ、捕集液中のヘプタフルオロプロパンスルホニルフロライドの濃度は、常に２％未満であった。また、ガス回収開始から５８時間を経過するまでのあいだ、捕集液のヘプタフルオロプロパンスルホニルフロライドの捕集率は、常に９０％以上を保持していた。なお、回収したヘプタフルオロプロパンスルホニルフロライドの純度は、９９．３％であった。
【００４７】
（比較例１）
図２に示す回収装置１０１を用いて、ヘプタフルオロプロパンスルホニルフロライド（Ｃ３Ｆ７ＳＯ２Ｆ）を連続して回収した。なお、捕集液にはペルフルオロトリブチルアミンを用いた。
ガス回収開始からの時間と、捕集液中のヘプタフルオロプロパンスルホニルフロライドの濃度（％）及びガス捕集率（％）とを調査した。
結果を表２及び図４に示す。
【００４８】
【表２】
2011046675.tif 000004
【００４９】
表２及び図４に示すように、本例では、ガス回収開始から時間が経過するごとに、捕集液中のヘプタフルオロプロパンスルホニルフロライドの濃度が連続的に増加した。これに伴って、捕集液のヘプタフルオロプロパンスルホニルフロライドの捕集率は、徐々に低下した。具体的には、ガス回収開始から４２時間を経過すると、捕集液中のヘプタフルオロプロパンスルホニルフロライドの濃度が２０％を超え、ガス捕集率が８０％程度まで低下した。さらに、ガス回収開始から１３２時間を経過すると、捕集液中のヘプタフルオロプロパンスルホニルフロライドの濃度が５０％を超え、ガス捕集率が６０％程度まで低下した。
【図１】
2011046675.tif 000005
【図２】
2011046675.tif 000006
【図３】
2011046675.tif 000007
【図４】
2011046675.tif 000008