(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
過酸化水素水溶液を蒸留して濃縮された過酸化水素水溶液を製造する方法において、蒸留塔に厚さ０．５ｍｍ以下のアルミニウム薄板製充填物を用い、蒸留塔の塔頂でのリン酸化合物濃度が３０〜３０００ｐｐｂとなるように還流水にリン酸化合物を添加することを特徴とする過酸化水素の製造方法。
【請求項２】
不動態化したアルミニウム薄板製充填物を用いる請求項１記載の製造方法。
【請求項３】
アルミニウム薄板製充填物を脱脂後、過酸化水素水溶液に浸漬させて不動態化した請求項２記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、過酸化水素水溶液の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
過酸化水素水溶液の蒸留は、過酸化水素を濃縮する目的で広く行われている。蒸留塔の構造としては充填物を用いるのが一般的であり、その材質としては過酸化水素の分解を防ぐためジルコニウム、セラミック、ステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌなど）が用いられている。
【０００３】
ジルコニウムは、過酸化水素に対して分解作用がないが、高価である。セラミックは安価であるが、過酸化水素を分解する成分（鉄など）を含まない材質を選択する必要があり、圧力損失も大きい等の問題がある。ステンレス鋼は、比較的安価で規則充填物とすれば圧力損失も小さくランニングコストの面で有利であるが、過酸化水素を分解する金属元素の溶出がある。
【０００４】
アルミニウムは、過酸化水素の分解を抑制する性質がありながら、充填物として薄板化すると塔頂側で還流水（純水）による腐食に耐えられないため用いることが難しかった。特に規則充填物として０．５ｍｍ以下の極薄板とすると、腐食による耐用年数がごく短く実用とならない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、従来技術における上記したような課題を解決し、過酸化水素の分解を抑制し、経済的な過酸化水素の製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、過酸化水素の蒸留について鋭意研究を重ねた結果、蒸留塔にアルミニウム薄板製充填物を用いた場合、過酸化水素の分解が少なく、アルミニウムの腐食が少なくなることを見いだし、本発明に到達した。すなわち、本発明は、過酸化水素水溶液を蒸留して濃縮された過酸化水素水溶液を製造する方法において、蒸留塔にアルミニウム薄板製充填物を用いることを特徴とする過酸化水素の製造方法に関するものである。さらには、不動態化したアルミニウム薄板製充填物を用い、または還流水にリン酸化合物を添加することによる過酸化水素の製造方法に関する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
過酸化水素水溶液の蒸留の構成としては、蒸発器、蒸留塔の組み合わせが一般的である。すなわち、過酸化水素水溶液を蒸発器で一部蒸発させ、それを蒸留塔に供給し、塔底から濃縮された過酸化水素水溶液が得られる。塔頂からは、実質的に過酸化水素を含まない水蒸気が排出され，還流水が塔頂から供給される。還流水は塔頂から排出される蒸気への過酸化水素の同伴を防ぐため，通常イオン交換水が外部より加えられる。蒸留は、常圧でも行い得るが、蒸発温度を下げることにより過酸化水素の分解を抑えるため，通常減圧で行われる。
【０００８】
蒸留塔の充填剤として、アルミニウム薄板製充填物を用いる。充填物は、規則充填物、不規則充填物の何れでもよい。規則充填物としては、スルザー社製のメラパック等が挙げられる。アルミニウム薄板製充填物は、使用開始前に脱脂後、不動態化するのが好ましい。脱脂処理として、特に制限はなく、アセトン等の溶剤脱脂、アルカリ脱脂、界面活性剤脱脂、電解脱脂等が挙げられる。脱脂後、水洗して不動態化処理がなされる。
【０００９】
不動態化の方法としては、特に制限はなく、陽極酸化法、着色処理法、化学皮膜処理等の各種方法を用いることができる。この中でも過酸化水素による化学被膜処理が好ましい。過酸化水素処理は、一般的な過酸化水素水に浸漬すればよい。浸漬時間は、過酸化水素濃度にもよるが，３０重量％では常温で３時間程度で十分である。これは、硝酸による一般的な不動態化に比べてマイルドな方法であるため、アルミニウム薄板へのダメージも小さい。
【００１０】
本発明では、蒸留塔内の還流水により過酸化水素濃度が０に近づく塔頂部でのアルミニウム薄板製充填物の腐食を防ぐため、還流水にリン酸化合物等のアルミニウムの腐食を抑制し，かつ過酸化水素を分解しない安定剤を微量添加するのが好ましい。リン酸化合物は、同時に過酸化水素の安定剤になる。リン酸化合物の添加量は、蒸留塔の塔頂部の液相濃度で１０〜５０００ｐｐｂ、好ましくは３０〜５００ｐｐｂである。リン酸化合物としては、オルトリン酸、無水リン酸、ピロリン酸、トリポリリン酸、リン酸アンモニウム、リン酸水素アンモニウム、リン酸カリウム、リン酸水素カリウム、リン酸カルシウム、リン酸水素カルシウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸ジルコニウム、リン酸水素アンモニウムナトリウム、リン酸スズ、リン酸水素マグネシウム、リン酸マグネシウム、リン酸ホウ素等が例示される。
【００１１】
【実施例】
実施例によって本発明を具体的に説明する。なお、本発明は、実施例に限定されるものではない。
【００１２】
実施例１
（薄板製充填物としてアルミニウムとステンレススチールとの比較）
薄板充填物として、本発明に属するアルミニウム製メラパック小片（材質Ａ１０５０、サイズ５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．２ｍｍ，重量約１．１ｇ）と標準的なステンレススチール製メラパック小片（材質ＳＵＳ３１６Ｌ、サイズ５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．１ｍｍ，重量約１．８ｇ）を用い、アセトンで１時間浸漬、水洗、３５重量％硝酸で３時間浸漬し、水洗、乾燥の手順で処理した。
【００１３】
処理後の小片を６０重量％過酸化水素の充填された５０ｍｌメスフラスコに入れ，過酸化水素のＪＩＳ安定度を測定した。アルミニウム製メラパックは９９．７％であり，ステンレススチール製メラパックは９９．３％であった。これより過酸化水素の安定度に関し，アルミニウム製メラパックが優れていることがわかる。
【００１４】
実施例２
（不動態化方法として過酸化水素と硝酸との比較）
アルミニウム薄板製充填物として、メラパック小片（材質Ａ１０５０、サイズ５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．２ｍｍ，重量約１．１ｇ）を用い，不動態化方法として過酸化水素と硝酸との比較をおこなった。３つの小片をアセトンで１時間浸漬、水洗した。その後、１つは無処理，もう１つは３０重量％過酸化水素水で３時間浸漬し、水洗、乾燥を行い、残りの１つは３５重量％硝酸で３時間浸漬し、水洗、乾燥の手順で処理した。
【００１５】
処理前後の小片の重量変化は過酸化水素処理が−０．０００３ｇであり，硝酸処理が−０．０７５４ｇであった。硝酸処理の方に重量減少が認められ，アルミニウムがダメージを受けていることがわかる。処理後の小片を６０重量％過酸化水素の充填された５０ｍｌメスフラスコに入れ，過酸化水素のＪＩＳ安定度を測定した。無処理は９８．５％，過水処理は９９．６％，硝酸処理は９９．７％であった。これより過酸化水素の安定度に関し，不動態化の効果が顕れているが、過水処理と硝酸処理では有意差がないことがわかる。
【００１６】
実施例３
（リン酸添加効果）
アルミニウム薄板充填物として、メラパック（材質Ａ１０５０、ラボ用に整形したもの，サイズＩＤ５０ｍｍ×Ｈ２２０ｍｍ×厚さ０．２ｍｍ）を用いた。メラパックをアセトンで１時間浸漬、水洗、３０重量％過酸化水素水で３時間浸漬、水洗、乾燥の手順で処理した。このメラパックをリン酸添加した過酸化水素水に５００時間浸漬させ、メラパックの重量経時変化から８０００時間の重量変化を計算した。過酸化水素濃度は、蒸留塔の塔頂条件に相当する。結果を表１に示す。
【００１７】
表１
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【００１８】
【発明の効果】
本発明により、設備費やランニングコスト、過酸化水素の分解ロスの低減が図れる。