硫酸ピッチについてのご質問

質問

硫酸ピッチについてご質問があるのですが、
硫酸ピッチは水などの水分と混ざると亜硫酸ガスを発生するとありますが、

大体どのくらいの亜硫酸ガスを発生すのでしょうか。
何kg放出するのか知りたいです。

論文や雑誌などの出所も教えていただけますと幸いです。
よろしくお願いいたします。

回答No.2

ht1914

硫酸ピッチについてあちこちサイトを見ているのですが何が起こっているのかがよくわかりません。

ほとんどは分析結果だけです。

二酸化硫黄の発生の仕組みを書いてあるサイトを見つけることは出来ませんでした。私にはなぜ二酸化硫黄が発生するのかがわかりません。（でも現実にはＳ２が生じています。）

硫酸がＳＯ２を発生する場合は酸化剤として働いている場合です。酸として働いただけではＳＯ２は発生しないはずです。硫酸イオンは安定なイオンです。保存中に硫酸イオンが分解してＳＯ２を出すというのはふつう考えられないことだと思います。

識別用に添加してあるクマリンの働きを阻害するのは酸としての働きだと思います。紫外線を照射すると蛍光を発するという構造を無くせばいいのですから分解する必要はありません。酸、またはアルカリで分解すると書かれていますが分解ではないように思います。濃硫酸を使ったのは油の中に混じっている物質に作用させるためでしょう。水溶液では混ざりません。

濃硫酸が酸化剤として働くのは普通加熱した場合だとされています。酸としての反応で発熱して酸化剤として働くということはあるかもしれません。硫酸ピッチは複雑な物質でしょうから中に何が入っているかわかりません。濃硫酸が酸化剤として働く場面もあるかもしれません。でもごく一部で起こる反応だと思われます。

＃１で書かれているような含まれている硫黄分が全てＳＯ２になるという予想が成り立つとは思えないのですが。

参考
（１）銅を熱濃硫酸に溶かす反応は
Ｃｕ＋２Ｈ２ＳＯ４→ＣｕＳＯ４＋２Ｈ２Ｏ＋ＳＯ２
です。加熱しないと反応しません。希硫酸でも反応しません。
反応した後でも硫酸イオンの半量はＣｕＳＯ４として残っています。

（２）砂糖に濃硫酸を加えた場合、脱水反応が起こります。徐々に砂糖の色が褐色～黒色に変わっていきます。でも色が変わるだけです。ある程度反応が進むと気体を出して反応し始めます。ここで熱濃硫酸の反応が始まったことになります。ＳＯ２の匂いがし始めます。最終的にふくれあがった穴だらけの黒い炭の様な塊になります。複雑なものが出来ているのだろうと思います。

クマリンの添加量は１ｐｐｍということです。
ドラム缶一本分の硫酸ピッチが出来るのにどれくらいの量の合成軽油（灯油＋Ａ重油）を処理しているのでしょうか。クマリンの量に比べて使われている硫酸の量がかなり多いような気がしますのである程度タールが溜まると液を取り替えるという手順になっているのでしょう。ＳＯ２はタールの中の成分との反応によるものでしょう。水を加えるとＳＯ２が発生するというのもわかりません。

詳しい人がおられるといいのですが。

お礼

貴重な情報やご意見をご解答していただきありがとうございます。
大変参考になります。

私もこの二酸化硫黄の発生の仕組みを書いてあるサイトを見つけることができませんでした。

「ドラム缶一本分の硫酸ピッチが出来るのにどれくらいの量の合成軽油（灯油＋Ａ重油）を処理しているのでしょうか。」
ということですが、調べた限りですと、A重油5000リットル、灯油7000リットルを混ぜたとき約ドラム缶1本分（200リットル）生成させるそうです。

回答No.1

mitsuo-0324

硫酸ピッチに含まれる亜硫酸ガス濃度が>4000ppm=0.4%ということですが、
これは気体としてのビン上部亜硫酸滞留ガス濃度ですので、
実際は硫酸ピッチがある限り亜硫酸ガスは発生し続けるものと考えたほうが、
最大亜硫酸ガス発生量を見極めることができるでしょう。

たとえば、
オイル状硫酸ピッチ128kg(=85L)の比重を1.5、全硫黄含有率を25%(重量パーセント濃度)として、
この25%の硫黄32kgすべてが反応で二酸化硫黄(亜硫酸)になったとすると、
硫黄32kg=1Kmolから二酸化硫黄(亜硫酸)1Kmol=64kg=22.4立米(亜硫酸ガスとして)

つまり、理論上、85Lのオイル状硫酸ピッチから最大64kgの亜硫酸ガスが発生します。
水分と混ざった場合、これよりは少ないと考えられます。

http://www2.kankyo.metro.tokyo.jp/kankyoken/report-news/2003/refuse3.pdf
http://www2.kankyo.metro.tokyo.jp/kankyoken/research/pitch/zenkanken15.pdf
http://www.kurekan.co.jp/information/pdf/E05006.pdf

お礼

大変貴重な情報、ご意見を頂き、ありがとうございました。
環境問題を考えたとき、硫酸ピッチの不法投棄は重大な問題であると私は考えています。人間健康、土地問題と多くに害を出します。
是非参考にさせていただきます。

ありがとうございました。