JPH02284618A - 酸素濃度の低減方法 - Google Patents

Abstract

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め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、窒素含量の多い流れ（特に、　ＰＳＡ窒素生
成物流れ）中の酸素濃度を減少させると共に前記流れ中
の水素濃度を増大させる方法に関する。

フロートガラスの装造においては、使用される錫浴の酸
化を防止するために、フロートガラスタンク中に窒素／
水素ガス混合物を使用する必要がある０代表的で且つ好
ましい窒素／水素ガス混合物は、約６％の水素と約９４
％の窒素を含有し、そして１０ρ、ｐ、ｍ、未満の酸素
と一５０°Ｆの露点を有していなければならない。

圧力スウィング吸着（ＰＳＡン　は、空気の成分の１種
以上（通常はｌを条理に含んだ生成物ガスを連続的に製
造するのに使用されている。圧力スウィング吸着におい
ては２分離すべきガスが加圧下にて固体吸着剤層中に導
入され、これによって１種以上の成分が吸着される。引
き続き圧力を減少させると、吸着されていた成分が吸着
剤から脱着する０例えば、エリ、クソン（Ｅｒ　１ｃｋ
ｓｏｎ）による米国特許第４，１３２，７６６号；　４
．２８７．１７０号丁及び４．３４０．５７８号各明細
書を参照のこと。従来、このような吸着剤層の２つ以上
が、同時に機能することなく循環使用され、これによっ
て空気の連続的な分離が行われている。

通常、圧力スウィング吸着（ＰＳ＾）による窒素プロセ
スからの流出物は窒素含量の多い流れを生成し、窒素含
量は９９％を越えることがある。酸素含量の多い副生物
流れは、燃ネ゛４と共に燃焼させて該プロセスに対する
エネルギーを供給（例えば圧縮機を作動させる）するこ
とができるし、あるいは生成物としてさらに精製するこ
ともできる。生成物流れの窒素は、残留酸素に対する追
加の吸着剤又はスキャベンジャ−を使用してさらに精製
して高純度の窒素生成物を得ることができる（エリノク
ソンによる米国特許第４．２８７．１７０号明細書を参
照のこと）。

圧力スウィング吸着プロセスにより、窒素含量の多い生
成物流れからフロートガラスタンクに使用される窒素／
水素ガス混合物を製造することそして水素源としてアン
モニアを使用することが提唱されている。しかしながら
、従来のＴ’ＳＡ窒素は多すぎる量の酸素（すなわち通
常杓１％）を含有している。　ＰＳＡ窒素と比較的安価
な水素源（例えばアンモニア）を使用することができれ
ばフロートガラスタンク中に用いられる窒素／水素ガス
混合物のコストが大幅に低下するであろう。

ＰＳＡ　７’ロセスからの窒素含量の多いガスを使用し
て、フロートガラスプロセスに用いられる窒素／水素ガ
ス混合物を製造する方法を１発明者は見出した０本発明
の方法を使用することによって発明者は、フロートガラ
スタンク中に使用される錫浴の酸化を防止するための、
フロートガラスタンク中における窒素／水素ガス混合物
の成分として適した高窒素含量・低酸素合理ガスを製造
することができる。アンモニアを使用する数多くの方法
、及び／又はガス流れ中の酸素含量を減らそうとする数
多くの方法がある。例えば、アレクサンダー（八Ｉｅｘ
ａｎｄｅｒ）による米ｒＴ１’４．￥　、ｊ乍第１．７
ａｃ、２重９℃明細書は、溶接ガスの（１１４成成分の
比−仁を制御することができる方法を開示している。ア
レクサンダーによる該特許は特に、少量の酸素が存在す
ると窒素が、溶接金属を脆くする化合物を生成しやすい
、という傾向を弱めるために、水素の存在下における窒
素雰囲気にて溶接を行うことを説明している。このこと
は、アンモニアを解離させて７５％の水素と２５％の窒
素からなる混合物を生成させることによって行われる。

アンモニアの分解により得られる水素と窒素との混合物
にさらに空気を混合することによって、上記レヘル以上
の種々の窒素パーセントが得られる。空気中の酸素が、
バーナー中にて燃焼され、存在する水素の一部と結合し
て５窒素、水素１及び水蒸気を含んだ混合ガスが生成さ
れる。水蒸気は１例えば凝縮させることによって除去す
ることができる。アレクサンダーによる該特許は、ガス
組成物（例えば空気）と混合する前にアンモニアを解離
させている０本明細書に記載の方法においては、アンモ
ニアを解離させる前に、アンモニアが酸素含有ガスｉｆ
ｌ成物と？ｋＡ合される。

チェニチェク（Ｃｈｅｎ　ｉ　ｃｅｋ）による米国特許
節２．８０６，７６７号明細書は、不活性ガス及び／又
は還元性ガスを含有したガス流れから微量の酸素を除去
する方法について、そして特に、アンモニア合成ガス（
すなわち、水素と窒素を、好ましくは３容：１容の容積
比率にて含み、さらに窒素のような不活性ガスを含んだ
混合物）から酸素を除去することを開示している。チェ
ニチェクによる該特許は、酸素含有ガスをヒドラジン（
特にヒドラジン水？８液）と接触させることについて説
明している。酸素含有ガスは、細分した形で液体ヒドラ
ジンの浴中に通すのが好ましいや アンダーソン（Ａｎｄｅｒｓｏｎ）による米国特許節３
．０５３，６１３号明細書は３窒素の酸化物と酸素を含
有したガスの燃焼反応（本反応の第一段階において、ア
ンモニアがガスに加えられる）を起こさせる方法につい
て開示している。アンダーソンによる該特許は、数容攪
％の酸素、数１／１０容量％以上の酸化窒素、及び二酸
化７累を含有した廃棄ガス流れ（窒素酸化物との化学量
論反応に対してやや過剰のある量のアンモニアガスと混
合されている）を、アンモニアと窒素酸化物との選択的
な反応を起こさせる触媒上に通ずことを開示している。

使用する触媒は、パラジウム、白金、ルテニウム他の白
金族金属、コバルト、鉄、又はニッケル等のいずれでも
よい。このよう乙ご、アンダーソンによる該特許は、酸
素ではなく窒素酸化物を減少させること（すなわち、ア
ンモニアと窒素酸化物との選択的反応を起こさ−するこ
と）について開示している。

ウォルター（Ｗａ　ｌ　ｔｅｒ）らによる米国特許節３
．８２１．３６１号明細書及びカナダ特許筒９０２，３
６６号明細書は１重水素価と酸素保有不純物を有するガ
スを、ナトリウム又はリチウムのアンモニア溶液と接触
させて、酸素保有不純物を溶解性の低い反応生成物とし
て除くことによって、該ガスがら重水素を回収する方法
について開示している。

ブライ（Ｂｌｉｇｈ）による米国特許節３，９２８．０
０４号明細書は、モレキュラーシーブが不純物を吸着す
るよう、不活性ガスの沸点に近い温度にてモレキュラー
シーブの層に通ずことによって、不活性ガス（特にアル
ゴン）を精製することについて開示している。不純物を
吸着する工程を操り返し行わせるために、モレキュラー
シーブの層が再生される。この特定の場合においては、
モレキ」ラーシーブに酸素が吸着される。

ベンス（Ｐｅｎｃｅ）による米国特許節４，２２０．［
Ｅ３２壮明細書は、２５０〜５５０’Ｃの温度にて窒素
酸化物含有流れをアンモニア含有ガス流れと混合し１次
いでゼオライト触媒と接触させることによって窒素酸化
物の接触還元を行うことについて開示している。

ディーン（Ｄｅａｎ）らによる米国特許節４．６３６．
６７０号明細書は、アンモニアを燃焼流出物流れ（該流
出物流れの温度は９７５〜１３００”　Ｋである）中に
注入することによって該流出物中のＮＯの濃度を無触媒
的に減少させる方法について開示している。

エイコルツ（Ｅ　１ｃｈｏ　ｌ　ｔｚ）による米国特許
第４．７３５．７８５号明細書は、煙道ガスから窒素酸
化物を除去することについて、そして特に、触媒層にお
いて煙道ガスを還元剤としてのアンモニアと反応させる
ことによって窒素酸化物を除去することについて開示し
ている。

本発明は、圧力スウィング吸着（ＰＳＡ）によって得ら
れる窒素生成物ガス中の酸素汚染物の濃度を減少させる
方法に関する。本発明の方法は、　ＰＳＡ窒素と所定量
の気化させた無水アンモニアとの混合物を形成させるこ
と、そしてその後に実質的に全てのアンモニアを分解し
て窒素と水素を生成させることからなる。この分解は、
ガス混合物を加熱し、そして加熱されたガス混合物を、
アンモニアを水素と窒素に分解するための有効な触媒と
接触させることによって行われる０分解によって形成さ
れた水素は酸素と反応して水を生成し、従ってガス組成
物中の酸素の濃度が実質的に減少する。

こ７れによって、許容レベルの酸素を含有した最終的な
ガス組成物が得られる。酸素の濃度が減少すると共に水
素の濃度が増大するのが好ましい、このことは、得られ
る水素の一部だけが酸素と反応して水を生成すると共に
、残部の水素により得られるガス組成物における水素の
濃度が増大するように、過剰量のアンモニアを分解する
ことによって行われる。最終的なガス組成物は、フロー
トガラスタンクに対する窒素／水素ガス状合物泪として
適しているのが好ましい。このような好ましい組成物は
通常、９４％の窒素、６％の水素、及び−５０°Ｆの露
点にて供給される１０ｐ、ｐ、ｍ、未満の酸素からなる
。

本発明は、窒素含量の多いガス組成物中における汚染物
としての酸素の４６を減少させる方法に関する。使用す
るガス組成物は、空気から窒素を生成させるためのＰＳ
Ａプロセスから得られる窒素含量の多い生成物ガスであ
るのが好ましい（例えばエリックソンによる米国特許第
４，２８７．１７０及び４．７４６，５０２号各明細書
並びにキャサーノ（Ｃａｓｓａｎｏ）による米国特許第
４，５６５．６８５号明細書等に説明されている；これ
らの特許を全て参照の形でここに引用する）。このよう
なプロセスからの典型的なガス流れ組成物は、約９９容
量％の窒素（Ｎ、）と約１容量％の酸素（０８）を含有
するが、酸素含量はこれより高くても低くてもよく、約
１５ρｓｉｇにて供給される。上記組成物はＰＳＡプロ
セスから得られる通常の組成物であるけれども、窒素含
量は通常約９７〜約９９．９９９容量％の範囲で変化し
てもよく、従って酸素含量は約０．００１〜約３容量％
の範囲で変化してもよい。

しかしながら本発明では１種々の量の窒素、酸素、及び
本プロセスの有効性を阻害しない不純物を含んだいかな
る供給源からのガス組成物も使用することを意図してい
る。本発明に従って処理することのできるガス組成物と
しては、約０．００１〜３．０容量％の酸素、約９７〜
９り、９９９容量％の窒素及び残部としてアルゴンやヘ
リウム等の不活性ガスを含んだガス組成物がある。本発
明の重要な特徴は、供給ガス組成物及び生成ガスの水素
含量に関して、その融通性が高い点にある。

本発明のプロセスは、精製すべきガス組成物とある量の
アンモニアとのガス混合物を作製することによって行わ
れる。ガスを混合するためには当業界においてよく知ら
れている種々の混合手段を使用することができる。

好ましいクイズのアンモニアは気化させた無水アンモニ
アである。しかしながら、その中に含まれている不純物
がプロセスを阻害しない限り、いかなる供給源からのい
かなるガス状タイプのアンモニアも使用することができ
る。アンモニア０１＋１３）は安価であり、化学的に純
粋な生成物であり、複雑ではなく、そして解離して本発
明のプロセスに適したガス状混合物を生成するけれども
１本発明では、アンモニアやその等価物を解離又は発生
するような他の化合物を使用することも含んでいるとい
う点に留意しなければならない。例えば、ヒドラジン（
Ｈ２Ｎ−Ｎ）Ｉ、）を解離させて、窒素と水素の混合物
を得ることができる。このような液状化合物は、処理す
べきガス組成物と混合する前に気化される。

次いで、アンモニアの分解、及び生成した水素とガス組
成物中の酸素との反応を同時に起こさせる触媒上に２本
ガス混合物を通過させる。通過前又は通過と同時に、ア
ンモニアを含イイしたガス混合物を高温に加熱する。好
ましい触媒は、エンゲルハルト・インダストリーズ社（
Ｅｎｇｅｒｈａｒｄ　１ｎｄｕｓｔｒｉｅｓ、　Ｉｎｃ
、）から市販されているＤ［：ＯＸＯＬＤ　　とＤＥＯ
ＸＯＡ　テある。ＤＥＯＸＯＣＤはアルミナ（旦持白金
の脱酸素触媒である。これらの触媒は、エネルギ分散に
よるＸ線（ｅｎｅｒｇｙ−ｄｉｓｐｃｒｓｉｖａ　Ｘ−
ｒａｙ）＋光学発光（ｏｐｔｉｃａｌ　ｅｍｉｓｓｉｏ
ｎ）＋及び原子吸光分光よって分析されている。上記触
媒における主要元素のオーダーは次の通りである。

ＤＥＯχＯＬＤ：　　ΔＩ　＞＞　Ｐｄ　＞　Ｃａ、　
Ｇａ、　Ｒｅ、　ＣｒＤＥＯＸＯＡ　　：　　　Ａｔ　
　＞＞　　Ｐｄ　　　Ｃｕ　　　Ｇａ　　　Ｒｅ　　　
ｌ？ｈ　　　Ｐ＋酸素が表記されていないが、触媒中に
３例えばアルミナ支持体として確実に含まれている。ク
ロムがロジウムと白金に置き１桑わっていること、そし
てパラジウムの量が少なくなっていることにおいて、　
ＤＥＯＸＯＡはＤＥＯＸＯＩ、Ｄと異なっている。この
ように置き換わっていることにより、　ＤＥＯＸＯＡの
コストがより高くなるとバに、その性能も向上している
。

他の触媒１例えば、鉄粉（ｉｒｏｎ　ｆｉｌｉｎｇｓ）
、白金（スポンジ状又は網状）、白金合金、ロジウム白
金合金、金−パラジウム合金、白金−パラジウム−ロジ
ウム合金、　ＦｅｚＯ１−ＭｎｚＯｔ−［１ｉｚＯｚ触
媒、及び酸化コバルト等を、単独又は酸化鉄や酸化クロ
ムのような他の酸化物類との併用にて、担持状態又は非
担持状態（特に活性アルミナに担持させたもの２例えば
ベレット化活性アルミナ担持パラジウム）で使用するこ
とができる。

これらの触媒は当業界においてよく知られており、さら
にそれらの選択方法及び操作パラメーターも公知である
。例えば、「“不均質触媒の実際（ｌｌｅｔｅｒｏｇｅ
ｎｅｏｕｓ　Ｃａｔａｌｙｓｔ　ｉｎ　Ｐｒｌ１ｃｔｉ
ｃｅ）”、　Ｃ，Ｎ。

サンターフイールド（Ｓ、１ｔｔｅｒｆｉｅｌｄ）、　
７グロ一ヒル社、　１９８０．を参照のこと（本文献の
内容を参照の形でここに引用する）。

分解反応工程における圧力の範囲は、大気圧〜約２０ｐ
ｓｉｇまたはそれ以上であり、最適反応λＶ度は一般に
は使用する触媒の１ｆｆｌ類に応して異なる。反応区域
の圧力はｌＯ〜１５ρｓｉｇの範囲であるのが好ましい
。

反応区域の温度は１通常は１５００〜２０００”　Ｆの
範囲であり、好ましくは、触媒の１発を最小限に抑える
ために１５００−１７００°Ｆの範囲である。一般には
、この温度範囲において酸素除去の選択性が最適である
ことが見出されている。

好ましい触媒を使用したおきに、アンモニアの転化を最
大にするためには２反応区域の圧力は約１５ｐｓｉｇそ
して反応区域の温度は２０００″′Ｆであるのが最適で
ある。他の温度や圧力も適用することができるが、これ
は下流のプロセスパラメーター触媒の種類、及び精製す
べき流入ガス組成物の組成等によって異なる。

アンモニアの量は、流れ中の酸素含量と完全にはバラン
スを保たせる必要はない。これば、供給流れ中の過剰酸
素の量及び？１′成物流れ中に必要とされる水素の量に
よって決まる。

流入ガス組成物中に含まれる全酸素を還元するに足る少
なくとも化学債論酊のアンモニアを使用するのが好まし
い。従って全酸素が還元されて水になり、残留水素が系
に加わることはなく、最終ガス混合物の窒素金星が増大
する。しかしながら錫浴の酸化を防止するためにフロー
トガラスタンク中にこの最終ガス流れを使用するという
好ましいプロセスにおいては、最終ガス流れ中にある特
定量の水素（例えば約６％の水素）を含有さセるのが望
ましい。このように、必要とされる理論量より過剰のア
ンモニアを使用するのが好ましい。

従って、酸素の濃度が減少し、過剰のアンモニアの分解
により生成する過剰の水素によって最終ガス混合物中に
おける水素の量が増大する。例えば。

約１％の酸素を含有しているＰＳＡ窒素流れの場合化学
量論量のアンモニアは該流れの約２％（ν／Ｖ）である
。

従って反応工程においては、アンモニアは、酸素との反
応に対して必要とされる化学量論量（すなわち酸素容積
の２００％）〜核化学量論量の１０倍以上（好ましくは
、６％の水素を与えるために該化学ｆｆｉ論量の約３倍
）の範囲の量にて、処理ずべきガス混合物に加えられる
。過剰アンモニアの量は、酸素の濃度に関して無制限で
あってもよい。

なぜなら、系に対して何ら悪影響を及ぼさないからであ
る。

従って２本発明の方法によって、流入ガス組成物中の酸
素含量が実質的に減少するだけでなく。

該ガス組成物中の水素含量が増大する。ガス組成物中の
酸素含量が減少すると共に水素含量が増大するという組
合せは、精製されたＰＳＡプロセス流出物をフロートガ
ラスタンクに対するガス源として経済的に使用できると
いう点で重要である。ｔ＃製されたＰＳＡプロセス流出
物は、金属の熱処理。

不均質触媒の製造、及び半導体の加工にも使用すること
ができる。

次いで、最終ガス組成物を冷却・乾燥して水を除去する
ことができる。乾燥剤又はゼオライトモレキュラーシー
ブを使用して水を除去するのが好ましい。しかしながら
、他のプロセスを使用してもよい。

得られる最終ガス組成物は、　ｉｏ　ｐ、ρ、−９未満
の酸素２約９４％の窒素、及び約６％の水素を含有しそ
して一５０１Ｆの露点を有するのが好ましい。本組成物
は、ガラスフロートタンクプロセス中に導入するための
好ましい組成物である。しかしながら１本組成物は、約
５〜１５％の水素及び最高的１０ｐ、ρ、Ｉ１１．の酸
素を含有してもよいし　また−５０〜−１００°Ｆの露
点を有してもよい。しかしながら本発明のプロセスによ
って他の異なるタイプのガス流れ組成物も得ることがで
き゛る。と思われる。

本発明の好ましい実施態様のフローシートである第１図
を参照すると、約１％の酸素を含有したＰＳＡ窒素源が
、１５ρｓｉｇの圧力及び約８０°Ｆの温度にて供給さ
れるで流れ１）、液化アンモニアを気化させることによ
って、無水アンモニア蒸気の供給ａ　（２００）を得る
のが好ましい。気化したアンモニア（流れ２）がＰＳＡ
窒素生成物流れ（流れ１）と混合されてガス混合物（流
れ３）が得られ　本ガス混合物は通常、９４％の窒素、
５％のアンモニア、及び１％未満の酸素からなる０本ガ
ス混合物（流れ３）が反応器（３００）中に注入される
。木ガス混合物を、前述の触媒を充填した加熱コイルに
通す。加熱コイルは、高温合金（例えばインコネル６０
１）で造られているのが好ましい。天然ガス（流れ４）
が燃焼され、アンモニアとＰＳＡ窒素とのガス混合物を
含んだ加熱コイルが加熱される。

アンモニアが解離して水素が生成し、この水素がヒータ
ーコイル中で酸素と反応する。通常約９２％の窒素、６
％の水素、及び２％の水を含有した反応器流出物（流れ
５）がフィンド・クーラー（４００）を９次いで凝集フ
ィルター（５００）　と乾燥器（６００）（好ましくは
ゼオライトモレキュラーシーブを含む）を通過し、これ
によって実質的に全ての水が除去される。乾燥器流出物
（流れ７）（約９４％の窒素、６％の水素、及び微量の
酸素を含有）がフロートガラスタンクに供給される。

第１表は、第１図に対する代表的なプロセスデザインの
１既要である。

第２図は、アンモニアとＰＳＡ窒素を含有した入口ガス
流れ（流れ３）、供給される天然ガス（流れ５）を燃焼
させるためのバーナー、及び制御システムから構成され
た反応器（３００）によるプロセスの概略を示したもの
である。

第３図は、アンモニア冷媒タイプのオープンループ乾燥
システム（後述する）を組み込んだ類似のタイプのシス
テムをより詳細な形で示している。

第２表は、第３図に示したプロセスに対する代表的なプ
ロセスデザインの微量である。

第３図に示した実施態様においては１反応器（３００）
からの精製された生成物（流れ５）が先ず熱交換器（４
００）で冷却され１次いで凝集フィルタ−（５００）に
通される。フィルター流出物（流れ９）が乾燥器（６０
０）　４ご導入され、この乾燥器がアンモニア流れ１６
（約−６０°Ｆの温度である）に対する可逆熱交＋０２
Ｈとして機能する。これによって流れ９は約−５０’　
Ｆに冷却され、実質的に全ての水分が乾燥器（６００）
中において氷として堆積する。

乾燥器（６００）は流れ９の流れを交互に受は取る２つ
の区画を有している。なぜなら５通路が閉塞されるよう
になる前に、　＋（１：積した水を定朋的に除去する必
要があるからである。従って、所定の時間間隔で三方弁
を使用することによって、乾燥器（６００）の特定の区
画を通過する流れ９の流れと低温アンモニア流れ１６が
停止され、流れ８が導入される。流れ８は、熱交換器（
４００）の中間箇所から取り出される。従って、その温
度が充分に高いので、堆積した氷を融解し、水分を乾燥
器（６００）から効果的に除去し、そし２て流れ７とし
て送られて炉へと排気される。堆積した水分が除去され
たとき１区画への流れ込みが再び行われる。水分除去の
ための所定の時間間隔が終了する前に区画から水分が除
去さね、る場合、流れ８の流れが停止され再住された区
画が冷却される。

流れ１６　（−６０’　Ｆの温度）は次のような方法で
得られる：　タンク！・ランク（ｔａｎｋ　ｔｒｕｃｋ
）（１５００）によって、アンモニアが周囲温度（例え
ば約７０”Ｆ）及び１１００ｐｓｉの圧力にて供給され
る。トランク（１０００）からのアンモニアが圧力制御
弁を通ってアンモニア貯蔵タンク（２００）に入る。ア
ンモニア貯蔵タンクの圧力は、約３１”８（すなわち大
気圧よりやや高い）に保持される。タンクトラック（１
５００）からのアンモニアは、圧力、！Ｉ２１整弁を通
過する際に、ジュール−トムソン冷Ｈ１！こよって冷却
される（すなわち、ン波体アンモニアは、　１０１００
ｐｓｉこて１００％液体から“フラッシュ°゛又は気化
して液体と２ｐｓｉＩｌの蒸気との混合物となる）。タ
ンクＩ・ラック（１５００）からのじ初の液体の一部が
液体アンモニアとしてアンモニア貯蔵タンク（２００）
中心こ残され、そしてアンモニア貯蔵タンク中の残留突
気が再び圧縮されてクンクトランク（１５００）に再循
環される。次いで、流れ１５を流れ３にど主人すること
乙こより、アンモニア貯蔵タンク２００からの液体アン
モニア（流れ１５）がＰＳＡ窒累生成物流れ（流れ３）
と混合されて、流れ１６を生成する。液体アンモニアの
液滴をＰＳ＾窒素生成物流れ中に注入すると、いわゆる
“物質移動冷却（ｍａｓｓ　ｔｒａｎｓｆｅｒｃｏｏｌ
ｉｎｇ）”を引き起こし、このとき液体アンモニアのか
なりの部分が窒素？Ｘｉ力、との混合時に気化しこのた
め流れ１６の１・−タルとしてのｌＷ１度は約−６０°
Ｆの低温となる。次いで流れ１６を乾燥器６００に通し
て流れ９を冷却し、これによって実質的に全ての水を除
去する。

生成物流れ９に与えられる冷Ｎ１は、アンモニアザイク
ルのためのアンモニアを回収する手段によって回収され
る。流れ１６　（乾燥器６００を通過する際に加温され
、これによって全てのアンモニアが気化される）は再循
環圧縮機７００に導入され、このときアンモニアの約半
分が熱交換器８００を通過することによって伏ｋＭする
ようなレヘルにまで圧力が上昇される。第１のアキュム
レーター９００において、液体アンモニアとアンモニア
茎気が分１月１される。こうして得られた７に気（）蚕
れ２０）が第１の回収熱交換器１０００に導入され１　
ぞこで乾燥生成物流れ１０との熱交換にて一部が凝縮し
、これとこよって、乾燥器６００において生成物流れに
潰えられた冷却の約３０％が回収される。

こうして得られた液体アンモニアｉＡれ２１が、第２の
アキュムレーター１１００において再び分離されて液体
流れが形成され、この液体流れが１第１の分離器９００
において形成された液体アンモニア及び蒸気流れ２６と
合わけられる。合わさった液体アンモニア流れ（流れ２
３）が、第２の回収熱交換器１２００において乾燥生成
物ガスと熱交換関係にて通過して、１３％の冷却が追加
回収される。第２の回収熱交換器１２００を出た生成物
流れ（流れ１３）が追加の生成物流れ（後述）と合ねゼ
され、そして取り出される。

第２の回収熱交換器１２００から流れ２４として取り出
された；波体アンモニアはジュール−トムソン弁にて膨
張され、第３のアキ１ムレ−ター１３００に導入されて
、液体流れ２８と茎気流ね、２９にうトノら４する。

この藷気流れは第２のアキュムレーター１１００からの
蒸気と合わせられ、　ＰＳＡユニント１００の流出物流
れ２と共に反応器３００に導入される。

液体アンモニア流れ２日が第３の回収熱交換器１４００
に導入され、そこにおいて乾燥器６００を出てきた乾燥
生成物流れ１１の一部との熱交換関係にて３％の冷却が
追加回収される。この最終冷却工程はを利である。なぜ
なら、貯蔵クンク２００に再び入る前に流れが絞られる
ときに、アンモニアの気化を防止するよう作用するから
である。乾燥器６００において費やされた冷却の約半分
が回収され９本プロセスに対して必要とされないアンモ
ニア（すなわち２反応器３００中に導入するためのＰＳ
Ａ流出物と合わせられる）が、その最初の状態にて貯蔵
タンク２００に再循環される。というのが正味の結果で
ある。

従って、精製された生成物流れ９を乾燥するための前述
のプロセスは、比較的エネルギー効率が良く、乾燥剤乾
燥物質を必要とせず、そして比較的低コストである。こ
のタイプの乾燥の主要な利点は、流れ１５の流れを調節
するという簡単な方策によって特定の露点（例えば−５
０°Ｆではなくて−４０°Ｐ）を達成して所望の結果を
得ることができる。ということにある。

１３５　Ｌｌｌ／Ｉｌｌ？　　２６０ Ｎｌ１１−１００χ　（液体ン 本発明の精神を逸脱することなく１本発明の範囲内にて
種々の変形が可能であることは当接術者には明らかであ
り１本発明はこれら全ての変形を含む。

【図面の簡単な説明】

第１回は１本発明のプロセスの好ましい実施態様を示し
た概略図である。 第２図は、第１図のプロセスに使用される反応器のＷ略
図である。 第３図は１本発明のプロセスの他の実施態様を示した概
略図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）酸素含有ガス組成物とある量の無水アンモニ
   アを混合してガス混合物を得る工程；（ｂ）前記ガス混
   合物を加熱する工程；及 び （ｃ）前記加熱ガス混合物を、実質的に全 てのアンモニアを分解するための有効な触媒と接触させ
   て水素と窒素を生成させ、これによって水素が酸素と反
   応して水を形成し、従って前記ガス組成物中の酸素濃度
   が低減する工程；の各工程を含む、酸素含有ガス組成物
   中の酸素濃度低減方法。 ２、圧力スウィング吸着によって得られる窒素生成物流
   れ中の酸素濃度低減方法であって、（ａ）前記生成物流
   れとある量の無水アン モニアとのガス混合物を形成する工程；及び（ｂ）実質
   的に全てのアンモニアを分解し て窒素と水素を生成させ、これによって水素が酸素と反
   応して水を形成し、従って前記生成物流れ中の酸素濃度
   が実質的に低減する工程；を含む、前記酸素濃度低減方
   法。 ３、前記生成物流れと混合される前記アンモニア量が、
   生成する水素の一部だけが酸素と反応することによって
   、減少した濃度の酸素と増大した濃度の水素を含んだ精
   製された生成物流れが得られるに足る充分な量である、
   請求項２記載の方法。 ４、前記窒素生成物流れ中の酸素濃度が約３％未満であ
   る、請求項２記載の方法。 ５、前記ガス混合物が最高約２０００°Ｆに加熱される
   、請求項１記載の方法。 ６、前記の精製された生成物流れ中の酸素濃度が１０ｐ
   ．ｐ．ｍ．未満である、請求項２記載の方法。 ７、前記の精製された生成物流れが、約９４％の窒素、
   約６％の水素、及び１０ｐ．ｐ．ｍ．未満の酸素を含有
   する、請求項６記載の方法。 ８、前記の精製された生成物流れが−５０°Ｆの露点を
   有する、請求項６記載の方法。 ９、前記の精製された生成物流れを乾燥する工程をさら
   に含む、請求項２記載の方法。 １０、前記乾燥工程が乾燥剤を使用して行われる、請求
   項９記載の方法。 １１、前記乾燥工程がゼオライトモレキュラーシーブを
   使用して行われる、請求項９記載の方法。 １２、前記乾燥工程が、前記の精製された生成物流れ中
   のアンモニアを分解する前に、前記精製された生成物流
   れを、圧力スウィング吸着による窒素生成物流れと無水
   アンモニアを含有した前記混合物に対して熱交換関係に
   て通過させることによって前記精製された生成物流れを
   冷却することを含み、このとき前記混合物は、前記精製
   された生成物流れ中において水を凝縮させるだけの充分
   な低温となっている、請求項９記載の方法。 １３、前記混合物の温度が約−５０°Ｆである、請求項
   １２記載の方法。 １４、前記乾燥工程が可逆熱交換器中にて行われ、前記
   の精製された生成物流れの一部を、前記熱交換器中に堆
   積した水を除去するに足る温度にて前記熱交換器に通す
   ことによってその再生が行われる、請求項１２記載の方
   法。