JP2000169138A - アンモニアの精製方法 - Google Patents
アンモニアの精製方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 アンモニアをニッケル触媒に接触させて酸
素、一酸化炭素、二酸化炭素を除去するアンモニア精製
方法において、ニッケル触媒の還元再生に水素の供給及
び窒素の供給を必要としない精製方法を開発する。 【解決手段】 アンモニアを加熱下でニッケル触媒と接
触させることにより、ニッケル触媒を還元再生する。
素、一酸化炭素、二酸化炭素を除去するアンモニア精製
方法において、ニッケル触媒の還元再生に水素の供給及
び窒素の供給を必要としない精製方法を開発する。 【解決手段】 アンモニアを加熱下でニッケル触媒と接
触させることにより、ニッケル触媒を還元再生する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はアンモニアの精製方
法に関し、更に詳細にはアンモニア精製方法におけるニ
ッケル触媒の還元再生をアンモニアによって行うアンモ
ニアの精製方法に関する。アンモニアは、半導体製造プ
ロセスにおいて窒化珪素膜生成のためにシランとともに
使用され、また、トリエチルガリウムなどとともに窒化
ガリウムなどの化合物半導体製造など各種窒化膜にも使
用されている。近年、成膜技術の進歩とともにアンモニ
アが極めて高純度であることが強く要求されており、更
にアンモニアが多量に使用されることから、高純度アン
モニアを連続して供給可能なアンモニアの精製方法が要
求されている。
法に関し、更に詳細にはアンモニア精製方法におけるニ
ッケル触媒の還元再生をアンモニアによって行うアンモ
ニアの精製方法に関する。アンモニアは、半導体製造プ
ロセスにおいて窒化珪素膜生成のためにシランとともに
使用され、また、トリエチルガリウムなどとともに窒化
ガリウムなどの化合物半導体製造など各種窒化膜にも使
用されている。近年、成膜技術の進歩とともにアンモニ
アが極めて高純度であることが強く要求されており、更
にアンモニアが多量に使用されることから、高純度アン
モニアを連続して供給可能なアンモニアの精製方法が要
求されている。
【０００２】
【従来の技術】アンモニアは液体状態でボンベあるいは
タンクなどに貯蔵されるが、半導体製造に使用される際
には、通常はガス状態で供給される。これらのアンモニ
ア中には不純物として、酸素、一酸化炭素、二酸化炭素
及び水などが含まれている。そして半導体製造に用いる
際には、アンモニアを極めて高純度に精製する必要があ
る。
タンクなどに貯蔵されるが、半導体製造に使用される際
には、通常はガス状態で供給される。これらのアンモニ
ア中には不純物として、酸素、一酸化炭素、二酸化炭素
及び水などが含まれている。そして半導体製造に用いる
際には、アンモニアを極めて高純度に精製する必要があ
る。
【０００３】アンモニア中の酸素、一酸化炭素、二酸化
炭素の除去に関しては、アンモニアをニッケル触媒に接
触させることによって除去する方法が提案されている
（特開平５−１２４８１３号公報、特開平６−１０７４
１２号公報）。この方法によれば、アンモニアをニッケ
ル触媒に接触させて、アンモニア中の酸素、一酸化炭
素、二酸化炭素を効率よく除去することができ、酸素、
一酸化炭素、二酸化炭素を１０ｐｐｂ以下の濃度まで除
去することが可能である。また、これらの不純物を捕捉
し精製能力の低下したニッケル触媒は水素還元によって
再生することができることから、優れた精製方法であ
る。
炭素の除去に関しては、アンモニアをニッケル触媒に接
触させることによって除去する方法が提案されている
（特開平５−１２４８１３号公報、特開平６−１０７４
１２号公報）。この方法によれば、アンモニアをニッケ
ル触媒に接触させて、アンモニア中の酸素、一酸化炭
素、二酸化炭素を効率よく除去することができ、酸素、
一酸化炭素、二酸化炭素を１０ｐｐｂ以下の濃度まで除
去することが可能である。また、これらの不純物を捕捉
し精製能力の低下したニッケル触媒は水素還元によって
再生することができることから、優れた精製方法であ
る。
【０００４】また、アンモニア中の水分及び二酸化炭素
を除去する方法としては、アンモニアを４Å、５Å程度
の細孔径を有する合成ゼオライトなどに接触させて吸着
除去することができる。水分あるいは二酸化炭素を吸着
した合成ゼオライトは加熱下に乾燥ガスを流通させるこ
とによって再生することができる。このような技術を基
に、アンモニアをニッケル触媒に接触させ、次いで合成
ゼオライトに接触させることによってアンモニアを高純
度に精製する装置が用いられている。
を除去する方法としては、アンモニアを４Å、５Å程度
の細孔径を有する合成ゼオライトなどに接触させて吸着
除去することができる。水分あるいは二酸化炭素を吸着
した合成ゼオライトは加熱下に乾燥ガスを流通させるこ
とによって再生することができる。このような技術を基
に、アンモニアをニッケル触媒に接触させ、次いで合成
ゼオライトに接触させることによってアンモニアを高純
度に精製する装置が用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ニッケル触媒
を用いるアンモニアの精製方法には次のような問題点が
あった。すなわち、アンモニア中の酸素、一酸化炭素、
二酸化炭素を捕捉したニッケル触媒を還元再生するに
は、アンモニア精製装置に付帯して水素の供給配管が必
要である。また、還元再生したニッケル触媒には多量の
水素が吸着していることから、水素による還元再生終了
後はニッケル触媒から水素を除去するために、加熱した
状態で窒素などの不活性ガスを長時間にわたり流通させ
る必要がある。更に、アンモニアの精製に先立って、ニ
ッケル触媒にアンモニアを通気し、ニッケル触媒層中の
窒素ガスを追い出すことが必要である。
を用いるアンモニアの精製方法には次のような問題点が
あった。すなわち、アンモニア中の酸素、一酸化炭素、
二酸化炭素を捕捉したニッケル触媒を還元再生するに
は、アンモニア精製装置に付帯して水素の供給配管が必
要である。また、還元再生したニッケル触媒には多量の
水素が吸着していることから、水素による還元再生終了
後はニッケル触媒から水素を除去するために、加熱した
状態で窒素などの不活性ガスを長時間にわたり流通させ
る必要がある。更に、アンモニアの精製に先立って、ニ
ッケル触媒にアンモニアを通気し、ニッケル触媒層中の
窒素ガスを追い出すことが必要である。
【０００６】このようにニッケル触媒を水素により還元
再生した後、窒素などの不活性ガスで水素の追い出しが
行われる。しかし、水素及び窒素は、元々酸素、一酸化
炭素、二酸化炭素などの不純物が含まれているため、そ
のまま使用するとこれら不純物によりニッケル触媒が汚
染される。このため、水素及び窒素を使用するには、そ
れぞれの精製装置が必要となり必然的にコスト高となる
不都合がある。更に、アンモニアの精製に先立ち、ニッ
ケル触媒を還元再生する際に使用した窒素ガスの追い出
しに多量の精製アンモニアを置換用として使用する必要
があり、操作が繁雑となるほか、コストがかかるという
不都合があった。更にまた、水素及び窒素を使用するこ
とから、これらのガス中に含まれる不純物が混入するこ
とにより、精製アンモニアの純度が低下するという不都
合があった。このほか、脱湿剤として合成ゼオライトな
どを組み合わせたアンモニア精製装置の場合には、窒素
をアンモニアに置換する際に、合成ゼオライトのアンモ
ニア吸着に基づく大きな吸着熱を生じる結果、冷却に長
時間を要する不都合があった。これらのことから、装置
構成が簡単であり、還元再生操作の容易なアンモニア精
製方法の開発が望まれていた。すなわち、本発明の課題
は、水素や窒素などを使用する必要がなく、簡便な操作
で精製することができ、しかもコスト的に優れたアンモ
ニア精製方法を開発することである。
再生した後、窒素などの不活性ガスで水素の追い出しが
行われる。しかし、水素及び窒素は、元々酸素、一酸化
炭素、二酸化炭素などの不純物が含まれているため、そ
のまま使用するとこれら不純物によりニッケル触媒が汚
染される。このため、水素及び窒素を使用するには、そ
れぞれの精製装置が必要となり必然的にコスト高となる
不都合がある。更に、アンモニアの精製に先立ち、ニッ
ケル触媒を還元再生する際に使用した窒素ガスの追い出
しに多量の精製アンモニアを置換用として使用する必要
があり、操作が繁雑となるほか、コストがかかるという
不都合があった。更にまた、水素及び窒素を使用するこ
とから、これらのガス中に含まれる不純物が混入するこ
とにより、精製アンモニアの純度が低下するという不都
合があった。このほか、脱湿剤として合成ゼオライトな
どを組み合わせたアンモニア精製装置の場合には、窒素
をアンモニアに置換する際に、合成ゼオライトのアンモ
ニア吸着に基づく大きな吸着熱を生じる結果、冷却に長
時間を要する不都合があった。これらのことから、装置
構成が簡単であり、還元再生操作の容易なアンモニア精
製方法の開発が望まれていた。すなわち、本発明の課題
は、水素や窒素などを使用する必要がなく、簡便な操作
で精製することができ、しかもコスト的に優れたアンモ
ニア精製方法を開発することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、これら従
来技術の問題点を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、ア
ンモニアを用いることによって、極めて効率よくニッケ
ル触媒を還元再生し得ること、及びこの方法によって従
来ニッケル触媒の還元再生のために必要であった、高純
度水素供給ライン、高純度窒素供給ラインが不要になる
ことを見出し、本発明に到達した。すなわち本発明は、
アンモニアをニッケル触媒と接触させ、該アンモニア中
の酸素、一酸化炭素、二酸化炭素を除去するアンモニア
精製方法において、アンモニアを加熱下でニッケル触媒
と接触させることにより該ニッケル触媒を還元再生する
ことを特徴とするアンモニアの精製方法である。本発明
において、アンモニアとは特に断らない限りガス状のア
ンモニアを意味するものである。
来技術の問題点を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、ア
ンモニアを用いることによって、極めて効率よくニッケ
ル触媒を還元再生し得ること、及びこの方法によって従
来ニッケル触媒の還元再生のために必要であった、高純
度水素供給ライン、高純度窒素供給ラインが不要になる
ことを見出し、本発明に到達した。すなわち本発明は、
アンモニアをニッケル触媒と接触させ、該アンモニア中
の酸素、一酸化炭素、二酸化炭素を除去するアンモニア
精製方法において、アンモニアを加熱下でニッケル触媒
と接触させることにより該ニッケル触媒を還元再生する
ことを特徴とするアンモニアの精製方法である。本発明
において、アンモニアとは特に断らない限りガス状のア
ンモニアを意味するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明は、アンモニアの精製方法
に適用される。本発明において、ニッケル触媒とは有効
成分としてニッケルを含み、アンモニア中の酸素、一酸
化炭素、二酸化炭素を捕捉除去するものであり、酸素、
一酸化炭素、二酸化炭素の除去能力が大であるとともに
極低濃度まで除去するものである。ニッケル触媒は金属
ニッケル又はニッケルの酸化物など還元されやすいニッ
ケル化合物を含むものである。またニッケル以外の金属
成分としてクロム、コバルト、鉄、銅などの金属を少量
含むものでもよい。これらのニッケルは単独で用いても
よく、触媒担体などに担持させた形態で用いてもよい
が、ニッケルの表面とガスの接触効率を上げる目的など
から通常は触媒担体などに担持させた形態で用いられ
る。
に適用される。本発明において、ニッケル触媒とは有効
成分としてニッケルを含み、アンモニア中の酸素、一酸
化炭素、二酸化炭素を捕捉除去するものであり、酸素、
一酸化炭素、二酸化炭素の除去能力が大であるとともに
極低濃度まで除去するものである。ニッケル触媒は金属
ニッケル又はニッケルの酸化物など還元されやすいニッ
ケル化合物を含むものである。またニッケル以外の金属
成分としてクロム、コバルト、鉄、銅などの金属を少量
含むものでもよい。これらのニッケルは単独で用いても
よく、触媒担体などに担持させた形態で用いてもよい
が、ニッケルの表面とガスの接触効率を上げる目的など
から通常は触媒担体などに担持させた形態で用いられ
る。
【０００９】ニッケル触媒は、珪藻土、アルミナ、シリ
カアルミナなどの担体に硝酸ニッケル、蓚酸ニッケルな
どのニッケル塩の水溶液と炭酸ソーダなどのアルカリ性
物質を用いて含浸、乾燥、焼成することなどにより調製
することができる。また、ニッケルの無機塩、有機塩な
どを焼成した後、押し出し成形、打錠成形などによって
調製することもできる。このほか、ニッケル触媒として
市販品があることから、それらを用いることもできる。
カアルミナなどの担体に硝酸ニッケル、蓚酸ニッケルな
どのニッケル塩の水溶液と炭酸ソーダなどのアルカリ性
物質を用いて含浸、乾燥、焼成することなどにより調製
することができる。また、ニッケルの無機塩、有機塩な
どを焼成した後、押し出し成形、打錠成形などによって
調製することもできる。このほか、ニッケル触媒として
市販品があることから、それらを用いることもできる。
【００１０】市販のニッケル触媒としては、例えば、水
素化触媒であるＮ−１１２（Ｎｉ−珪藻土）、ガス変成
触媒であるＮ−１７４（ＮｉＯ）、ガス化触媒であるＮ
−１８５（ＮｉＯ）［以上日揮化学（株）製］、水蒸気
変成触媒であるＣ１１−２−０３（ＮｉＯ−セメン
ト）、水素化触媒であるＣ４６−７（Ｎｉ−珪藻土）
［以上東洋ＣＣＩ（株）製］などがある。要は、還元ニ
ッケル、酸化ニッケルなどが微細に分散されて、その表
面積が大きくガスとの接触効率の高い形態であればよ
く、触媒の形態に特に限定されるものではない。
素化触媒であるＮ−１１２（Ｎｉ−珪藻土）、ガス変成
触媒であるＮ−１７４（ＮｉＯ）、ガス化触媒であるＮ
−１８５（ＮｉＯ）［以上日揮化学（株）製］、水蒸気
変成触媒であるＣ１１−２−０３（ＮｉＯ−セメン
ト）、水素化触媒であるＣ４６−７（Ｎｉ−珪藻土）
［以上東洋ＣＣＩ（株）製］などがある。要は、還元ニ
ッケル、酸化ニッケルなどが微細に分散されて、その表
面積が大きくガスとの接触効率の高い形態であればよ
く、触媒の形態に特に限定されるものではない。
【００１１】本発明において、ニッケル触媒の比表面積
として通常は、ＢＥＴ法で１０〜３００ｍ２／ｇの範囲
のもの、好ましくは３０〜２５０ｍ２／ｇ範囲のもので
ある。また、ニッケル含有量は金属ニッケル換算で通常
は５〜９５重量％、好ましくは２０〜９０重量％であ
る。
として通常は、ＢＥＴ法で１０〜３００ｍ２／ｇの範囲
のもの、好ましくは３０〜２５０ｍ２／ｇ範囲のもので
ある。また、ニッケル含有量は金属ニッケル換算で通常
は５〜９５重量％、好ましくは２０〜９０重量％であ
る。
【００１２】本発明において、アンモニアのニッケル触
媒による精製は、上記ニッケル触媒を筒状の精製筒等に
充填し還元した後、アンモニアを精製筒に通気すること
によって行われ、アンモニア中の酸素、一酸化炭素、二
酸化炭素が捕捉除去される。本発明が適用されるアンモ
ニア中の酸素、一酸化炭素、二酸化炭素の濃度は通常そ
れぞれ１０ｐｐｍ以下である。
媒による精製は、上記ニッケル触媒を筒状の精製筒等に
充填し還元した後、アンモニアを精製筒に通気すること
によって行われ、アンモニア中の酸素、一酸化炭素、二
酸化炭素が捕捉除去される。本発明が適用されるアンモ
ニア中の酸素、一酸化炭素、二酸化炭素の濃度は通常そ
れぞれ１０ｐｐｍ以下である。
【００１３】本発明において、ニッケル触媒の充填長は
実用上通常は５０〜１５００ｍｍとされる。５０ｍｍよ
りも短いと酸素、一酸化炭素、二酸化炭素の除去率が低
下する虞があり、１５００ｍｍよりも長くなると圧力損
失が大きくなり過ぎる虞がある。精製時のアンモニアの
空筒線速度（ＬＶ）はアンモニア中の酸素、一酸化炭
素、二酸化炭素の濃度によっても異なり一概に特定はで
きないが、通常は１００ｃｍ／ｓｅｃ以下、好ましくは
３０ｃｍ／ｓｅｃ以下である。
実用上通常は５０〜１５００ｍｍとされる。５０ｍｍよ
りも短いと酸素、一酸化炭素、二酸化炭素の除去率が低
下する虞があり、１５００ｍｍよりも長くなると圧力損
失が大きくなり過ぎる虞がある。精製時のアンモニアの
空筒線速度（ＬＶ）はアンモニア中の酸素、一酸化炭
素、二酸化炭素の濃度によっても異なり一概に特定はで
きないが、通常は１００ｃｍ／ｓｅｃ以下、好ましくは
３０ｃｍ／ｓｅｃ以下である。
【００１４】本発明において、アンモニア精製時のアン
モニアとニッケル触媒の接触温度は１００℃以下、好ま
しくは８０℃以下であり、通常は常温でよく、特に加熱
や冷却を必要としない。ニッケル触媒とアンモニアの接
触圧力に特に限定はなく、常圧、加圧、減圧いずれも実
施可能である。また、アンモニア中に微量の水分が存在
しても酸素、一酸化炭素、二酸化炭素の除去には特に悪
影響を及ぼすことはない。本発明においてニッケル触媒
による酸素、一酸化炭素、二酸化炭素の除去工程に必要
に応じて合成ゼオライトなどの脱湿剤による水分除去工
程を組み合わせることができる。これによって、アンモ
ニアを極めて高純度に精製することができる。
モニアとニッケル触媒の接触温度は１００℃以下、好ま
しくは８０℃以下であり、通常は常温でよく、特に加熱
や冷却を必要としない。ニッケル触媒とアンモニアの接
触圧力に特に限定はなく、常圧、加圧、減圧いずれも実
施可能である。また、アンモニア中に微量の水分が存在
しても酸素、一酸化炭素、二酸化炭素の除去には特に悪
影響を及ぼすことはない。本発明においてニッケル触媒
による酸素、一酸化炭素、二酸化炭素の除去工程に必要
に応じて合成ゼオライトなどの脱湿剤による水分除去工
程を組み合わせることができる。これによって、アンモ
ニアを極めて高純度に精製することができる。
【００１５】本発明においてニッケル触媒の還元再生
は、ニッケル触媒が充填された精製筒を加熱のもとにア
ンモニアを通気することによって行われる。アンモニア
を使用することにより、装置構成が簡単で、還元再生操
作が容易になる。該アンモニアは精製したアンモニア又
は精製する前の粗アンモニアを使用することができる
が、精製したアンモニアが特に好ましい。ニッケル触媒
の還元再生時における温度は通常１５０〜３００℃であ
る。１５０℃より低いとニッケル触媒の還元再生が不十
分となる虞がある。また、３００℃よりも高い場合は、
ニッケルのシンタリングを生じる虞がある。
は、ニッケル触媒が充填された精製筒を加熱のもとにア
ンモニアを通気することによって行われる。アンモニア
を使用することにより、装置構成が簡単で、還元再生操
作が容易になる。該アンモニアは精製したアンモニア又
は精製する前の粗アンモニアを使用することができる
が、精製したアンモニアが特に好ましい。ニッケル触媒
の還元再生時における温度は通常１５０〜３００℃であ
る。１５０℃より低いとニッケル触媒の還元再生が不十
分となる虞がある。また、３００℃よりも高い場合は、
ニッケルのシンタリングを生じる虞がある。
【００１６】なお、ニッケル触媒還元再生の際における
アンモニアとニッケル触媒との接触時間に特に限定はな
いが通常は０．５秒以上であり、好ましくは２秒以上で
空筒線速度（ＬＶ）は１〜５ｃｍ／ｓｅｃの範囲であ
る。接触時間が０．５秒よりも短いとアンモニアが無駄
に消費される虞がある。
アンモニアとニッケル触媒との接触時間に特に限定はな
いが通常は０．５秒以上であり、好ましくは２秒以上で
空筒線速度（ＬＶ）は１〜５ｃｍ／ｓｅｃの範囲であ
る。接触時間が０．５秒よりも短いとアンモニアが無駄
に消費される虞がある。
【００１７】本発明のアンモニア精製方法の例を図１に
より具体的に説明するが本発明はこれらにより限定され
るものではない。図１はアンモニア精製筒を並列に２基
設けた構成の例で示した。アンモニア精製筒４、４’に
はニッケル触媒５、５’が充填されている。粗アンモニ
アはアンモニア供給ライン１からバルブ２を経て常温付
近の温度に保持されたアンモニア精製筒４に導入され、
アンモニア中の酸素、一酸化炭素、二酸化炭素がニッケ
ル触媒５に捕捉除去される。
より具体的に説明するが本発明はこれらにより限定され
るものではない。図１はアンモニア精製筒を並列に２基
設けた構成の例で示した。アンモニア精製筒４、４’に
はニッケル触媒５、５’が充填されている。粗アンモニ
アはアンモニア供給ライン１からバルブ２を経て常温付
近の温度に保持されたアンモニア精製筒４に導入され、
アンモニア中の酸素、一酸化炭素、二酸化炭素がニッケ
ル触媒５に捕捉除去される。
【００１８】次いでアンモニア精製筒出口、バルブ７を
経て精製アンモニアライン８から高純度アンモニアが得
られる。この間、精製アンモニアの一部が、バルブ１
０’を経て加熱されたアンモニア精製筒４’に精製筒下
部から導入される。ニッケル触媒５’を還元再生した後
のアンモニアはアンモニア精製筒上部、冷却器３’、バ
ルブ９’、パージライン１１を経て大気中あるいは排ガ
ス処理設備に導かれる。ニッケル触媒５’の還元再生が
終了した時点で、アンモニア精製筒４’の加熱を停止
し、常温付近の温度となるまで少量の精製アンモニアを
流通させる。しかる後、バルブ９’、１０’を閉にし、
ニッケル触媒の還元再生操作終了とし、精製筒の切換え
に備える。
経て精製アンモニアライン８から高純度アンモニアが得
られる。この間、精製アンモニアの一部が、バルブ１
０’を経て加熱されたアンモニア精製筒４’に精製筒下
部から導入される。ニッケル触媒５’を還元再生した後
のアンモニアはアンモニア精製筒上部、冷却器３’、バ
ルブ９’、パージライン１１を経て大気中あるいは排ガ
ス処理設備に導かれる。ニッケル触媒５’の還元再生が
終了した時点で、アンモニア精製筒４’の加熱を停止
し、常温付近の温度となるまで少量の精製アンモニアを
流通させる。しかる後、バルブ９’、１０’を閉にし、
ニッケル触媒の還元再生操作終了とし、精製筒の切換え
に備える。
【００１９】このアンモニア精製及びニッケル触媒還元
再生の操作を交互に行うことにより、連続して高純度ア
ンモニアを供給することができる。
再生の操作を交互に行うことにより、連続して高純度ア
ンモニアを供給することができる。
【００２０】また、アンモニア精製筒の下部に直列に合
成ゼオライトなどの脱湿剤を充填した精製筒を設けるこ
と、あるいはアンモニア精製筒内のニッケル触媒の下部
又は上部、好ましくは下部に脱湿剤層を設けることもで
きる。これによりアンモニア中の水分を除去し、アンモ
ニアを高純度に精製することができる。アンモニアの脱
湿剤として、例えば４Å、５Å程度の細孔径を有する合
成ゼオライト（ユニオン昭和（株）製、又はリンデ製、
モレキュラーシーブ４Ａ、５Ａ）などが用いられる。こ
れらの合成ゼオライトは、アンモニア中の水分を吸着し
た後、２５０〜３５０℃の加熱下に精製アンモニアを通
気することによって再生することができる。
成ゼオライトなどの脱湿剤を充填した精製筒を設けるこ
と、あるいはアンモニア精製筒内のニッケル触媒の下部
又は上部、好ましくは下部に脱湿剤層を設けることもで
きる。これによりアンモニア中の水分を除去し、アンモ
ニアを高純度に精製することができる。アンモニアの脱
湿剤として、例えば４Å、５Å程度の細孔径を有する合
成ゼオライト（ユニオン昭和（株）製、又はリンデ製、
モレキュラーシーブ４Ａ、５Ａ）などが用いられる。こ
れらの合成ゼオライトは、アンモニア中の水分を吸着し
た後、２５０〜３５０℃の加熱下に精製アンモニアを通
気することによって再生することができる。
【００２１】なお本発明において、アンモニアの精製を
ニッケル触媒と合成ゼオライトなどの脱湿剤と組み合わ
せた方法とした場合には、アンモニアでニッケル触媒の
還元再生と同時に脱湿剤の再生を行うことができる。こ
の方法においては、脱湿剤は再生操作中、常にアンモニ
ア含有ガスと接触してアンモニアを吸着した状態になっ
ている。したがって脱湿剤の冷却過程でのアンモニア吸
着量が少なく、それに伴って吸着熱が減少する結果、従
来の再生方法に比較して脱湿剤の再生操作が容易にな
る。
ニッケル触媒と合成ゼオライトなどの脱湿剤と組み合わ
せた方法とした場合には、アンモニアでニッケル触媒の
還元再生と同時に脱湿剤の再生を行うことができる。こ
の方法においては、脱湿剤は再生操作中、常にアンモニ
ア含有ガスと接触してアンモニアを吸着した状態になっ
ている。したがって脱湿剤の冷却過程でのアンモニア吸
着量が少なく、それに伴って吸着熱が減少する結果、従
来の再生方法に比較して脱湿剤の再生操作が容易にな
る。
【００２２】本発明は以上のごとく、アンモニア精製、
及びニッケル触媒の還元再生にアンモニア以外のガスを
全く使用しない精製方法の例で示した。しかし、排気ガ
スの安全性保持などを考慮して、高純度窒素の供給ライ
ンを設けることもできる。本発明は、このように窒素供
給ラインを組み合わせることを排除するものではない。
及びニッケル触媒の還元再生にアンモニア以外のガスを
全く使用しない精製方法の例で示した。しかし、排気ガ
スの安全性保持などを考慮して、高純度窒素の供給ライ
ンを設けることもできる。本発明は、このように窒素供
給ラインを組み合わせることを排除するものではない。
【００２３】
【実施例】本発明を実施例により具体的に説明するが、
本発明はこれらにより限定されるものではない。 実施例１ 図１に示すものと同様のアンモニア精製装置を製作し
た。アンモニア精製筒４、４’はＳＵＳ３１６Ｌ製、内
径８３．１ｍｍ、長さ１２６０ｍｍであり、外部電気ヒ
ーター６、６’により温度制御し得るように構成されて
いる。またアンモニア精製筒内部には日揮化学（株）製
ニッケル触媒（Ｎ−１１２）を３．２８Ｌ（充填長６０
５ｍｍ）充填した。
本発明はこれらにより限定されるものではない。 実施例１ 図１に示すものと同様のアンモニア精製装置を製作し
た。アンモニア精製筒４、４’はＳＵＳ３１６Ｌ製、内
径８３．１ｍｍ、長さ１２６０ｍｍであり、外部電気ヒ
ーター６、６’により温度制御し得るように構成されて
いる。またアンモニア精製筒内部には日揮化学（株）製
ニッケル触媒（Ｎ−１１２）を３．２８Ｌ（充填長６０
５ｍｍ）充填した。
【００２４】（ニッケル触媒の活性化）常温付近の温度
に保持されたアンモニア精製筒４を流通させたアンモニ
アガスの一部を、バルブ１０’を経て２５０℃に加熱さ
れたアンモニア精製筒４’に流量０．６Ｎｍ３／ｈで４
時間通気し、ニッケル触媒の還元を行った。その後、ア
ンモニア精製筒４’の加熱を停止し、バルブ１０’を
開、バルブ９’を閉の状態で、アンモニア精製筒４’の
温度が５０℃以下となるまで放置した。このようにし
て、アンモニア精製筒４’のニッケル触媒５’を還元し
た。次いで、アンモニア精製筒４のニッケル触媒の還元
をアンモニア精製筒４’のニッケル触媒の還元と同様に
行った。
に保持されたアンモニア精製筒４を流通させたアンモニ
アガスの一部を、バルブ１０’を経て２５０℃に加熱さ
れたアンモニア精製筒４’に流量０．６Ｎｍ３／ｈで４
時間通気し、ニッケル触媒の還元を行った。その後、ア
ンモニア精製筒４’の加熱を停止し、バルブ１０’を
開、バルブ９’を閉の状態で、アンモニア精製筒４’の
温度が５０℃以下となるまで放置した。このようにし
て、アンモニア精製筒４’のニッケル触媒５’を還元し
た。次いで、アンモニア精製筒４のニッケル触媒の還元
をアンモニア精製筒４’のニッケル触媒の還元と同様に
行った。
【００２５】（アンモニアの精製）上記アンモニア精製
筒４に、アンモニア供給ラインから酸素２５ｐｐｍ、一
酸化炭素１ｐｐｍ、二酸化炭素０．５ｐｐｍを含む粗ア
ンモニアを０．４ＭＰａの加圧下、５Ｎｍ３／ｈの流量
で９６時間流通させた。
筒４に、アンモニア供給ラインから酸素２５ｐｐｍ、一
酸化炭素１ｐｐｍ、二酸化炭素０．５ｐｐｍを含む粗ア
ンモニアを０．４ＭＰａの加圧下、５Ｎｍ３／ｈの流量
で９６時間流通させた。
【００２６】（精製筒出口アンモニアの不純物分析）精
製開始４０時間、及び８０時間後における精製筒出口ア
ンモニア中の不純物を分析した。酸素はＤＥＬＴＡ Ｆ
社製酸素分析計（検出下限 ０．１ｐｐｍ）で、一酸化
炭素、二酸化炭素は島津製作所（株）製、ガスクロマト
グラフＧＣ−１２Ａ（メタン変換器、ＦＩＤ検出器付、
検出下限 ０．０１ｐｐｍ）でそれぞれ分析した。結果
を表１に示した。
製開始４０時間、及び８０時間後における精製筒出口ア
ンモニア中の不純物を分析した。酸素はＤＥＬＴＡ Ｆ
社製酸素分析計（検出下限 ０．１ｐｐｍ）で、一酸化
炭素、二酸化炭素は島津製作所（株）製、ガスクロマト
グラフＧＣ−１２Ａ（メタン変換器、ＦＩＤ検出器付、
検出下限 ０．０１ｐｐｍ）でそれぞれ分析した。結果
を表１に示した。
【００２７】
【表１】 表１ 精製開始後の分析 酸素 一酸化炭素 二酸化炭素 時間（ｈ） （ｐｐｍ） （ｐｐｍ） （ｐｐｍ） ４０ ｎ．ｄ ｎ．ｄ ｎ．ｄ ８０ ｎ．ｄ ｎ．ｄ ｎ．ｄ ｎ．ｄ＝検出せず
【００２８】（ニッケル触媒の再生）粗アンモニアの供
給をアンモニア精製筒４’側に変え、精製アンモニアを
バルブ１０を経て２５０℃に加熱されたアンモニア精製
筒４に０．６Ｎｍ３／ｈの流量で４時間通気し、ニッケ
ル触媒５を還元再生した。その後、アンモニア精製筒４
の加熱を停止し、５０℃以下となるまで少量の精製アン
モニアを流通させた。このようにして、アンモニア精製
筒４のニッケル触媒５を再生した。
給をアンモニア精製筒４’側に変え、精製アンモニアを
バルブ１０を経て２５０℃に加熱されたアンモニア精製
筒４に０．６Ｎｍ３／ｈの流量で４時間通気し、ニッケ
ル触媒５を還元再生した。その後、アンモニア精製筒４
の加熱を停止し、５０℃以下となるまで少量の精製アン
モニアを流通させた。このようにして、アンモニア精製
筒４のニッケル触媒５を再生した。
【００２９】（ニッケル触媒の再生繰り返しによる劣化
試験）上記のアンモニアの精製とニッケル触媒の再生を
アンモニア精製筒４とアンモニア精製筒４’とで２００
時間ごとに交互に行い、その間の酸素、一酸化炭素、二
酸化炭素の破過時間を測定した。なお、破過濃度は検出
下限値とした。結果を表２に示した。この結果から、ア
ンモニアによりニッケル触媒の再生が繰り返し良好に行
われていることが認められた。
試験）上記のアンモニアの精製とニッケル触媒の再生を
アンモニア精製筒４とアンモニア精製筒４’とで２００
時間ごとに交互に行い、その間の酸素、一酸化炭素、二
酸化炭素の破過時間を測定した。なお、破過濃度は検出
下限値とした。結果を表２に示した。この結果から、ア
ンモニアによりニッケル触媒の再生が繰り返し良好に行
われていることが認められた。
【００３０】
【表２】 表 ２ 繰り返し回数 破過するまでの時間（ｈ） 酸素 一酸化炭素 二酸化炭素 初回 １９０ １６３ １２１ ２ １９２ １６２ １２０ ３ １９１ １６１ １１８ ４ １９２ １６０ １１９ ５ １９１ １６０ １１８
【００３１】
【発明の効果】本発明により、アンモニア精製における
ニッケル触媒の還元再生に水素供給ライン及び窒素供給
ラインが不要となった。このために精製操作が単純化さ
れた。さらに、水素及び窒素を使用しないことから、水
素及び窒素中の不純物の混入による純度低下を完全に防
止することができ、常に高純度の精製アンモニアが得ら
れるようになった。また、精製装置が単純化されたこと
から、精製装置を安価に製作することができるようにな
った。
ニッケル触媒の還元再生に水素供給ライン及び窒素供給
ラインが不要となった。このために精製操作が単純化さ
れた。さらに、水素及び窒素を使用しないことから、水
素及び窒素中の不純物の混入による純度低下を完全に防
止することができ、常に高純度の精製アンモニアが得ら
れるようになった。また、精製装置が単純化されたこと
から、精製装置を安価に製作することができるようにな
った。
【図面の簡単な説明】
【図１】精製装置のフローシートの例である。
１ アンモニア供給ライン ２、２’、７、７’９、９’、１０、１０’ バルブ ３、３’ 冷却器 ４、４’ アンモニア精製筒 ５、５’ ニッケル触媒 ６、６’ ヒーター ８ 精製アンモニアライン １１ パージライン
Claims (2)
- 【請求項１】 アンモニアをニッケル触媒と接触させ、
該アンモニア中の酸素、一酸化炭素、二酸化炭素を除去
するアンモニア精製方法において、アンモニアを加熱下
でニッケル触媒と接触させることにより該ニッケル触媒
を還元再生することを特徴とするアンモニアの精製方
法。 - 【請求項２】 アンモニアをニッケル触媒に接触させ、
該ニッケル触媒を還元再生する際の温度が１５０〜３０
０℃である請求項１に記載のアンモニアの精製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34024898A JP4101955B2 (ja) | 1998-11-30 | 1998-11-30 | アンモニアの精製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34024898A JP4101955B2 (ja) | 1998-11-30 | 1998-11-30 | アンモニアの精製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000169138A true JP2000169138A (ja) | 2000-06-20 |
| JP4101955B2 JP4101955B2 (ja) | 2008-06-18 |
Family
ID=18335128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34024898A Expired - Lifetime JP4101955B2 (ja) | 1998-11-30 | 1998-11-30 | アンモニアの精製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4101955B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002037624A (ja) * | 2000-07-28 | 2002-02-06 | Japan Pionics Co Ltd | アンモニアの精製方法 |
| JP2002037623A (ja) * | 2000-07-28 | 2002-02-06 | Japan Pionics Co Ltd | アンモニアの精製方法 |
| JP2007246302A (ja) * | 2006-03-14 | 2007-09-27 | Taiyo Nippon Sanso Corp | アンモニア精製装置の再生方法 |
| JP2016188154A (ja) * | 2015-03-30 | 2016-11-04 | 大陽日酸株式会社 | アンモニアの精製方法 |
-
1998
- 1998-11-30 JP JP34024898A patent/JP4101955B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002037624A (ja) * | 2000-07-28 | 2002-02-06 | Japan Pionics Co Ltd | アンモニアの精製方法 |
| JP2002037623A (ja) * | 2000-07-28 | 2002-02-06 | Japan Pionics Co Ltd | アンモニアの精製方法 |
| JP4640882B2 (ja) * | 2000-07-28 | 2011-03-02 | 日本パイオニクス株式会社 | アンモニアの供給方法及び再利用方法 |
| JP2007246302A (ja) * | 2006-03-14 | 2007-09-27 | Taiyo Nippon Sanso Corp | アンモニア精製装置の再生方法 |
| JP2016188154A (ja) * | 2015-03-30 | 2016-11-04 | 大陽日酸株式会社 | アンモニアの精製方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4101955B2 (ja) | 2008-06-18 |
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