JP2015530341A - 腐食制御のためのパージを用いたアンモニア回収 - Google Patents
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Abstract
本発明は、腐食の低減に関する。本発明はアンモニア抽出中の腐食を減少させる方法を含む。方法はアンモニア抽出機器を使用してアンモニアを抽出するプロセスを実施することを含む。アンモニア抽出機器はアンモニアアブソーバ、アンモニアデソーバ、および水溶液を含む。水溶液は酸またはそのアンモニウム塩を含む。方法はまた、水溶液の少なくとも一部をパージすることを含む。水溶液のパージされる部分は少なくとも1つの腐食促進イオンを含む。方法はまた、置換水溶液をその水溶液に添加することを含む。置換水溶液は、水溶液のパージされる部分と比べて、少なくとも1つの腐食促進イオンの低減された濃度を有する。発明はまた、その方法を実施することができるシステムを提供する。【選択図】図1
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関連出願の相互参照
本出願は2012年7月19に出願された米国仮特許出願第61/673,508号の優先権の恩典を主張する。本出願はこれにより、参照により、この出願を、その全体を組み込む。
本出願は2012年7月19に出願された米国仮特許出願第61/673,508号の優先権の恩典を主張する。本出願はこれにより、参照により、この出願を、その全体を組み込む。
酸などの腐食性材料の大規模使用は、多くの工業手順の必須部分となり得る。腐食は、多くの技術領域における機器の有用な寿命の著しい減少に至らしめる可能性がある。いくつかの例では、寿命の短縮がひどいので、機器修理または交換が、長期運転費の大部分を形成する可能性がある。大規模手順において使用される腐食性材料の1つの例は、アンモニアを抽出するための酸性水溶液の使用である。
アンドルソフ法は、メタンおよびアンモニアから酸素および白金触媒の存在下で、シアン化水素酸(HCN)を生成する。反応器排出ストリームからアンモニアを吸収する酸性水溶液吸着ループを使用して、未反応アンモニアを回収およびリサイクルしながらアンドルソフHCNを行うことは経済的である。酸は、リン酸などの鉱酸とすることができ、これは、アンモニウム塩、例えばリン酸アンモニウムとしてアブソーバ中で捕捉することによりアンモニアガスを抽出することができる。アンモニアは、ストリッパー中で加熱することにより水溶液から解放させることができる。酸と接触する機器、例えばアブソーバ、ストリッパー、および関連する移送配管は、高い腐食速度を起こす可能性がある。機器のある領域、例えばストリッパーおよび関連するリボイラ内で起こる温度上昇は、腐食作用を悪化させる可能性がある。
耐食材料の使用は、機器の腐食速度を低減することができる。耐食材料の例としては、下記が挙げられる:超合金、例えば、少量の鉄および微量の他の元素を含むニッケル−銅合金、例えばモネル(登録商標)400、析出強化型ニッケル−鉄−クロム合金、例えばインコロイ(登録商標)ブランド合金、例えばインコロイ(登録商標)800シリーズ、またはオーステナイトニッケル−クロム系インコネル(登録商標)ブランド合金、またはニッケル−クロム−モリブデン合金、例えばハステロイ(登録商標)ブランド合金、例えば、ハステロイ(登録商標)G−30(登録商標)、またはジルコニウム、例えばZr702、またはスーパー二相ステンレス鋼、例えば2507または2205。しかしながら、耐食材料を用いて製造した機器のコストは、より手頃な、従来の材料、例えばオーステナイトステンレス鋼、例えば316Lを使用して作製した機器のコストを著しく超える可能性がある。
ある特定の腐食促進剤がアンモニア抽出プロセスにおいてアンモニアアブソーバに添加された希リン酸中に蓄積する可能性がある。本発明は、アンモニア抽出中の腐食を減少させる方法を提供する。方法は、アンモニア抽出機器を使用してアンモニアを抽出するためのプロセスを実施することを含む。アンモニア抽出機器はアンモニアアブソーバ、アンモニアデソーバ、および水溶液を含む。水溶液は酸またはそのアンモニウム塩を含む。方法はまた、水溶液の少なくとも一部をパージすることを含む。水溶液のパージされる部分は少なくとも1つの腐食促進イオンを含む。方法はまた、置換水溶液をその水溶液に添加することを含む。置換水溶液は水溶液のパージされる部分と比べて、該少なくとも1つの腐食促進イオンの低減された濃度を有する。
本発明の実施形態は、他の腐食低減法を超えるある特定の利点を提供することができる。本発明の実施形態は、安全で、信頼でき長持ちする構成材料として、手頃な材料、例えばオーステナイトステンレス鋼、例えば、例として316Lから作製された機器を使用することができるアンモニア抽出プロセスを提供することができる。本発明のパージングおよび置換工程は、高価でエキゾチックな耐食材料の使用よりも安価で効率的なものとすることができる。加えて、本発明の実施形態は、本明細書で記載されるパージングおよび置換工程を含まない同様のアンモニア抽出プロセスよりも、より腐食を受けにくい耐食材料を使用することができるアンモニア抽出プロセスを提供することができる。本発明の実施形態は、有利に、ギ酸塩、例えば、ギ酸アンモニウム、または他の塩、例えば、例として、炭酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、またはシュウ酸アンモニウムを用いて、アンモニア回収システムの目詰りを回避することを助けることができる。
本発明はアンモニアを抽出するためのシステムを提供する。システムはアンモニア抽出機器を含む。アンモニア抽出機器はアンモニアアブソーバ、アンモニアデソーバ、および水溶液を含む。水溶液は酸またはそのアンモニウム塩を含む。システムはガス状ストリームを含む。ガス状ストリームはアンモニアを含む。アンモニアアブソーバ中では、ガス状ストリーム中のアンモニアの少なくとも一部は、アンモニウム塩に変換される。アンモニアデソーバ中では、アンモニウム塩の少なくとも一部は、アンモニアに変換される。水溶液はアブソーバとデソーバの間で循環される。システムはまた、パージストリームを含む。パージストリームは循環される水溶液から流出する。パージストリームは、水溶液の少なくとも一部を含む。パージされる部分は少なくとも1つの腐食促進イオンを含む。腐食促進イオンはギ酸、シュウ酸、フッ化物、塩化物、硫酸、および硫化物を含むことができる。システムはまた、置換ストリームを含む。置換ストリームは循環される水溶液に流入する。置換ストリームは、水溶液のパージされる部分と比べて、該少なくとも1つの腐食促進イオンの低減された濃度を含む。
本発明はアンモニア抽出中の腐食を減少させる方法を提供する。方法は未反応アンモニアをガス状反応器排出ストリームから回収するためのプロセスを実施することを含む。ガス状反応排出ストリームはアンドルソフ法由来である。アンドルソフ法はシアン化水素を生成する。アンモニア抽出プロセスは、アンモニア回収機器を用いて実施される。アンモニア回収機器は、アンモニアアブソーバを含む。アンモニア回収機器はまた、アンモニアストリッパー塔およびアンモニアストリッパー塔リボイラを含むアンモニアデソーバを含む。アンモニア回収機器はまた、水溶液を含む。水溶液は酸またはそのアンモニウム塩を含む。アンモニアアブソーバでは、ガス状ストリーム中のアンモニアの少なくとも一部は、アンモニウム塩に変換される。アンモニアデソーバでは、アンモニウム塩の少なくとも一部は、アンモニアに変換される。水溶液はアブソーバとデソーバの間で循環される。方法は水溶液の少なくとも一部をパージすることを含む。水溶液のパージされる部分は少なくとも1つの腐食促進イオンを含む。腐食促進イオンはギ酸、シュウ酸、フッ化物、塩化物、硫酸、および硫化物を含むことができる。方法はまた、置換水溶液をその水溶液に添加することを含む。置換水溶液は、水溶液のパージされる部分と比べて、該少なくとも1つの腐食促進イオンの低減された濃度を有する。パージングおよび置換はギ酸イオンの濃度を約15wt%未満に維持する。
図面では、必ずしも縮尺通りに描かれておらず、同様の数字はいくつかの図を通して実質的に同様の構成要素を示す。異なる添え字を有する同様の数字は、実質的に同様の構成要素の異なる場合を表す。図面は一般に、例として、本文書において記載される様々な実施形態を図示しているが、限定するものではない。
以下、開示された対象物のある特定の特許請求の範囲について詳細に言及する。その例が、添付の図面に図示される。開示された対象物は、列挙された特許請求の範囲と併用して記載されるが、それらは、開示された対象物をそれらの特許請求の範囲に制限することを意図しないことが理解されるであろう。それどころか、開示された対象物は、全ての代替物、改変、および等価物に及ぶことが意図され、それらは、特許請求の範囲により規定されるここで開示された対象物の範囲内に含めることができる。
本明細書における、「1つの実施形態」「一実施形態」「実施形態の一例」などへの言及は、記載される実施形態は特定の特性、構造、または特徴を含むことができるが、全ての実施形態が必ずしもその特定の特性、構造、または特徴を含まなくてもよいことを示す。その上、そのような句は必ずしも同じ実施形態を示さない。さらに、特定の特性、構造、または特徴が一実施形態との関連で記載される場合、明確に記載されているかどうかに関係なく、他の実施形態との関連でそのような特性、構造、または特徴に影響することは当業者の知識の範囲内にあると考えられる。
範囲形式で表される値は、範囲の限界として明確に列挙された数値だけを含むのでなく、その範囲内に包含される個々の数値またはサブ範囲を全て、各数値およびサブ範囲が明確に列挙されているかのように含むと、柔軟な形で解釈されるべきである。例えば、「約0.1%〜約5%」の濃度範囲は、約0.1wt%〜約5wt%の明確に列挙された濃度だけでなく、示された範囲内の個々の濃度(例えば、1%、2%、3%、および4%)およびサブ範囲(例えば、0.1%〜0.5%、1.1%〜2.2%、3.3%〜4.4%)もまた含むと解釈されるべきである。
この文書では、「1つの(a、an)」または「その(the)」という用語は、文脈で明確に別記されない限り、1つ以上のものを含むために使用される。「または」という用語は、別記されない限り、非排他的な「または」を示すために使用される。加えて、本明細書で使用され、別様に規定されない表現または専門用語は、説明目的のためのものにすぎず、制限するものではないことが理解されるべきである。いずれの項見出しの使用も、文書の読み取りを助けることを意図し、制限するものと解釈されるべきではなく;項見出しに関する情報はその特定の項内または外で起こり得る。さらに、この文書で言及される刊行物、特許、および特許文書は全て、個々に、参照により組み込まれたかのように、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。この文書とそのように参照により組み込まれるそれらの文書の間に矛盾した使用があった場合には、組み込まれた参考文献における使用は、この文書の使用の補足であると考えるべきであり;相いれない矛盾では、この文書における使用が優先する。
本明細書で記載される製造方法では、工程は、一時的なまたは動作順序が明確に列挙されている場合を除き、発明の原理から逸脱せずに、任意の順序で実施することができる。
さらに、特定された工程は、明確な特許請求の範囲の言葉が、それらは別々に実施されると述べない限り、同時に実施することができる。例えば、Xを実施する、特許請求された工程およびYを実施する、特許請求された工程は、単一動作内で同時に実施することができ、得られたプロセスは、特許請求されるプロセスの文字通りの範囲内に含まれるであろう。
定義
「約」という用語は、値または範囲においてある変動の程度、例えば、定められた値または範囲の定められた限界の10%以内、5%以内、または1%以内を可能にする。範囲または連続値のリストが与えられた場合、別記されない限り、その範囲内の任意の値または与えられた連続値間の任意の値もまた開示される。
「約」という用語は、値または範囲においてある変動の程度、例えば、定められた値または範囲の定められた限界の10%以内、5%以内、または1%以内を可能にする。範囲または連続値のリストが与えられた場合、別記されない限り、その範囲内の任意の値または与えられた連続値間の任意の値もまた開示される。
本明細書では、「実質的に」は、少なくとも約50%、60%、70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、99.5%、99.9%、99.99%、または少なくとも約99.999%における場合のように、過半数、または大部分を示す。
「scf」という用語は、本明細書では、標準立方フィートを示す。「Scfh」は、標準立方フィート/時間を示す。
「空気」という用語は、本明細書では、一般に地表レベルで大気から取られたガスの天然組成とおよそ同一の組成を有するガス混合物を示す。いくつかの例では、空気は周辺環境から取られる。空気はおよそ78%の窒素、21%の酸素、1%のアルゴン、および0.04%の二酸化炭素、ならびに少量の他のガスを含む組成を有する。
「室温」という用語は、本明細書では、周囲温度を示し、これは、例えば、約15℃〜約28℃の間とすることができる。
「ガス」という用語は、本明細書では、蒸気を含む。
「吸収する」または「吸収」という用語は、本明細書では、ガスの液体中での溶解またはガスの液体中の可溶性または不溶性塩への変換を示す。
「脱着する」または「脱着」という用語は、本明細書では、液体中に溶解されているガスの、液体中にもはや溶解していないガスへの変換、または液体中での、脱着される化合物の可溶性または不溶性塩の脱着された化合物への変換を示す。1つの例では、可溶性または不溶性塩はアンモニウム塩であり、脱着される化合物はアンモニアである。
「アブソーバ」という用語は、本明細書では、1つ以上の化合物をガス、蒸気、または液体から、液体中に吸収または抽出する1つ以上の機器を示す。吸収または抽出される1つまたは複数の化合物は吸収液中に溶解させることができ、または吸収液中の別の化合物、例えば、吸収される化合物の可溶性または不溶性塩の形態とすることができる。1つの例では、可溶性または不溶性塩はアンモニウム塩であり、吸収される化合物はアンモニアである。
「デソーバ」という用語は、本明細書では、1つ以上の化合物を液体から脱着する、例えば1つ以上のガスを液体から脱着する1つ以上の機器を示す。1つ以上の化合物は、液体に溶解させることができ、または、脱着される化合物の可溶性または不溶性塩の形態で、液体中に吸収させることができる。1つの例では、可溶性または不溶性塩はアンモニウム塩であり、脱着される化合物はアンモニアである。熱を使用して、1つ以上の化合物を液体から脱着させることができる。圧力差または添加化合物を使用して、1つ以上の化合物を液体から脱着させることができる。任意の好適な方法または方法の組み合わせを使用して、1つ以上の化合物を液体から脱着させることができる。
「リボイラ」という用語は、本明細書では、液体を加熱するために使用される熱伝達ユニットを示す。リボイラは塔の底付近に存在することができ、熱を塔の内容物に提供し、そのため塔は分離目的、例えばストリッピング(例えば脱着)または蒸留のために使用することができる。
「移送配管」という用語は、本明細書では、材料および機器、例えばパイプ、ポンプ、および他の機器を示し、これらは、水性液体または蒸気と、それが1つの機器から別の機器へ、例えばリボイラとストリッパー塔の間、ストリッパー塔とアブソーバ塔の間、またはストリッパー塔と凝縮器の間で移送させられる時に、接触する。
「腐食」という用語は、本明細書では、その周囲との化学反応による材料の崩壊を示す。
「スパージする」という用語は、本明細書では、ガスの液体中への注入を示し、よって、ガスは、液体と接触する。
「ミル」という用語は、本明細書では、1インチの1000分の1を示し、よって1ミル=0.001インチである。
本発明はアンモニア抽出中の腐食を減少させる方法を提供する。本発明はまた、その方法を実施することができるシステムを提供する。本発明は、アンモニアを抽出するために使用される水溶液の一部をパージおよび置換することにより、アンモニア抽出中の過度の腐食の技術的問題を解決する。
アンモニア抽出機器
アンモニア抽出機器は、任意の好適なアンモニア抽出機器を含むことができる。アンモニア抽出機器は、アンモニアアブソーバ、アンモニアデソーバ、および水溶液を含むことができる。例えば、アンモニア抽出機器は、アンモニア吸着塔、アンモニア吸着塔頂部、アンモニア吸着塔底部、アンモニアストリッパー塔、アンモニアストリッパー塔頂部、アンモニアストリッパー塔底部、ストリッパー塔リボイラ、アンモニア凝縮器、蒸留カラム、アンモニア濃縮器、熱交換器、および存在する各機器のための移送配管のうちの少なくとも1つを含むことができる。移送配管は、例えば、パイプまたは機器を含むことができる。移送配管は、水溶液と、それが様々な機器の間を流れる時に接触する任意の材料を含むことができる。アンモニア抽出機器は工業的サイズとすることができる。
アンモニア抽出機器は、任意の好適なアンモニア抽出機器を含むことができる。アンモニア抽出機器は、アンモニアアブソーバ、アンモニアデソーバ、および水溶液を含むことができる。例えば、アンモニア抽出機器は、アンモニア吸着塔、アンモニア吸着塔頂部、アンモニア吸着塔底部、アンモニアストリッパー塔、アンモニアストリッパー塔頂部、アンモニアストリッパー塔底部、ストリッパー塔リボイラ、アンモニア凝縮器、蒸留カラム、アンモニア濃縮器、熱交換器、および存在する各機器のための移送配管のうちの少なくとも1つを含むことができる。移送配管は、例えば、パイプまたは機器を含むことができる。移送配管は、水溶液と、それが様々な機器の間を流れる時に接触する任意の材料を含むことができる。アンモニア抽出機器は工業的サイズとすることができる。
アンモニア抽出機器はアンモニアを供給ストリームから抽出する。供給ストリームは任意の好適な形態、例えばガス、蒸気、液体、またはそれらの組み合わせとすることができる。供給ストリームは、水を含むことができ、または供給ストリームは実質的に水を含まないものとすることができる。特定の組成を有するアンモニア供給ストリームは、供給ストリームの温度および圧力によって、異なる形態とすることができる。例えば、高圧または冷却供給ストリームは、液体状態の材料を含むことができ、一方、より低圧またはより高温下の実質的に同一の組成を有する供給ストリームは、ガス状態の材料を含むことができる。抽出機器は、任意の好適な数の成分を供給ストリームから抽出することができる。アンモニア供給ストリームは任意の好適な組成を有することができ、任意の好適な量のアンモニアおよび他のガスを含むことができる。例えば、アンモニア供給ストリームは、約1wt%、2、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、95、98、または約99wt%アンモニアとすることができる。アンモニア供給ストリームは、アンモニアおよびシアン化水素を含むことができる。例えば、アンモニア供給ストリームは約1wt%、2、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、95、98、または約99wt%シアン化水素とすることができる。
アンモニア抽出機器により抽出されるアンモニア供給ストリームは、任意の好適な供給源を起源とすることができる。例えば、アンモニア供給ストリームは、シアン化水素生成プロセス、肥料生成プロセス、廃水精製プロセス、アンモニア生成プロセス、公害防止プロセス、化石燃料燃焼プロセス、コーク製造プロセス、家畜管理プロセス、または冷蔵プロセスを起源とすることができる。アンモニア供給ストリームは、シアン化水素生成プロセスからの未反応アンモニアを含むことができる。アンモニア抽出機器は、シアン化水素を生成するためのアンドルソフ法由来のアンモニアを回収することができ、この場合、メタンおよびアンモニアが、酸素と、白金族触媒の存在下で反応させられ、シアン化水素および水が得られる。
アンモニア抽出機器は水溶液を使用してアンモニアを抽出する。抽出中、水溶液は機器の内側の少なくとも一部と接触し、その中で、アンモニアアブソーバとアンモニアデソーバの間で、その間に配置された移送配管を介して循環される。アンモニアは水溶液中に、溶解されたガスとして、またはアンモニウム塩として吸収され、その後、水溶液からデソーバにおいて解放される。解放されたアンモニアは凝縮させることができる。アンモニアは凝縮させることができない、または一部しか凝縮させることができない。回収されたアンモニアは、これが回収された化学反応またはプロセス、例えば、HCNを生成するためのアンドルソフ法において再利用することができ、他の反応において使用することができ、または価値のある副産物として販売することができる。水溶液の一部は、抽出中に除去することができる。除去された溶液は処理して、抽出機器に戻すことができ、または処理もしくは分離して、その中の1つ以上のアンモニウム塩を回収することができ、これは任意で精製することができ、価値のある副産物として販売することができ、よってアンモニウム塩が回収される。
アンモニアアブソーバは任意の好適なアンモニアアブソーバとすることができる。アンモニアアブソーバは、アンモニアをアンモニア供給ストリームから水溶液中に吸収する。アンモニアアブソーバは任意の好適な量のアンモニアをアンモニア供給ストリームから吸収することができ、例えば、アンモニア供給ストリーム中の、約1wt%、2、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、95、98、99、99.5、99.9、99.99、または約100wt%のアンモニアが、水溶液中に、アンモニアアブソーバにおいて吸収され得る。アンモニアアブソーバでの吸収を受けたアンモニア供給ストリームは、さらなる処理のために他の機器に進むことができる。さらなる処理は、吸収されなかったアンモニアの少なくとも一部をリサイクルしてアブソーバに戻すことを含むことができる。さらなる処理は、他の化合物の抽出を含むことができ、または、大気中への放出のための好適な処理を含むことができる。
アンモニアは、溶解されたガスの形態で、またはアンモニウム塩、例えばリン酸アンモニウム((NH4)3PO4)、リン酸二アンモニウム((NH4)2HPO4)、またはリン酸一アンモニウム((NH4)(H2PO4))の形態で吸収される。塩は水溶液中に存在するイオンから形成され、そのイオンは、塩の形態で存在しても、しなくてもよい。アンモニアアブソーバはアンモニア供給ストリームを水溶液と接触させアンモニアを水溶液中に抽出する。接触は任意の好適な様式で起こり得る。例えば、接触は向流接触とすることができ、この場合、アンモニア供給ストリームおよび水溶液は反対方向でアブソーバを通って移動し、これにより、これらの間の接触を最大化するのが助けられ得る。いくつかの例では、アンモニア供給ストリームはアブソーバに底部セクション付近で入ることができ、一方、水溶液は頂部セクション付近で入る。水溶液は液体、蒸気、またはそれらの組み合わせとすることができる。アンモニア供給ストリームはアブソーバの頂部に向かって、水溶液を通って移動することができる。水溶液はアブソーバの頂部セクションからアブソーバの底部セクションに移動することができる。アブソーバは、その中に、水溶液とアンモニア供給ストリームの間の接触を増加させる機能的構造または充填材料を含むことができ、これにより、そのアブソーバ中での滞留中に供給ストリームから吸収されるアンモニアの量を最大化するのが助けられ得る。アブソーバは吸収塔とすることができる。
アンモニアアブソーバは任意の好適な設計とすることができ、一般に向流的に動作する。酸リスク吸着剤液はアブソーバ塔に、頂部付近で入ることができ、下方に流れる。アブソーバ塔は液体−液体接触を促進する内部を含み得る。好適な内部の例は、Kirk−Othmer Encyclopaedia of Chemical Technology, 3rd Edition, vol. 1, pp. 53−96 (John Wiley & Sons, 1978)において教示され、トレー、プレート、リングおよびサドルが挙げられるが、ほんの数例を挙げたにすぎない。アンモニア含有ガスは塔に底部付近で入ることができ、上方に流れ、液体がカラムの頂部付近で導入される場合、吸着剤液と向流的に接触する。カラムを氾濫させる(過度に高い液体添加による)、液体をアンモニアリッチガス中に同伴させる(過度のガス流による)、または吸収カラムへの不十分なガス流により引き起こされる低吸収性能の間、アブソーバカラムへのガスおよび液体流は、効率的な接触を提供するように制御される。カラム長、直径、および内部(複数可)の型の選択は、アンモニアリサイクルストリームに対するスループットおよび純度要求を考慮して、当業者により決定することができる。アンモニアをリサイクルする動機は、使用されたアンモニアストリームを廃棄するコストまたはアンモニアを大気に放出する可能性を最小に抑えることを含むことができる。アンモニアはアンドルソフ法にリサイクルさせることができる。
アンモニアアブソーバから得られたHCN含有排出ストリームは、例えば、約0wt%〜約3wt%のアンモニア、または約3wt%〜約5wt%のアンモニア、または約5wt%〜約20wt%アンモニアを含むことができる。
吸収されたアンモニアを含む水溶液はその後、移送配管を介して、デソーバに移動する。水溶液、または水溶液の一部は、デソーバに入る前に任意の好適な処理を受けることができる。いくつかの例では、水溶液の一部はアブソーバとデソーバの間で除去することができる。除去された部分は、好適に処理し、好適な場所で水溶液に戻すことができ、または永遠に除去することができる。除去された部分は濾過することができる。
アンモニア吸収システムを形成するためのカラムの任意の好適な構成を使用することができ、例えば、1つのカラム、または複数のカラム配列が挙げられる。単一のカラムは、所望の量のアンモニアを効果的に除去するために、水溶液と供給ストリームの間で必須の接触時間を提供することができるが、1つではなく複数のカラムを使用することが時としてより好都合である可能性がある。例えば、高い、または大きなカラムは構築し、収容し、および維持するには高価なものになり得る。アンモニアアブソーバの本明細書における記載はいずれも、一緒に、アンモニアアブソーバを形成する任意の好適な数のカラムを含むことができる。アンモニアアブソーバは、アブソーバユニットおよびストリッパーユニット、例えば、アンモニアをアンドルソフ法反応排出物から分離する実施形態では、HCNストリッパーユニットを含むことができる。そのような実施形態では、アブソーバユニットはアンモニアを供給ストリームから、水溶液を使用して抽出する。アブソーバユニットに入る水溶液は、デソーバからの水溶液リサイクルストリームとすることができる。アブソーバは供給ストリームおよび水溶液を、少なくともある程度、分離させることができる。アブソーバユニットの頂部ストリームはアンモニアの大部分から分離されたHCNを含むことができ、その後、HCN回収システムに移動することができる。水溶液は、HCNを含む、残留供給ストリーム材料を含むことができ、その後、ストリッパーユニットに入り、これは水溶液を加熱する。ストリッパーユニットは水溶液および他の材料を分離させることができ、例えば残留HCNを含む残留供給ストリーム材料は、ストリッパーユニットにおいてより完全に、水溶液から分離させることができる。アンモニア吸収はまた、ストリッパーユニットにおいて起こり得る。ストリッパーユニットの頂部ストリームは、残留HCNまたは他の材料を含むことができ、アブソーバユニットに戻ることができ、例えば、供給ストリームと共に入る。ストリッパーユニットの底部ストリームはその後、アンモニアデソーバに移動することができる。
アンモニアデソーバは任意の好適なデソーバとすることができる。アンモニアデソーバはアンモニアを水溶液から脱着する。アンモニアデソーバは任意の好適な量のアンモニアを水溶液から脱着することができ、例えば、水溶液中の約1wt%、2、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、95、98、99、99.5、99.9、99.99、または約100wt%のアンモニアは、水溶液からアンモニアデソーバにおいて脱着させることができる。脱着されたアンモニアはデソーバから除去することができ、さらに処理され、例えば、凝縮または加圧されて、液体形態とされ、または液化なしで直接使用される。凝縮器を使用して水をアンモニアガスから除去することができ、これにより、その使用目的に対しより好適なものとすることができる。一連の凝縮器、例えば、水または他の材料を脱着されたものから出て行くガスストリームから除去するように設計された凝縮器、およびアンモニアを液化するように設計された別の冷却器または低圧凝縮器を含めることができる。脱着されたアンモニアをリサイクルすることができ、アンドルソフHCN法のためのアンモニア供給物の少なくとも一部を提供することができる。
アンモニア脱着システムを形成するカラムの任意の好適な構成は本発明により包含され、例えば、1つのカラム、または複数のカラム配列が挙げられる。単一のカラムは水溶液およびアンモニアの必要な加熱および分離を提供することができるが、1つではなく複数のカラムを使用することが時としてより好都合で可能性がある。アンモニアデソーバの本明細書における記載はいずれも、一緒にアンモニアデソーバを形成する任意の好適な数のカラムを含むことができる。アンモニアデソーバは、アンモニアストリッパーユニットおよびアンモニア濃縮器ユニットを含むことができる。そのような実施形態では、アンモニアデソーバは水溶液を加熱し、アンモニアをそこから除去する。アンモニアデソーバはアンモニアを水溶液から、ある程度分離させる。ストリッパーユニットの底部ストリームは、アブソーバに戻すことができる水溶液を含む。頂部ストリームは濃縮器ユニットに送ることができるアンモニアおよび水溶液を含む。濃縮器はさらに水溶液を加熱し、さらにアンモニアを水溶液から除去し、水溶液をアンモニアから分離させる。濃縮器の底部ストリームは、デソーバのストリッパーユニットに戻ることができる。濃縮器の頂部ストリームは主にアンモニアおよび水蒸気を含む。水蒸気はアンモニアから凝縮させることができ、アンモニアは、例えばリサイクルさせて、アンドルソフHCN法のための開始材料として使用することにより、任意の好適な様式で使用することができる。
水溶液中に、溶解されたガスまたはアンモニウム塩の形態で吸収されたアンモニアは、水溶液から脱着され、アンモニアおよび対応するイオンを提供し、これは、塩の形態で存在しても、しなくてもよい。アンモニアデソーバは水溶液を加熱し、真空圧力を適用し、または別様に処理し、アンモニウム塩に、アンモニアを放出させる。処理は、任意の好適な様式で起こり得る。デソーバは塔、またはストリッピング塔とすることができる。塔は水溶液のより良好な温度制御を可能にし、例えば、より冷たい水溶液が塔に入ると、これは、その中のより少ない部分の液体と接触することができ、その後、加熱され、これにより、塔内の加熱された液体の大部分は加熱されたままとすることができる。加熱は、塔の底部でのガス注入により、例えば任意の好適なガス、例えば空気またはスチームを用いて、起こることができ、塔はガスとその中の水溶液の間の接触および熱伝達を促進することができる。
リボイラは、熱をデソーバ中の水溶液に提供することができる。いくつかの例では、アンモニアデソーバはストリッパー塔およびストリッパー塔リボイラを含む。リボイラはストリッピング塔に、移送配管を介して、塔の任意の好適なセクションで、例えば塔の底部セクション付近で接続することができる。リボイラは任意の好適なリボイラとすることができる。水溶液は、塔に、塔の任意の好適なセクションで、例えば塔の頂部セクション付近で供給することができる。1つ以上のポンプはストリッパーとリボイラの間に配置された移送配管中に含めることができ、これにより水溶液をストリッパー塔とリボイラの間で循環させることができる。ストリッパーとリボイラの間の液体の循環速度、またはリボイラにより液体に伝達される熱の量は、好適に調整することができ、よって、エネルギー使用とアンモニア回収の間の経済的な均衡をとることができる。アンモニアガスおよび水は、例えば、移送配管を介して、塔の頂部に移動することができる(そこで除去され得る)。水溶液は、デソーバから、任意の好適な場所で除去することができる。例えば、水溶液はストリッパーから、ストリッパーの底部セクションで、またはリボイラとストリッパーの間の移送配管から、またはストリッパーの頂部セクションで除去することができる。
本明細書におけるストリッパーは、任意の好適な設計とすることができる。一般に、ストリッパーは、蒸留カラムに類似し、内容物を加熱するリボイラユニットを底部付近に有する。より揮発性の内容物はカラムの頂部から出て行き、より揮発性の低い内容物は塔の底部から出て行く。ストリッパー塔は、ガス相と液相の間の化学反応および多重平衡を促進する内部を含むことができる。好適な内部の例はKirk−Othmer Encyclopaedia of Chemical Technology, 3rd Edition, vol. 1, pp. 53−96 (John Wiley & Sons, 1978)において教示され、トレー、プレート、リングおよびサドルが挙げられるが、ほんの数例を挙げたにすぎない。カラム長、直径、および内部(複数可)の型の選択は、アンモニアリサイクルストリームに対するスループットおよび純度要求を考慮して、当業者により決定することができる。
脱着された水溶液は移送配管を介してアブソーバに戻ることができる。水溶液、または水溶液の一部は、アブソーバに入る前に、任意の好適な処理を受けることができる。いくつかの例では、水溶液の一部はデソーバとアブソーバの間で除去することができる。除去された部分は好適に処理し、水溶液に好適な場所で戻すことができ、または永遠に除去することができる。
アブソーバもしくはデソーバのいずれかまたはこれらの任意の構成要素で起こる圧力は任意の好適な圧力とすることができる。例えば、好適な圧力は1psig、2psig、5psig、7psig、9psig、11psig、13psig、15psig、17psig、19psig、21psig、23psig、25psig、27psig、29psig、31psig、33psig、35psig、37psig、39psig、41psig、43psig、45psig、47psig、49psig、51psig、53psig、55psig、57psig、または59psig以上に等しい、またはそれ以下とすることができる。アブソーバもしくはデソーバのいずれかまたはこれらの任意の構成要素で起こる温度は任意の好適な温度とすることができる。例えば、好適な温度は、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃、240℃、または250℃以上に等しい、またはそれ以下とすることができる。アブソーバもしくはデソーバのいずれかまたはこれらの任意の構成要素で起こるpHは任意の好適なpHとすることができ、例えば、pHは、1、2、3、4、5、6、7、または約8に等しい、またはそれ未満とすることができる。
酸素含有ガスは水溶液中にアンモニアアブソーバ、アンモニアデソーバ、デソーバリボイラ、または、それらの間の任意の好適な場所においてスパージすることができる。他の実施形態はスパージングを含まない。パージングおよび置換と組み合わせたスパージングは腐食低減に対し相乗効果(例えば相加より大きい)を有することができ、またはパージングおよび置換と組み合わせたスパージングは腐食低減に対して相加効果を有することができる。スパージングでは、ガスは液体中に注入することができ、例えば、よってガスの泡が液体中で形成され;あるいは、ガスは直接、ガスまたは蒸気相に注入することができ、その場合、スパージングが起こる溶液は、上から降り注いでいる。ガスは少量の液体中にスパージすることができ、よって泡が形成されず、むしろ、スパージされたガスは、ガスまたは蒸気相に直ちに入る。ストリッパー塔へのガスのスパージングを含む実施形態では、ガスと水溶液の間の接触は塔設計により便宜的に促進される。デソーバは、その中に、水溶液とその中に存在し得る任意のガスの間の接触を増加させる、またはその中の水溶液の混合を増加させることができる、機能的構造または媒体を含むことができ、それは、供給ストリームから、そのデソーバ中での滞留中に脱着されるアンモニアの量を最大化するのを助けることができる。
図1は様々な実施形態によるアンモニア回収システム100を示す。供給ストリーム110はアンドルソフ法由来の反応排出物とすることができ、HCNおよびアンモニアを含むことができる。アンモニアアブソーバは、アブソーバユニット105を含むことができる。アンモニアアブソーバ105は、リボイラユニット106を有することができる。アブソーバユニット105は、アンモニアを供給ストリーム110から水溶液を用いて抽出する。アブソーバユニット105に入る水溶液はデソーバ145からの水溶液リサイクルストリーム130とすることができる。アブソーバは供給ストリームおよび水溶液を分離させる。アブソーバユニット105の頂部の出て行くストリーム120は、アンモニアの大部分から分離されたHCNを含むことができ、その後、HCN回収システムに移動することができる(図示せず)。アブソーバユニット105の底部の出て行くストリーム140はその後、アンモニアデソーバ145に移動することができる。
さらに、図1について説明すると、アンモニア回収システム100はアンモニアデソーバ145を含む。アンモニアデソーバ145は、アンモニアデソーバリボイラ146を含むことができる。アンモニアデソーバ145は、水溶液を加熱し(リボイラ146を使用して)、アンモニアをそれから除去することができる。アンモニアデソーバ145はアンモニアを水溶液から分離させる。ストリッパーユニット145の底部ストリーム130は水溶液を含み、これはアブソーバユニット105に戻すことができる。頂部ストリーム150は主にアンモニアおよび水蒸気を含む。水蒸気はアンモニアから凝縮させることができ、アンモニアは、例えば、リサイクルさせて、アンドルソフHCN法のための開始材料として使用することにより、任意の好適な様式で使用することができる。水溶液の少なくとも一部のパージング(図示せず)(ここで、水溶液のパージされる部分は少なくとも1つの腐食促進イオンを含む)は、例えば、デソーバ145の底部ストリームとアブソーバ105の頂部の入るストリームの間で、ストリーム130から起こり得る。置換溶液の添加(図示せず)(ここで、置換溶液は少なくとも1つの腐食促進イオンを実質的に含まない)は、例えば、アブソーバ105において、例えばアブソーバの頂部105付近で、またはパージ場所下流のストリーム130において起こり得る。
図2は、様々な実施形態によるアンモニア回収システム200を示す。供給ストリーム210は、アンドルソフ法由来の反応排出物とすることができ、HCNおよびアンモニアを含むことができる。アンモニアアブソーバは、アブソーバユニット205およびストリッパーユニット245を含むことができる。アンモニアアブソーバ205は、リボイラユニット206を有することができる。ストリッパーユニット245は、リボイラユニット246を有することができる。アブソーバユニット205はアンモニアを、供給ストリーム210から水溶液を用いて抽出する。アブソーバユニット205に入る水溶液はデソーバストリッパーユニット270からの水溶液リサイクルストリーム230とすることができる。アブソーバは供給ストリーム210および水溶液を分離させる。アブソーバユニット205の頂部ストリーム220は、アンモニアの大部分から分離されたHCNを含むことができ、その後、HCN回収システムに移動することができる(図示せず)。水溶液240はHCNを含む残留供給ストリーム材料を含むことができ、その後、ストリッパーユニット245に入ることができ、これは水溶液を加熱する(リボイラ246を使用して)。ストリッパーユニット245は水溶液および他の材料を分離させ、例えば残留HCNを含む残留供給ストリーム材料は、ストリッパーユニット245において、より完全に、水溶液から分離させることができる。アンモニア吸収はまた、ストリッパーユニット245において起こり得る。ストリッパーユニット245の頂部ストリーム250は、残留HCNまたは他の材料を含むことができ、アブソーバユニット205に戻ることができ、例えば供給ストリーム210と共に入る。ストリッパーユニット245の底部ストリーム260はその後、アンモニアデソーバストリッパーユニット270に移動することができる。
さらに、図2について説明すると、アンモニアデソーバは、アンモニアストリッパーユニット270およびアンモニア濃縮器ユニット290を含むことができる。アンモニアストリッパーユニット270は、リボイラ271を有することができる。アンモニア濃縮器ユニット290は、リボイラ291を有することができる。アンモニアストリッパー270は水溶液を加熱し(リボイラ271を使用して)、アンモニアをそれから除去することができる。アンモニアストリッパー270はアンモニアを水溶液から分離させる。ストリッパーユニット270の底部ストリーム230は、水溶液を含み、これはアブソーバユニット205に戻すことができる。頂部ストリーム280は、アンモニアおよび水溶液を含み、これは濃縮器ユニット290に送ることができる。濃縮器290はさらに水溶液を加熱し(リボイラ291を使用して)、さらにアンモニアを水溶液から除去し、水溶液をアンモニアから分離させる。濃縮器290の底部ストリーム295は、デソーバのストリッパーユニット270に戻ることができる。濃縮器290の頂部ストリーム298は主にアンモニアおよび水蒸気を含む。水蒸気はアンモニアから凝縮させることができ、アンモニアは、例えば、リサイクルさせて、アンドルソフHCN法のための開始材料として使用することにより、任意の好適な様式で使用することができる。水溶液の少なくとも一部のパージング(図示せず)(ここで、水溶液のパージされる部分は少なくとも1つの腐食促進イオンを含む)は、例えば、ストリッパー270の底部の出て行くストリームとアブソーバ205頂部の入るストリームの間で、ストリーム230から起こり得る。置換溶液の添加(図示せず)(ここで、置換溶液は少なくとも1つの腐食促進イオンを実質的に含まない)は、例えば、アブソーバユニット205において、例えばアブソーバ205の頂部付近で、またはパージ場所の下流のストリーム230において起こり得る。
水溶液
アンモニア抽出機器は水溶液を含む。水溶液はアブソーバとデソーバの間で循環し、アンモニアをアンモニア供給ストリームから吸収するために使用される。水溶液は、アンモニアを溶解されたガスとして、またはアンモニウム塩として吸収する。水溶液は、アブソーバ、デソーバ、および関連する移送配管を含む、アンモニア抽出機器の内部の少なくとも一部と接触する。水溶液と接触する機器の部分は腐食を受ける可能性があり、その少なくともいくらかは本発明の使用により、本明細書で記載されるパージングおよび置換を実施せずに受ける対応する腐食と比べて低減される。
アンモニア抽出機器は水溶液を含む。水溶液はアブソーバとデソーバの間で循環し、アンモニアをアンモニア供給ストリームから吸収するために使用される。水溶液は、アンモニアを溶解されたガスとして、またはアンモニウム塩として吸収する。水溶液は、アブソーバ、デソーバ、および関連する移送配管を含む、アンモニア抽出機器の内部の少なくとも一部と接触する。水溶液と接触する機器の部分は腐食を受ける可能性があり、その少なくともいくらかは本発明の使用により、本明細書で記載されるパージングおよび置換を実施せずに受ける対応する腐食と比べて低減される。
水溶液は、アンモニアを溶解されたガスとして、またはアンモニウム塩として吸収する。アンモニウム塩はアンモニウムイオンおよび対イオンを含む。対イオンは水溶液中の酸から提供され得る。あるいは、対イオンは溶液中にすでに存在する塩により提供され得る。
例えば、水溶液は、鉱酸、例えば塩酸または硫酸を含むことができる。例えば、酸が塩酸である場合、アンモニア供給ストリームを水溶液と接触させると、アンモニアは塩酸と反応することができ塩化アンモニウムを形成する。デソーバでは、塩化アンモニウムは、アンモニアおよび塩化水素に変換させることができる。
別の例では、水溶液は、リン酸(H3PO3)、リン酸一アンモニウム((NH4)(H2PO4))(例えば「リン酸二水素アンモニウム」)、リン酸二アンモニウム((NH4)2(HPO4))(例えば「リン酸水素アンモニウム」)、リン酸アンモニウム((NH4)3PO4)(例えば「リン酸三アンモニウム」)、またはそれらの任意の組み合わせを含むことができる。アブソーバでは、水溶液は、リン酸、リン酸一アンモニウム、およびリン酸二アンモニウムの少なくとも1つ、またはそれらの任意の組み合わせを含むことができ、任意でまた、リン酸アンモニウムを含む。デソーバでは、水溶液は、リン酸アンモニウム、リン酸二アンモニウム、およびリン酸一アンモニウムの少なくとも1つ、またはそれらの任意の組み合わせを含むことができ、任意でまた、リン酸を含む。アンモニアは水溶液と、アンモニア供給ストリームとの接触時に反応し、対イオン、例えば(H2PO4)-1、(HPO4)-2、または(PO3)-3とアンモニウム塩を形成することができる。例えば、1分子のリン酸(H3PO3)は1分子のアンモニアと反応し、1分子のリン酸一アンモニウム((NH4)(H2PO4))を形成することができる。別の例では、1分子のリン酸一アンモニウム((NH4)2(HPO4))は、1分子のアンモニアと反応し、1分子のリン酸二アンモニウム((NH4)2(HPO4))を形成することができる。別の例では、1分子のリン酸二アンモニウム((NH4)2(HPO4))は、1分子のアンモニアと反応し、1分子のリン酸三アンモニウム((NH4)3PO4)を形成することができる。あるいは、複数の分子のアンモニアは単一の分子のリン酸塩またはリン酸と一緒になり、単一の塩分子を形成することができる。例えば、2分子のアンモニアは、1分子のリン酸と反応し、1分子のリン酸二アンモニウム((NH4)2(HPO4))を形成することができる。別の例では、2分子のアンモニアは、1分子のリン酸一アンモニウム((NH4)(H2PO4))と反応し、1分子のリン酸アンモニウム((NH4)3PO4)を形成することができる。別の例では、3分子のアンモニアは、1分子のリン酸(H3PO3)と反応し、1分子のリン酸アンモニウム((NH4)3PO4)を形成することができる。デソーバでは、リン酸塩は、アンモニアおよび対応するリン化合物に変換させることができる。例えば、1分子のリン酸アンモニウム((NH4)3PO4)は、1分子のアンモニアおよび1分子のリン酸二アンモニウム((NH4)2(HPO4))を与えることができる。別の例では、1分子のリン酸二アンモニウム((NH4)2(HPO4))は、1分子のアンモニアおよび1分子のリン酸一アンモニウム((NH4)(H2PO4))を与えることができる。別の例では、1分子のリン酸一アンモニウム((NH4)(H2PO4))は、1分子のアンモニアおよび1分子のリン酸(H3PO3)を与えることができる。あるいは、単一分子のアンモニウム塩は、単一分子のリン酸塩またはリン酸および複数の分子のアンモニアを形成することができる。例えば、1分子のリン酸二アンモニウム((NH4)2(HPO4))は、1分子のリン酸(H3PO3)および2分子のアンモニアを形成することができる。別の例では、1分子のリン酸アンモニウム((NH4)3PO4)は、1分子のリン酸一アンモニウム((NH4)(H2PO4))および2分子のアンモニアを形成することができる。別の例では、1分子のリン酸アンモニウム((NH4)3PO4)は、1分子のリン酸(H3PO3)および3分子のアンモニアを形成することができる。当業者であれば、ある特定のイオンは相互変換することができる、例えば、プロトンは(HPO4)-2と(H2PO4)-1の間で移動することができ、(H2PO4)-1および(HPO4)-2を形成することを容易に理解するであろう。
水溶液は、硫酸(H2SO4)、重硫酸アンモニウム(NH4(HSO4))、硫酸アンモニウム((NH4)2SO4)、またはそれらの任意の組み合わせを含むことができる。アブソーバでは、水溶液は、硫酸および重硫酸アンモニウムのうちの少なくとも1つを含むことができ、任意で、硫酸アンモニウムを含むことができる。デソーバでは、水溶液は、重硫酸アンモニウムおよび硫酸アンモニウムのうちの少なくとも1つを含むことができ、任意で、硫酸を含むことができる。アブソーバでは、アンモニアは酸または硫酸塩と一緒になり、硫酸塩を形成することができる。例えば、1分子の硫酸は1分子のアンモニアと一緒になり、1分子の重硫酸アンモニウムを形成することができる。別の例では、1分子の重硫酸アンモニウムは1分子のアンモニアと一緒になり、1分子の硫酸アンモニウムを形成することができる。別の例では、1分子の硫酸は2分子のアンモニアと一緒になり、1分子の硫酸アンモニウムを形成することができる。デソーバでは、硫酸塩は、アンモニアおよび硫酸塩または酸を形成することができる。例えば、1分子の硫酸アンモニウムは、1分子のアンモニアおよび1分子の重硫酸アンモニウムを形成することができる。別の例では、1分子の重硫酸アンモニウムは、1分子のアンモニアおよび1分子の硫酸を形成することができる。別の例では、1分子の硫酸アンモニウムは、2分子のアンモニアおよび1分子の硫酸を形成することができる。
水溶液は、硝酸または酢酸を含むことができる。アンモニアは、酸とアブソーバにおいて反応し、硝酸アンモニウムまたは酢酸アンモニウムを生成することができる。デソーバでは、硝酸アンモニウムまたは酢酸アンモニウムは、アンモニアおよび酸に変換させることができる。
水溶液の少なくとも一部をパージすること
方法は水溶液の少なくとも一部をパージすることを含む。パージされる溶液は、循環水溶液からパージされる。水溶液のパージされる部分は少なくとも1つの腐食促進イオンを含む。少なくとも1つの腐食促進イオンを含む循環水溶液の一部をパージし、置換水溶液を循環水溶液に添加することにより(置換水溶液は、少なくとも1つの腐食促進イオンを実質的に含まない)、方法は少なくとも1つの腐食促進イオンの少なくともいくらかを循環水溶液から除去する。少なくとも1つの腐食促進イオンの少なくともいくらかを循環水溶液から除去することにより、本方法は、循環水溶液中の少なくとも1つの腐食促進イオンの濃度を維持または減少させることができ、例えば、アブソーバまたはデソーバなどのアンモニア抽出機器の腐食を低減させる。少なくとも1つの腐食促進イオンの少なくともいくらかを循環水溶液から除去することにより、循環水溶液中の少なくとも1つの腐食促進イオンの濃度は、早急に上昇しないように防止することができる。
方法は水溶液の少なくとも一部をパージすることを含む。パージされる溶液は、循環水溶液からパージされる。水溶液のパージされる部分は少なくとも1つの腐食促進イオンを含む。少なくとも1つの腐食促進イオンを含む循環水溶液の一部をパージし、置換水溶液を循環水溶液に添加することにより(置換水溶液は、少なくとも1つの腐食促進イオンを実質的に含まない)、方法は少なくとも1つの腐食促進イオンの少なくともいくらかを循環水溶液から除去する。少なくとも1つの腐食促進イオンの少なくともいくらかを循環水溶液から除去することにより、本方法は、循環水溶液中の少なくとも1つの腐食促進イオンの濃度を維持または減少させることができ、例えば、アブソーバまたはデソーバなどのアンモニア抽出機器の腐食を低減させる。少なくとも1つの腐食促進イオンの少なくともいくらかを循環水溶液から除去することにより、循環水溶液中の少なくとも1つの腐食促進イオンの濃度は、早急に上昇しないように防止することができる。
パージングはアンモニア抽出装置における任意の好適な場所で実施することができる。例えば、パージングは、アンモニア吸収塔、アンモニア吸収塔頂部、アンモニア吸着塔底部、アンモニアストリッパー塔、アンモニアストリッパー塔頂部、アンモニアストリッパー塔底部、ストリッパー塔リボイラ、アンモニア凝縮器、蒸留カラム、アンモニア濃縮器、熱交換器、存在する各機器のための移送配管、またはそれらの組み合わせにおいて実施することができる。
パージングは、任意の好適な速度で実施することができる。いくつかの例では、パージングは、連続して実施することができる。他の例では、パージングは、バッチ式様式で実施することができる。いくつかの例では、パージング速度は変化させることができる。パージング速度は装置の様々な部分の腐食速度を制御するように変化させることができる。パージング速度は、循環水溶液中の1つ以上の腐食促進イオンの濃度を制御するように変化させることができる。いくつかの例では、パージング速度は、1つ以上の腐食促進イオンの濃度を特定の最高濃度未満に維持するように変化させることができる。最高濃度は、アンモニア抽出機器、例えばアブソーバまたはデソーバの腐食が低減されるように設定することができる。パージングは、水溶液の置換速度と共に制御することができる。
塩は、パージされた水溶液から回収することができる。いくつかの例では、塩は価値のある副産物とすることができる。塩は酸の塩、例えばアンモニウム塩、例えばリン酸アンモニウム塩とすることができる。リン酸アンモニウム塩は肥料または肥料成分として販売することができる。
パージングは、任意の好適な速度で、例えば50lb/時、100lb/時、150lb/時、200lb/時、250lb/時、300lb/時、350lb/時、400lb/時、450lb/時、500lb/時、550lb/時、600lb/時、700lb/時、900lb/時、1500lb/時、2000lb/時、3000lb/時、またはそれ以上の平均速度で実施することができる。パージングはデソーバからアブソーバへ移動する水性液体の流速に合わせて調整することができる。パージングは任意の好適な比率で調整することができる。例えば、約1lbの液体を、デソーバからアブソーバへ移動する液体100、250、500、750、800、900、1000、1100、1200、1300、1500、1750、2000、2500、3000、4000毎、または約5000lb毎に対してパージさせることができる。
少なくとも1つの腐食促進イオン
少なくとも1つの腐食促進イオンは任意の好適な腐食促進イオンとすることができる。いくつかの例では、腐食促進イオンの存在は、ある特定の材料、例えばオーステナイト鋼上で、例えば酸性溶液中において、腐食促進イオンがその濃度未満で存在した場合よりも大きな速度で、腐食が起こるようにすることができる。
少なくとも1つの腐食促進イオンは任意の好適な腐食促進イオンとすることができる。いくつかの例では、腐食促進イオンの存在は、ある特定の材料、例えばオーステナイト鋼上で、例えば酸性溶液中において、腐食促進イオンがその濃度未満で存在した場合よりも大きな速度で、腐食が起こるようにすることができる。
腐食促進イオンは、腐食を任意の好適なメカニズムを介して促進することができる。本発明の実施形態は腐食促進イオンの特定の作用メカニズムに制限されない。
いくつかの例では、腐食促進イオンはギ酸、シュウ酸、フッ化物、塩化物、硫酸、および硫化物とすることができる。腐食促進イオンは完全に溶媒和されたイオンとして、イオン結合を介して対イオンに配位されたイオンとして、または間の任意の状態で存在することができる。腐食促進イオンは任意の好適な対イオンに配位させる、または任意の好適な溶媒により溶媒和させることができる。
置換水溶液の添加
方法は置換水溶液を循環水溶液に添加することを含む。置換水溶液は、少なくとも1つの腐食促進イオンを実質的に含まない。少なくとも1つの腐食促進イオンを含む循環水溶液の一部をパージし、少なくとも1つの腐食促進イオンを実質的に含まない置換溶液を循環水溶液に添加することにより、少なくとも1つの腐食促進イオンが循環水溶液から除去され得る。
方法は置換水溶液を循環水溶液に添加することを含む。置換水溶液は、少なくとも1つの腐食促進イオンを実質的に含まない。少なくとも1つの腐食促進イオンを含む循環水溶液の一部をパージし、少なくとも1つの腐食促進イオンを実質的に含まない置換溶液を循環水溶液に添加することにより、少なくとも1つの腐食促進イオンが循環水溶液から除去され得る。
置換水溶液は循環水溶液中に、任意の好適な場所で添加することができる。例えば、置換水溶液は、循環水溶液中に、アンモニア吸収塔、アンモニア吸収塔頂部、アンモニア吸着塔底部、アンモニアストリッパー塔、アンモニアストリッパー塔頂部、アンモニアストリッパー塔底部、ストリッパー塔リボイラ、アンモニア凝縮器、蒸留カラム、アンモニア濃縮器、熱交換器、および存在する各機器のための移送配管、またはそれらの任意の組み合わせにおいて添加することができる。
置換は、任意の好適な速度で実施することができる。いくつかの例では、置換は、連続して実施することができる。他の例では、置換は、バッチ式様式で実施することができる。いくつかの例では、置換速度は変化させることができる。置換速度は装置の様々な部分の腐食速度を制御するように変化させることができる。置換速度は、循環水溶液中の1つ以上の腐食促進イオンの濃度を制御するように変化させることができる。いくつかの例では、置換速度は1つ以上の腐食促進イオンの濃度を特定の最高濃度未満で維持するように変化させることができる。最高濃度はアンモニア抽出機器、例えばアブソーバまたはデソーバの腐食が低減されるように設定することができる。置換は、水溶液のパージング速度と共に制御することができる。
置換は、アンモニア回収システムにおいて直接起こり得、または置換は、化学プラントの別の部分、例えばHCN回収トレーンで直接起こり得、その後、(例えば充填冷却器から)アンモニア回収システムに送ることができる。置換は、任意の好適な速度で、任意の好適な場所で起こり得る。HCN回収システムへの置換速度は、置換液体がHCN回収システムからアンモニア回収システムに移動する速度と同じとすることができる。液体はアンモニア回収システムへ、HCN回収システムから、置換溶液がHCN回収システムに添加されるのと異なる速度で移動することができ、例えば、置換溶液は、液体がHCN回収システムからアンモニア回収システムへ移動される速度の約0.01、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.2、1.4、1.8、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、5.0、7.0、10.0、15.0、20.0、50、または約1000倍で、HCN回収システムに添加することができる。置換溶液は任意の好適な置換溶液とすることができる。置換溶液は、パージされるリン酸および他のリンイオンに取って代わるのに好適な任意の好適なリン酸水溶液とすることができ、例えば10wt%リン酸水溶液、20wt%、30wt%、40wt%、50wt%、60wt%、70wt%、80wt%、または85wt%リン酸水溶液に等しい、またはそれ以下である。
置換は、10lb/時、20lb/時、50lb/時、75lb/時、100lb/時、125lb/時、150lb/時、175lb/時、200lb/時、250lb/時、300lb/時、350lb/時、400lb/時、450lb/時、500lb/時、または約1000lb/時またはそれ以上の平均速度で実施することができる。置換速度は、パージング速度と大体同じとすることができる。置換速度はパージング速度と異なるものとすることができる。置換速度は、デソーバからアブソーバへ移動する水溶液の量に合わせて調整することができる。置換速度は、デソーバからアブソーバへ移動する水溶液の量に合わせて任意の好適な様式で調整することができる。例えば、置換速度はデソーバからアブソーバに移動する水溶液約1000lb毎に対して、またはデソーバからアブソーバに移動する水溶液約1500lb、2000lb、2500lb、3000lb、3500lb、4000lb、4500lb、5000lb、5500lb、6000lb、6500lb、7000lb、7500lb、8000lb、8500lb、9000lb、9500lb、10,000lb、15,000lbまたはそれ以上lb毎に対して約1lbとすることができる。
置換水溶液は、少なくとも1つの腐食促進イオンを実質的に含まない、任意の好適な水溶液を含むことができる。いくつかの例では、置換溶液は酸またはそのアンモニウム塩と混合された水を含む。いくつかの例では、置換溶液はその場で調製することができ、一方、他の例では、置換溶液は商業的に提供され得る。置換溶液は少なくとも1つの腐食促進イオンを、パージされた水溶液の少なくとも一部から実質的に除去することにより形成させることができる。
腐食の低減
パージングおよび置換は、アンモニアアブソーバまたはアンモニアデソーバの腐食を低減させるのに十分である。低減は、パージングおよび置換なしで実施されるプロセスと比べたものであり、この場合、低減された腐食では単位時間あたりの腐食の量が少なくなる。腐食の低減は、パージングおよび置換が実施される機器において、パージングおよび置換が実施される機器に接続された機器において、パージングおよび置換が実施される機器を他の機器に接続する移送配管において、またはそれらの任意の組み合わせにおいて起こり得る。1つの例では、パージングおよび置換が実施される機器は、周辺機器(これもまた腐食の低減を受ける)と比べて、最大の腐食低減を有する。
パージングおよび置換は、アンモニアアブソーバまたはアンモニアデソーバの腐食を低減させるのに十分である。低減は、パージングおよび置換なしで実施されるプロセスと比べたものであり、この場合、低減された腐食では単位時間あたりの腐食の量が少なくなる。腐食の低減は、パージングおよび置換が実施される機器において、パージングおよび置換が実施される機器に接続された機器において、パージングおよび置換が実施される機器を他の機器に接続する移送配管において、またはそれらの任意の組み合わせにおいて起こり得る。1つの例では、パージングおよび置換が実施される機器は、周辺機器(これもまた腐食の低減を受ける)と比べて、最大の腐食低減を有する。
腐食はその周囲との化学反応による材料の崩壊である。腐食は任意の好適な様式で測定することができる。例えば、腐食は、単位期間あたりに失われる材料の量として測定することができる。材料の量は、材料の体積として、または材料の厚さとして規定することができる。そのような量は必ずしも等しくない。というのも、ピッチングが時として起こり得るからであり、腐食された材料の厚さは機器の全体で一貫していない可能性があるからである。失われた材料の体積測定は腐食速度の非常に正確な測定とすることができるが、一般に、単位時間あたりの厚さの変化を測定することがより実用的で実質的に有用なものとなる。いくつかの例では、単位時間あたりの厚さ変化は、機器の腐食しやすい表面積全体にわたって平均化することができ、機器の表面積の特定のセクションにわたって平均化することができ、または、機器の特定の部分の厚さの変化測定値とすることができる。
腐食は、水溶液と接触する、または凝縮する溶液と接触するアンモニア抽出機器の表面で起こり得る。腐食速度は、加熱された水溶液と接触するアンモニア抽出機器の領域においてとりわけ深刻であり得る。加熱された水溶液と接触する機器は、デソーバ、例えばストリッピング塔、リボイラ、およびそれらの間に配置された移送配管を含むことができる。アンモニア回収機器のいずれかで使用される材料は任意の好適な腐食しやすいまたは耐食材料のいずれか一つまたは任意の組み合わせとすることができる。
「腐食しやすい」という用語は、本明細書では、全ての金属、例えば鉄または非ステンレス鋼(例えば、腐食に対する保護酸化クロムバリアの形成を可能にするのに十分なクロムを有さない鋼)と比べて一般に腐食しやすい材料と比べてではなく、特殊なおよび一般により高価な耐食材料と比べて腐食しやすい材料を示すために使用される。耐食材料の例は、超合金、例えば、少量の鉄および微量の他の元素を含むニッケル−銅合金、例えばモネル(登録商標)400、析出強化型ニッケル−鉄−クロム合金、例えばインコロイ(登録商標)ブランド合金、例えばインコロイ(登録商標)800シリーズ、またはオーステナイトニッケル−クロム系インコネル(登録商標)ブランド合金、またはニッケル−クロム−モリブデン合金、例えばハステロイ(登録商標)ブランド合金、例えば、ハステロイ(登録商標)G−30(登録商標)とすることができる。耐食材料の例としては、スーパーオーステナイトステンレス鋼(例えばAL6XN、254SMO、904L)、二相ステンレス鋼(例えば2205)、スーパー二相ステンレス鋼(例えば2507)、ニッケル系合金(例えば合金C276、C22、C2000、600、625、800、825)、チタン合金(例えば、グレード1、2、3)、ジルコニウム合金(例えば702)、ハステロイ276、デュプレックス2205、スーパーデュプレックス2507、エブライト(Ebrite)26−1、エブライト(Ebrite)16−1、ハステロイ276、デュプレックス2205、316SS、316Lおよび304SS、ジルコニウム、ジルコニウムクラッド316、フェラリウム255、またはそれらの任意の組み合わせのような、任意の好適な耐食材料を含む。
水溶液と接触するアンモニア抽出機器の腐食しやすい部分は腐食する可能性がある。腐食しやすい領域は水溶液と接触する金属を含む。腐食しやすい金属は、任意の好適な腐食しやすい金属を含むことができる。例えば、腐食しやすい金属としては、鋼、例えばステンレス鋼が挙げられる。ステンレス鋼としては、例えば、オーステナイト鋼、フェライト鋼、マルテンサイト鋼、および任意の好適な比率のそれらの組み合わせを含むことができる。ステンレス鋼としては、ステンレス鋼の任意の好適なシリーズが挙げられ、例えば、例として440A、440B、440C、440F、430、316、409、410、301、301LN、304L、304LN、304、304H、305、312、321、321H、316L、316、316LN、316Ti、316LN、317L、2304、2205、904L、1925hMo/6MO、254SMOである。オーステナイト鋼としては、例えば、最高約0.15%の炭素、最低約16%のクロム、および合金の極低温領域から融点までの実質的に全ての温度でオーステナイト構造を保持するのに十分なニッケルまたはマンガンを有する、300シリーズ鋼が挙げられる。オーステナイト鋼としては、例えば、316L鋼が挙げられる。機器、例えば、例としてアブソーバ、デソーバ、および移送配管の大部分または全体は腐食しやすい材料から製造することができる。
耐食材料はまた、腐食を受ける可能性があるが、一般に、腐食はこれらの材料上では、腐食しやすい材料と比べて低い速度で起こる。本発明のアンモニア抽出機器は、水溶液または蒸気との接触により腐食する表面の全てまたは一部上で耐食材料を含むことができる。最も腐食性の高い条件を受け得る機器、例えばデソーバは、水溶液または蒸気と接触する場所の全てまたはいくつかにおいて耐食材料を含むことができる。より腐食性の低い条件を受ける可能性がある機器、例えばアブソーバは、水溶液または蒸気と接触する場所の全てまたはいくつかにおいて耐食材料を含むことができる。水溶液または蒸気と接触しない機器の場所もまた、耐食材料を含むことができ、腐食性蒸気に曝露され得る領域が含まれ、および機器の特定のセクションの残りが製造されている材料とは異なる材料から作製するのが困難であろう機器の領域が含まれる。任意の機器は耐食材料と腐食しやすい材料の組み合わせから製造することができる。
いくつかの例では、パージングおよび置換ありの腐食速度は、パージングおよび置換なしの腐食速度の約1%、または約2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、または約95%とすることができる。いくつかの実施形態では、パージングおよび置換ありでは、アンモニアアブソーバ、デソーバ、リボイラ、および関連する移送配管の領域の大部分における腐食は約0.1ミル/年、または約0.5ミル/年、1ミル/年、2ミル/年、3ミル/年、4ミル/年、5ミル/年、10ミル/年、15ミル/年、20ミル/年、25ミル/年、30ミル/年、35ミル/年、40ミル/年、45ミル/年、50ミル/年、55ミル/年、60ミル/年、65ミル/年、70ミル/年、75ミル/年、80ミル/年、85ミル/年、90ミル/年、95ミル/年、100ミル/年、105ミル/年、110ミル/年、115ミル/年、120ミル/年、125ミル/年、130ミル/年、135ミル/年、140ミル/年、145ミル/年、または約150ミル/年とすることができる。いくつかの実施形態では、パージングおよび置換は、クロムを含む金属の腐食速度を十分低下させることができ、よって水溶液中のクロムの濃度は、回収システムの90日の動作後1000ppm、または90日後約900ppm、800ppm、700ppm、600ppm、500ppm、400ppm、300ppm、200ppm、100ppm50ppm、25ppm、10ppm、5ppm、または約1ppmとすることができる。
腐食の観察または検出
腐食、または、腐食の程度もしくは速度は、任意の好適な様式で検出することができる。1つの例では、腐食しやすい表面の目視検査により腐食または腐食速度を検出することができる。別の例では、機械測定装置、例えばルーラーまたはキャリパーが使用され得る。容器壁厚の全般的な減少の非破壊試験では、超音波厚さ計が使用され得る。そのようなゲージの例としては下記が挙げられる:Magnaflux MT−21B厚さ計(Magnaflux、3624 W. Lake Ave.、Glenview、IL 60026から入手可能)、DeFelsko Positector UTG スタンダード(DeFelsko Corporation、802 Proctor Avenue、Ogdensburg、NY 13669から入手可能)、およびGeneral Tools UTEGEMTT2超音波厚さ計(General Tools、80 White Street、Suite #1、New York、NY 10013から入手可能)。任意の好適な非破壊試験方法を使用することができ、例えば、超音波(内側または外側から)、比較するための元の壁のモールドの使用、ピッチングを測定するための深さゲージのキャリパー、隣接壁(例えば溶接)との比較、x線、などが挙げられる。
腐食、または、腐食の程度もしくは速度は、任意の好適な様式で検出することができる。1つの例では、腐食しやすい表面の目視検査により腐食または腐食速度を検出することができる。別の例では、機械測定装置、例えばルーラーまたはキャリパーが使用され得る。容器壁厚の全般的な減少の非破壊試験では、超音波厚さ計が使用され得る。そのようなゲージの例としては下記が挙げられる:Magnaflux MT−21B厚さ計(Magnaflux、3624 W. Lake Ave.、Glenview、IL 60026から入手可能)、DeFelsko Positector UTG スタンダード(DeFelsko Corporation、802 Proctor Avenue、Ogdensburg、NY 13669から入手可能)、およびGeneral Tools UTEGEMTT2超音波厚さ計(General Tools、80 White Street、Suite #1、New York、NY 10013から入手可能)。任意の好適な非破壊試験方法を使用することができ、例えば、超音波(内側または外側から)、比較するための元の壁のモールドの使用、ピッチングを測定するための深さゲージのキャリパー、隣接壁(例えば溶接)との比較、x線、などが挙げられる。
別の例では、腐食速度は即時腐食測定を用いて検出することができる。即時腐食速度は、下記で記載されるものなどの技術を用いて測定することができる:Instantaneous Corrosion Rate Measurement with Small−Amplitude Potential Intermodulation Techniques Corrosion 52, 204 (1996); デジタルオブジェクト識別子(doi):10.5006/1.3292115, R. W. Bosch and W. F. Bogaerts, KatholiekeUniversiteit Leuven, Department of Metallurgy and Materials Engineering, de Croylaan 2, 3001, Heverlee, Belgium、またはEden(Honeywell)の米国特許第7,719,292号、“Method and apparatus for electrochemical corrosion monitoring”。1つの例では、即時腐食測定は、腐食プローブ、例えば任意の好適な腐食プローブを用いて実施することができる。1つの例では、腐食プローブは、好適な金属をその間の絶縁体と共に含むことができ、金属は腐食を検出することができる計器に接続される。別の例では、腐食反応から生成される化合物の濃度を測定することができる。
少なくとも1つの腐食促進イオンの濃度
1つ以上の腐食促進イオンの所定の最高濃度は、選択することができる。所定の最高濃度は複数の腐食促進イオンに対し同じものとすることができ、または複数の腐食促進イオン間で異なるものとすることができる。所定の最高濃度は、1つ以上の腐食促進イオンに対し任意の好適な所定の最高濃度であり、よって、循環される水溶液中の特定の腐食促進イオンの濃度がその濃度で、またはそれ未満で維持される場合、アンモニア抽出機器、例えばアブソーバまたはデソーバの腐食速度は低減される。
1つ以上の腐食促進イオンの所定の最高濃度は、選択することができる。所定の最高濃度は複数の腐食促進イオンに対し同じものとすることができ、または複数の腐食促進イオン間で異なるものとすることができる。所定の最高濃度は、1つ以上の腐食促進イオンに対し任意の好適な所定の最高濃度であり、よって、循環される水溶液中の特定の腐食促進イオンの濃度がその濃度で、またはそれ未満で維持される場合、アンモニア抽出機器、例えばアブソーバまたはデソーバの腐食速度は低減される。
1つ以上の腐食促進イオンの所定の最高濃度は腐食速度を、例えば視覚的にまたは即時に測定し、腐食速度が要望通りに低いかどうかを決定することにより決定することができる。様々な腐食促進イオンの濃度を変動させ、腐食速度を測定することにより、1つ以上の腐食促進イオンの所定の最高濃度を最適化することができる。しかしながら、最適な所定の最高濃度未満を使用することができ、この場合、1つ以上の腐食促進イオンを個々の最高濃度またはそれ未満で維持することが、例えばアブソーバまたはデソーバの腐食速度を低減させるのに依然として有効である。
腐食促進イオンの濃度は、任意の好適な様式で測定することができる。任意の好適な分析方法が使用され得る。例えば、ガスクロマトグラフィー、またはLCMS、またはHPLC、またはNMRが使用され得る。定性試験が使用され得る。
パージングおよび置換工程は、水溶液中の少なくとも1つの腐食促進イオンの濃度を所定の濃度またはそれ未満で維持する。いくつかの例では、パージングおよび置換はアンモニアアブソーバおよびアンモニアデソーバのうちの少なくとも1つの腐食を低減させるのに十分であり、ここで、水溶液中の少なくとも1つの腐食促進イオンの濃度の所定の濃度未満での維持は、腐食の低減を起こさせるのに十分である。パージングおよび置換はアンモニアアブソーバおよびアンモニアデソーバのうちの少なくとも1つの腐食を低減させるのに十分であり、ここで、少なくとも1つの腐食促進イオンの濃度の維持は腐食低減を有するアンモニア抽出機器上での腐食低減層の形成を可能にするのに十分である。
本明細書で与えられるppmは全て、別記されない限りppmwである。
ギ酸の所定の最高濃度は約0.1wt%、0.5wt%、1wt%、2wt%、3wt%、4wt%、5wt%、6wt%、7wt%、8wt%、9wt%、10wt%、11wt%、12wt%、13wt%、14wt%、15wt%、20wt%、25wt%、30wt%、または約40wt%またはそれ以上未満とすることができる。
シュウ酸の所定の最高濃度は約1ppm、10ppm、25ppm、50pppm、100ppm、250ppm、500ppm、750ppm、1000ppm、1500ppm、2000ppm、2500ppm、5000ppm、1wt%、2wt%、3wt%、4wt%、5wt%、6wt%、7wt%、8wt%、9wt%、10wt%、20wt%、または約30wt%またはそれ以上未満とすることができる。
フッ化物の所定の最高濃度は約1ppm、2ppm、3ppm、4ppm、5ppm、10ppm、25ppm、50pppm、または約100ppmまたはそれ以上未満とすることができる。
塩化物の所定の最高濃度は約1ppm、10ppm、25ppm、50pppm、100ppm、250ppm、500ppm、750ppm、1000ppm、1500ppm、2000ppm、2500ppm、5000ppm、1wt%、2wt%、3wt%、4wt%、5wt%、6wt%、7wt%、8wt%、9wt%、10wt%、20wt%、または約30wt%またはそれ以上未満とすることができる。
硫化物の所定の最高濃度は、約1ppm、10ppm、25ppm、50pppm、100ppm、250ppm、500ppm、750ppm、1000ppm、1500ppm、2000ppm、2500ppm、5000ppm、1wt%、2wt%、3wt%、4wt%、5wt%、6wt%、7wt%、8wt%、9wt%、10wt%、20wt%、または約30wt%またはそれ以上とすることができる。
硫酸の所定の最高濃度は約1ppm、5ppm、10ppm、25ppm、50pppm、75ppm、100ppm、125ppm、200ppm、250ppm、500ppm、750ppm、1000ppm、1500ppm、2000ppm、2500ppm、5000ppm、1wt%、2wt%、3wt%、4wt%、5wt%、6wt%、7wt%、8wt%、9wt%、10wt%、20wt%、または約30wt%またはそれ以上未満とすることができる。
クロムの所定の最高濃度(その存在は、ある特定の機器の腐食を示し得る)は約1ppm、2ppm、3ppm、4ppm、5ppm、7ppm、10ppm、15ppm、20ppm、25ppm、30ppm、35ppm、40ppm、45ppm、50ppm、75ppm、または約100ppmまたはそれ以上未満とすることができる。
ジルコニウムの所定の最高濃度(その存在は、ある特定の機器の腐食を示し得る)は約1ppm、2ppm、3ppm、4ppm、5ppm、7ppm、10ppm、15ppm、20ppm、25ppm、30ppm、35ppm、40ppm、45ppm、50ppm、75ppm、または約100ppmまたはそれ以上未満とすることができる。
制御システム
本発明は、制御システムを含むことができる。制御システムはパージングおよび置換に関連する様々な因子、例えばパージングまたは置換速度の調整を可能にすることができる。制御システムは当技術分野で知られており、当業者であれば、本明細書で記載される方法およびシステムが任意の好適な制御システムの使用に適しており、よって腐食低減が起こることを容易に認識するであろう。
本発明は、制御システムを含むことができる。制御システムはパージングおよび置換に関連する様々な因子、例えばパージングまたは置換速度の調整を可能にすることができる。制御システムは当技術分野で知られており、当業者であれば、本明細書で記載される方法およびシステムが任意の好適な制御システムの使用に適しており、よって腐食低減が起こることを容易に認識するであろう。
制御システムは手動で動作させることができ、よって、オペレーターは特定のデータまたは動作手順に基づき決定し、制御装置に、特定の因子が特定の様式で設定されるべきであることを伝える。手動で設定された因子は、永遠にそのようなものとしてまたは別の事象が起こるまで、例えば設定期間が経過するまで、もしくは別の事象が変化に終わりをもたらす、もしくは新しい変化をもたらすまで、そのようなものとして設定することができる。手動制御装置は水溶液中の1つ以上の腐食促進イオンの濃度を最高濃度以下で維持するために使用され得、またはパージもしくは置換ストリームの流速を好適な最低値超または好適な最高値未満で維持するために使用され得る。例えば、腐食の目視検査または腐食の即時測定により、オペレーターは様々な腐食促進イオンの所定の最高濃度またはパージングもしくは置換の流速を調整することができ、よって腐食低減の速度が維持され、または増加される。
制御システムは自動とすることができ、よって情報またはデータが、制御システムに送られ、制御システムはデータに応じてパージングまたは置換に関連する特定の因子を維持または改変する。例えば、1つ以上の腐食促進イオンの濃度についての情報は制御装置に送ることができ、制御装置は、例えば、パージまたは置換ストリームの流速を調整することができ、よって水溶液中の1つ以上の腐食促進イオンの濃度は、好適な最高濃度またはそれ未満で維持される。別の例では、腐食は、即時に測定することができ、その測定値は制御装置に送ることができ、それに応じて、制御装置は所定の最高濃度またはパージまたは置換ストリームの流速の様々な側面を調整し、腐食低減の程度を維持または増加させることができる。任意の好適な情報は制御装置に送ることができ、それに応じて、制御装置はパージング、置換の任意の好適な側面、またはアンモニア抽出機器の動作の任意の他の側面を改変することができ、それに応じて腐食低減効果の最大化または持続の達成を助けることができる。
本発明は、例として提供される下記実施例を参照することにより、よりよく理解することができる。本発明は、本明細書で提供される実施例に制限されない。
一般手順
アブソーバ
メタンのアンモニアガスとの、酸素および白金触媒の存在下での反応からのガス状反応排出物(主としてシアン化水素およびアンモニアを含む)は、アブソーバ塔に送られる。添加したアンモニアのおよそ99wt%が除去される。反応排出物はアブソーバ塔の底部セクションに入り、一方、リン酸および/またはリン酸アンモニウム塩、例えばリン酸一アンモニウムおよびリン酸二アンモニウムを含む水溶液はアブソーバ塔の頂部セクションに入る。アブソーバ/デソーバシステムは工業的なサイズとされ、およそ500,000lbの総体積の液体を有し、1wt%未満のアンモニアを有する清浄化されたHCNを生成する。清浄化されたガス状反応排出物はアブソーバ塔の頂部から出て行った。アンモニウム塩溶液はアブソーバ塔の底部から出て行く。
アブソーバ
メタンのアンモニアガスとの、酸素および白金触媒の存在下での反応からのガス状反応排出物(主としてシアン化水素およびアンモニアを含む)は、アブソーバ塔に送られる。添加したアンモニアのおよそ99wt%が除去される。反応排出物はアブソーバ塔の底部セクションに入り、一方、リン酸および/またはリン酸アンモニウム塩、例えばリン酸一アンモニウムおよびリン酸二アンモニウムを含む水溶液はアブソーバ塔の頂部セクションに入る。アブソーバ/デソーバシステムは工業的なサイズとされ、およそ500,000lbの総体積の液体を有し、1wt%未満のアンモニアを有する清浄化されたHCNを生成する。清浄化されたガス状反応排出物はアブソーバ塔の頂部から出て行った。アンモニウム塩溶液はアブソーバ塔の底部から出て行く。
デソーバ
アンモニア塩溶液はアンモニアストリッパー塔の頂部セクションに入る。ストリッパー塔は、加熱し、アンモニウム塩にアンモニアを放出させることにより、アンモニアを溶液から除去する。ストリッパー塔はストリッパー塔の底部付近にリボイラユニットを含み、これは熱をストリッパー塔内の液体中にリボイラループを介して伝達する。ガスが液体から、ストリッパー塔内で放出され、ストリッパー塔の頂部セクションから出て行く。液体はストリッパー塔の底部セクションから出て行き、少なくとも一部がアブソーバ塔にリサイクルして戻される。
アンモニア塩溶液はアンモニアストリッパー塔の頂部セクションに入る。ストリッパー塔は、加熱し、アンモニウム塩にアンモニアを放出させることにより、アンモニアを溶液から除去する。ストリッパー塔はストリッパー塔の底部付近にリボイラユニットを含み、これは熱をストリッパー塔内の液体中にリボイラループを介して伝達する。ガスが液体から、ストリッパー塔内で放出され、ストリッパー塔の頂部セクションから出て行く。液体はストリッパー塔の底部セクションから出て行き、少なくとも一部がアブソーバ塔にリサイクルして戻される。
アブソーバ、デソーバ、およびリボイラは主として、オーステナイトステンレス鋼(304および316)製である。
比較例1.パージングなし。
一般手順に従うが、水溶液のパージングはない。材料、例えばギ酸アンモニウムまたは他の塩、例えば、例として、炭酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、またはシュウ酸アンモニウムの形成によるパイプおよびバルブの目詰りが起こり、数カ月ごとに清掃が必要とされる。アンモニアアブソーバ、デソーバ、リボイラ、および関連する移送配管の領域の大部分におけるオーステナイトステンレス鋼の腐食速度はおよそ0〜150ミル/年であり、平均は約20〜40ミル/年であり、ピッチングなどの深い腐食が局所で起こり、とりわけリボイラおよびデソーバにおいて集中している。図3は時間に伴うシステムにおけるクロムの蓄積を示す。クロムは、オーステナイト鋼が腐食されると生成される。クロムが蓄積する速度はクロムを含む金属の全体の腐食速度を一般的に示す。図3は、約90日後、クロムの濃度は約600ppmとなり、腐食により生成されるクロムの総質量はおよそ300lbであることを示す。
一般手順に従うが、水溶液のパージングはない。材料、例えばギ酸アンモニウムまたは他の塩、例えば、例として、炭酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、またはシュウ酸アンモニウムの形成によるパイプおよびバルブの目詰りが起こり、数カ月ごとに清掃が必要とされる。アンモニアアブソーバ、デソーバ、リボイラ、および関連する移送配管の領域の大部分におけるオーステナイトステンレス鋼の腐食速度はおよそ0〜150ミル/年であり、平均は約20〜40ミル/年であり、ピッチングなどの深い腐食が局所で起こり、とりわけリボイラおよびデソーバにおいて集中している。図3は時間に伴うシステムにおけるクロムの蓄積を示す。クロムは、オーステナイト鋼が腐食されると生成される。クロムが蓄積する速度はクロムを含む金属の全体の腐食速度を一般的に示す。図3は、約90日後、クロムの濃度は約600ppmとなり、腐食により生成されるクロムの総質量はおよそ300lbであることを示す。
比較例2.パージングなしの空気スパージング
一般手順に従うが、ガスのスパージングがある。使用されるガスは酸素濃度を約9mol%とするために添加された十分な窒素を有する圧縮周囲空気である。ガスは水溶液中に、ストリッパーリボイラにおいてスパージされる。約3000scfhのガスの流速が使用され、ガスは約9.5〜10モル%の酸素を有する。アンモニアアブソーバ、デソーバ、リボイラ、および関連する移送配管の領域の大部分におけるオーステナイトステンレス鋼の腐食速度はおよそ0〜50ミル/年であり、平均は約5〜20ミル/年であり、特にリボイラおよびデソーバにおいてなど、ピッチングなどの深い腐食の局所は比較例1より少ない。図4は時間に伴うシステムにおけるクロムの蓄積を示す。図4は約90日後、クロムの濃度は約250ppmとなり、腐食により生成されるクロムの総質量はおよそ125lbであることを示し、腐食速度は、空気スパージングなしの腐食速度のおよそ42%であることが示される。
一般手順に従うが、ガスのスパージングがある。使用されるガスは酸素濃度を約9mol%とするために添加された十分な窒素を有する圧縮周囲空気である。ガスは水溶液中に、ストリッパーリボイラにおいてスパージされる。約3000scfhのガスの流速が使用され、ガスは約9.5〜10モル%の酸素を有する。アンモニアアブソーバ、デソーバ、リボイラ、および関連する移送配管の領域の大部分におけるオーステナイトステンレス鋼の腐食速度はおよそ0〜50ミル/年であり、平均は約5〜20ミル/年であり、特にリボイラおよびデソーバにおいてなど、ピッチングなどの深い腐食の局所は比較例1より少ない。図4は時間に伴うシステムにおけるクロムの蓄積を示す。図4は約90日後、クロムの濃度は約250ppmとなり、腐食により生成されるクロムの総質量はおよそ125lbであることを示し、腐食速度は、空気スパージングなしの腐食速度のおよそ42%であることが示される。
実施例1a.パージ速度がわかっており、置換速度がある特定の濃度を維持するのに十分であり、ガススパージングありのパージング
一般手順に従うが、ガスのスパージングおよびパージングがある。使用されるガスは酸素濃度を約9mol%とするために添加された十分な窒素を有する圧縮周囲空気である。ガスは水溶液中に、ストリッパーリボイラにおいてスパージされる。約3000scfhのガスの流速が使用され、ガスは約9.5〜10モル%の酸素を有する。循環される水溶液のパージングは、ストリッパーとアブソーバの間のタンクから約1250lb/時の平均流速で起こる。リン酸水溶液の置換溶液がアンモニア回収システムにおいて添加される。置換速度は十分であり、よってギ酸イオンの平均濃度は約5〜10wt%であり、硫酸イオンは約50〜100ppmであり、シュウ酸は約1100ppmであり、およびフッ化物は約1ppm未満である。機器の腐食生成物を測定すると、クロム(約17ppmwである)、およびジルコニウム(約4〜12ppmwである)が含まれる。
一般手順に従うが、ガスのスパージングおよびパージングがある。使用されるガスは酸素濃度を約9mol%とするために添加された十分な窒素を有する圧縮周囲空気である。ガスは水溶液中に、ストリッパーリボイラにおいてスパージされる。約3000scfhのガスの流速が使用され、ガスは約9.5〜10モル%の酸素を有する。循環される水溶液のパージングは、ストリッパーとアブソーバの間のタンクから約1250lb/時の平均流速で起こる。リン酸水溶液の置換溶液がアンモニア回収システムにおいて添加される。置換速度は十分であり、よってギ酸イオンの平均濃度は約5〜10wt%であり、硫酸イオンは約50〜100ppmであり、シュウ酸は約1100ppmであり、およびフッ化物は約1ppm未満である。機器の腐食生成物を測定すると、クロム(約17ppmwである)、およびジルコニウム(約4〜12ppmwである)が含まれる。
クロム濃度は17ppmの定常状態濃度で維持される。パージングで失われるクロムの量は、17ppm*(1250lb/h)*(24h)*(90d)=約45.9lbの、90日にわたってパージされるクロムとして表すことができる。溶液中のクロムの量、17ppm*500,000lb=8.5lbクロムを付加すると、90日にわたって生成されるクロムの総量は8.5lb+45.9lb=約54.4lbとなり、腐食速度は、空気スパージングはあるが、パージングおよび置換なしの腐食速度(例えば、比較例2を参照されたい)のおよそ44%であり、ならびにパージングおよび置換なし、かつスパージングもない腐食速度のおよそ18%であることが示される。
実施例1b.パージ速度がわかっており、置換速度がある特定の濃度を維持するのに十分であり、ガススパージングありのパージング
一般手順に従うが、ガスのスパージングおよびパージングがある。使用されるガスは、酸素濃度を約9mol%とするために添加された十分な窒素を有する圧縮周囲空気である。ガスは水溶液中に、ストリッパーリボイラにおいてスパージされる。約3000scfhのガスの流速が使用され、ガスは約9.5〜10モル%の酸素を有する。循環される水溶液のパージングはストリッパーとアブソーバの間のタンクから約1250lb/時の平均流速で起こった。リン酸水溶液の置換溶液がアンモニア回収システムにおいて添加される。置換速度は十分であり、よって、ギ酸イオンの平均濃度は約5〜10wt%であり、硫酸イオンは約50〜100ppmであり、シュウ酸は約1100ppmであり、およびフッ化物は約1ppm未満である。機器の腐食生成物を測定すると、クロム(約17ppmwである)、およびジルコニウム(約4〜12ppmwである)が含まれる。
一般手順に従うが、ガスのスパージングおよびパージングがある。使用されるガスは、酸素濃度を約9mol%とするために添加された十分な窒素を有する圧縮周囲空気である。ガスは水溶液中に、ストリッパーリボイラにおいてスパージされる。約3000scfhのガスの流速が使用され、ガスは約9.5〜10モル%の酸素を有する。循環される水溶液のパージングはストリッパーとアブソーバの間のタンクから約1250lb/時の平均流速で起こった。リン酸水溶液の置換溶液がアンモニア回収システムにおいて添加される。置換速度は十分であり、よって、ギ酸イオンの平均濃度は約5〜10wt%であり、硫酸イオンは約50〜100ppmであり、シュウ酸は約1100ppmであり、およびフッ化物は約1ppm未満である。機器の腐食生成物を測定すると、クロム(約17ppmwである)、およびジルコニウム(約4〜12ppmwである)が含まれる。
90日後、クロム濃度は17ppmである。90日にわたるクロムの濃度の増加は直線的であり、これは約ゼロから開始すると仮定すると、パージングで失われるクロムの量は下記として表すことができ
これは、およそ23.2lbの90日にわたってパージされるクロムの合計である。溶液中のクロムの量、17ppm*500,000lb=8.5lbクロムを付加すると、90日にわたって生成されるクロムの総量は8.5lb+23.2lb=約31.7lbとなり、腐食速度は、空気スパージングはあるが、パージングおよび置換なしの腐食速度(例えば、比較例2を参照されたい)のおよそ25%であり、パージングおよび置換なし、かつスパージングもない腐食速度のおよそ11%であることが示される。
実施例2a.パージ速度がわかっており、置換速度がわかっているパージング
一般手順に従うが、パージングはあり、空気のスパージングはない。循環される水溶液のパージングは、ストリッパーとアブソーバの間のタンクから約1250lb/時の平均流速で起こる。リン酸水溶液の置換溶液がアンモニア回収システムに添加され、置換溶液はアブソーバ/デソーバループに約1250lb/時の速度で入る。
一般手順に従うが、パージングはあり、空気のスパージングはない。循環される水溶液のパージングは、ストリッパーとアブソーバの間のタンクから約1250lb/時の平均流速で起こる。リン酸水溶液の置換溶液がアンモニア回収システムに添加され、置換溶液はアブソーバ/デソーバループに約1250lb/時の速度で入る。
クロム濃度は約41ppmの定常状態濃度で維持される。パージングで失われるクロムの量は41ppm*(1250lb/h)*(24h)*(90d)=約110.7lbの、90日にわたってパージされるクロムとして表すことができる。溶液中のクロムの量41ppm*500,000lb=約20.5lbを付加すると、90日にわたって生成されるクロムの総量は110.7lb+20.5lb=約131.2lbとなり、パージングおよび置換なしの腐食速度(例えば、比較例1を参照されたい)のおよそ44%を示す。
実施例2b.パージ速度がわかっており、置換速度がわかっているパージング
一般手順に従うが、パージングはあり、空気のスパージングはない。循環される水溶液のパージングは、ストリッパーとアブソーバの間のタンクから約1250lb/時の平均流速で起こる。リン酸水溶液の置換溶液がアンモニア回収システムに添加され、置換溶液はアブソーバ/デソーバループに約1250lb/時の速度で入る。
一般手順に従うが、パージングはあり、空気のスパージングはない。循環される水溶液のパージングは、ストリッパーとアブソーバの間のタンクから約1250lb/時の平均流速で起こる。リン酸水溶液の置換溶液がアンモニア回収システムに添加され、置換溶液はアブソーバ/デソーバループに約1250lb/時の速度で入る。
90日後、クロム濃度は約41ppmである。90日にわたるクロムの濃度の増加は直線的であり、これは約ゼロから開始すると仮定すると、パージングで失われるクロムの量は下記として表すことができ
これは、およそ55.7lbの、90日にわたってパージされるクロムの合計である。溶液中のクロムの量、41ppm*500,000lb=約20.5lbを付加すると、90日にわたって生成されるクロムの総量は55.9lb+20.5lb=約76.4lbとなり、これはパージングおよび置換なしの腐食速度(例えば、比較例1を参照されたい)のおよそ25%を示す。
実施例3.ある特定の濃度を維持するのに十分なパージングおよび置換
一般手順に従うが、循環される水溶液のストリッパーとアブソーバの間のタンクからのパージングがある。リン酸水溶液の置換溶液がアンモニア回収システムにおいて添加される。パージおよび置換速度は十分であり、よって材料の濃度は、実施例1で見出された通りであった。ストリッパー塔、ストリッパー塔リボイラ、アブソーバ、および関連する移送配管は、実施例1および2で受けた改善と同様に、比較例1および2と比べて腐食の減少および寿命の増大を受ける。
一般手順に従うが、循環される水溶液のストリッパーとアブソーバの間のタンクからのパージングがある。リン酸水溶液の置換溶液がアンモニア回収システムにおいて添加される。パージおよび置換速度は十分であり、よって材料の濃度は、実施例1で見出された通りであった。ストリッパー塔、ストリッパー塔リボイラ、アブソーバ、および関連する移送配管は、実施例1および2で受けた改善と同様に、比較例1および2と比べて腐食の減少および寿命の増大を受ける。
実施例4.即時腐食速度測定に基づくパージング
一般手順に従う。この実施例では、即時腐食速度測定に基づいてパージングおよび置換速度を制御するフィードバックループが使用される。ストリッパー塔、ストリッパー塔リボイラ、アブソーバ、および関連する移送配管は、実施例1および2で受けた改善と同様、比較例1および2と比べて腐食の減少および寿命の増大を受ける。
一般手順に従う。この実施例では、即時腐食速度測定に基づいてパージングおよび置換速度を制御するフィードバックループが使用される。ストリッパー塔、ストリッパー塔リボイラ、アブソーバ、および関連する移送配管は、実施例1および2で受けた改善と同様、比較例1および2と比べて腐食の減少および寿命の増大を受ける。
実施例5.他のプロセスからのアンモニアの抽出
一般手順に従うが、実施例2〜3で実施されるようにパージングおよび置換がある。この実施例ではアンモニアは、肥料生成プロセス、廃水精製プロセス、アンモニア生成プロセス、公害防止プロセス、化石燃料燃焼プロセス、コーク製造プロセス、家畜管理プロセス、または冷蔵プロセスから抽出される。ストリッパー塔、ストリッパー塔リボイラ、アブソーバ、および関連する移送配管は、実施例1および2で受けた改善と同様、比較例1および2と比べて腐食の減少および寿命の増大を受ける。
一般手順に従うが、実施例2〜3で実施されるようにパージングおよび置換がある。この実施例ではアンモニアは、肥料生成プロセス、廃水精製プロセス、アンモニア生成プロセス、公害防止プロセス、化石燃料燃焼プロセス、コーク製造プロセス、家畜管理プロセス、または冷蔵プロセスから抽出される。ストリッパー塔、ストリッパー塔リボイラ、アブソーバ、および関連する移送配管は、実施例1および2で受けた改善と同様、比較例1および2と比べて腐食の減少および寿命の増大を受ける。
実施例6.他の材料
一般手順に従うが、実施例2〜3で実施されるようにパージングおよび置換がある。この実施例では、デソーバ、リボイラ、および移送配管は、スーパーオーステナイトステンレス鋼(例えばAL6XN、254SMO、904L)、二相ステンレス鋼(例えば2205)、スーパー二相ステンレス鋼(例えば2507)、ニッケル系合金(例えば合金C276、C22、C2000、600、625、800、825)、チタン合金(例えばグレード1、2、3)、ジルコニウム合金(例えば702)、ハステロイ276、デュプレックス2205、スーパーデュプレックス2507、エブライト(Ebrite)26−1、エブライト(Ebrite)16−1、ハステロイ276、デュプレックス2205、316SS、316Lおよび304SS、ジルコニウム、ジルコニウムクラッド316、フェラリウム255、またはそれらの任意の組み合わせから構成される。ストリッパー塔、ストリッパー塔リボイラ、アブソーバ、および関連する移送配管は、実施例1または2で受けた改善と同様、比較例1または2の条件に従って実行されるが、パージングおよび置換を有する機器のために使用されるこの実施例で使用される同じ材料で構成された実験と比べて、腐食の減少および寿命の増大を受ける。
一般手順に従うが、実施例2〜3で実施されるようにパージングおよび置換がある。この実施例では、デソーバ、リボイラ、および移送配管は、スーパーオーステナイトステンレス鋼(例えばAL6XN、254SMO、904L)、二相ステンレス鋼(例えば2205)、スーパー二相ステンレス鋼(例えば2507)、ニッケル系合金(例えば合金C276、C22、C2000、600、625、800、825)、チタン合金(例えばグレード1、2、3)、ジルコニウム合金(例えば702)、ハステロイ276、デュプレックス2205、スーパーデュプレックス2507、エブライト(Ebrite)26−1、エブライト(Ebrite)16−1、ハステロイ276、デュプレックス2205、316SS、316Lおよび304SS、ジルコニウム、ジルコニウムクラッド316、フェラリウム255、またはそれらの任意の組み合わせから構成される。ストリッパー塔、ストリッパー塔リボイラ、アブソーバ、および関連する移送配管は、実施例1または2で受けた改善と同様、比較例1または2の条件に従って実行されるが、パージングおよび置換を有する機器のために使用されるこの実施例で使用される同じ材料で構成された実験と比べて、腐食の減少および寿命の増大を受ける。
採用されている用語および表現は、説明するが、制限しない用語として使用され、そのような用語および表現の使用において、示され、記載された特徴またはその一部のいずれの等価物も排除することは意図されず、様々な改変が特許請求される発明の範囲内で可能であることが認識される。よって、本発明は好ましい実施形態および任意的な特徴により特定的に開示されているが、当業者であれば本明細書で開示される概念の改変および変更を用いることができ、そのような改変および変更は添付の特許請求の範囲により規定されるこの発明の範囲内にあると考えられることが理解されるべきである。
追加の実施形態
本発明は下記例示的な実施形態を提供し、その番号付けは重要性のレベルを示すものとして解釈されるべきではない:
本発明は下記例示的な実施形態を提供し、その番号付けは重要性のレベルを示すものとして解釈されるべきではない:
実施形態1は、下記を含む、アンモニア抽出中の腐食を減少させる方法を提供する:アンモニアアブソーバ、アンモニアデソーバ、および酸またはそのアンモニウム塩を含む水溶液を含むアンモニア抽出機器を使用してアンモニアを抽出するプロセスを実施すること;水溶液の少なくとも一部をパージすること(水溶液のパージされる部分は少なくとも1つの腐食促進イオンを含む);ならびに置換水溶液をその水溶液に添加すること(置換水溶液は、水溶液のパージされる部分と比べて、該少なくとも1つの腐食促進イオンの低減された濃度を有する)。
実施形態2は、置換水溶液は、少なくとも1つの腐食促進イオンを実質的に含まない、実施形態1の方法を提供する。
実施形態3は、パージングおよび置換はアンモニアデソーバおよびアンモニアデソーバのためのリボイラのうちの少なくとも1つの腐食を低減させるのに十分である、実施形態1〜2のいずれか一つの方法を提供する。
実施形態4は、少なくとも1つの腐食促進イオンはギ酸、シュウ酸、フッ化物、塩化物、硫酸、および硫化物から選択される、実施形態1〜3のいずれか一つの方法を提供する。
実施形態5は、水溶液はアブソーバとデソーバの間で循環される、実施形態1〜4のいずれか一つの方法を提供する。
実施形態6は、デソーバでは、溶液中のアンモニウム塩はアンモニアを含む生成混合物に変換される、実施形態1〜5のいずれか一つの方法を提供する。
実施形態7は、アブソーバでは、アンモニアはアンモニア含有ガスストリームから水溶液中にアンモニウム塩として抽出される、実施形態1〜6のいずれか一つの方法を提供する。
実施形態8は、パージングおよび置換工程は、水溶液中の少なくとも1つの腐食促進イオンの濃度を所定の濃度またはそれ未満で維持するのに十分である、実施形態1〜7のいずれか一つの方法を提供する。
実施形態9は、パージングおよび置換は、アンモニアデソーバおよびアンモニアデソーバのためのリボイラのうちの少なくとも1つの腐食を低減させるのに十分であり、水溶液中の少なくとも1つの腐食促進イオンの濃度を所定の濃度未満で維持することは、腐食の低減を起こさせるのに十分である、実施形態8の方法を提供する。
実施形態10は、パージングおよび置換は、アンモニアデソーバおよびアンモニアデソーバのためのリボイラのうちの少なくとも1つの腐食を低減させるのに十分であり、少なくとも1つの腐食促進イオンの濃度の維持は、腐食低減を有するアンモニア抽出機器上で腐食低減層を形成させるのに十分である、実施形態8〜9のいずれか一つの方法を提供する。
実施形態11は、少なくとも1つの腐食促進イオンはギ酸である、実施形態1〜10のいずれか一つの方法を提供する。
実施形態12は、パージングおよび置換工程は、水溶液中のギ酸イオンの濃度を約15wt%またはそれ未満で維持するのに十分である、実施形態4〜11のいずれか一つの方法を提供する。
実施形態13は、少なくとも1つの腐食促進イオンは、シュウ酸である、実施形態1〜12のいずれか一つの方法を提供する。
実施形態14は、パージングおよび置換工程は、水溶液中のシュウ酸イオンの濃度を約0.4wt%またはそれ未満で維持するのに十分である、実施形態13の方法を提供する。
実施形態15は、少なくとも1つの腐食促進イオンは、硫酸である、実施形態1〜14のいずれか一つの方法を提供する。
実施形態16は、パージングおよび置換工程は、水溶液中の硫酸イオンの濃度を約200ppmまたはそれ未満で維持するのに十分である、実施形態15の方法を提供する。
実施形態17は、置換水溶液は酸またはそのアンモニウム塩を含む、実施形態1〜16のいずれか一つの方法を提供する。
実施形態18は、さらに、水および酸またはそのアンモニウム塩を混合することにより置換水溶液を形成させることを含む、実施形態1〜17のいずれか一つの方法を提供する。
実施形態19は、さらに、固体アンモニウム塩をパージされた水溶液から価値のある材料として生成することを含み、固体アンモニウム塩は、酸のアンモニウム塩である、実施形態1〜18のいずれか一つの方法を提供する。
実施形態20は、さらに、少なくとも1つの腐食促進イオンを、パージされた水溶液の少なくとも一部から実質的に除去することにより、置換水溶液を形成させることを含む、実施形態1〜19のいずれか一つの方法を提供する。
実施形態21は、パージングは、アンモニア吸収塔、アンモニア吸収塔頂部、アンモニア吸着塔底部、アンモニアストリッパー塔、アンモニアストリッパー塔頂部、アンモニアストリッパー塔底部、ストリッパー塔リボイラ、アンモニア凝縮器、蒸留カラム、熱交換器、および移送配管から選択される少なくとも1つにおいて起こる、実施形態1〜20のいずれか一つの方法を提供する。
実施形態22は、置換は、アンモニア吸収塔、アンモニア吸収塔頂部、アンモニア吸着塔底部、アンモニアストリッパー塔、アンモニアストリッパー塔頂部、アンモニアストリッパー塔底部、ストリッパー塔リボイラ、アンモニア凝縮器、蒸留カラム、熱交換器、および移送配管から選択される少なくとも1つにおいて起こる、実施形態1〜21のいずれか一つの方法を提供する。
実施形態23は、パージングはデソーバからアブソーバに移動する水溶液約100lb〜約5,000lb毎に対してパージされる液体約1lbの平均速度で実施される、実施形態1〜22のいずれか一つの方法を提供する。
実施形態24は、パージングはデソーバからアブソーバに移動する水溶液約500lb〜約2000lb毎に対してパージされる液体約1lbの平均速度で実施される、実施形態1〜23のいずれか一つの方法を提供する。
実施形態25は、置換は、デソーバからアブソーバに移動する水溶液約1,500〜約15,000lb毎に対して置換液体約1lbの平均速度で実施される、実施形態1〜24のいずれか一つの方法を提供する。
実施形態26は、置換は、デソーバからアブソーバに移動する水溶液約3000〜約6000lb毎に対して置換液体約1lbの平均速度で実施される、実施形態1〜25のいずれか一つの方法を提供する。
実施形態27は、アンモニアデソーバはストリッパー塔およびストリッパー塔リボイラを含む、実施形態1〜26のいずれか一つの方法を提供する。
実施形態28は、アンモニアデソーバの腐食は低減される、実施形態3〜27のいずれか一つの方法を提供する。
実施形態29は、アンモニアアブソーバとアンモニアデソーバの間の移送配管の腐食は低減される、実施形態3〜28のいずれか一つの方法を提供する。
実施形態30は、酸はリン酸、硫酸、塩酸、硝酸、または酢酸である、実施形態1〜29のいずれか一つの方法を提供する。
実施形態31は、アンモニウム塩はリン酸一アンモニウムまたはリン酸二アンモニウムである、実施形態1〜30のいずれか一つの方法を提供する。
実施形態32は、腐食を低減させることは、パージングおよび置換を含まないアンモニア抽出プロセスにおける対応する機器の腐食と比べた、腐食の速度または重大度の低減を含む、実施形態3〜31のいずれか一つの方法を提供する。
実施形態33は、アンモニア抽出機器は、アンモニア吸収塔、アンモニア吸収塔頂部、アンモニア吸着塔底部、アンモニアストリッパー塔、アンモニアストリッパー塔頂部、アンモニアストリッパー塔底部、ストリッパー塔リボイラ、アンモニア凝縮器、蒸留カラム、熱交換器、および移送配管のうちの少なくとも1つを含む、実施形態1〜32のいずれか一つの方法を提供する。
実施形態34は、アンモニアは、ガス状または蒸気ストリームから抽出される、実施形態1〜33のいずれか一つの方法を提供する。
実施形態35は、アンモニアは、シアン化水素生成プロセス、肥料生成プロセス、廃水精製プロセス、アンモニア生成プロセス、公害防止プロセス、化石燃料燃焼プロセス、コーク製造プロセス、家畜管理プロセス、または冷蔵プロセスから抽出される、実施形態1〜34のいずれか一つの方法を提供する。
実施形態36は、アンモニア抽出プロセスは未反応アンモニアをシアン化水素生成プロセスから回収する、実施形態1〜35のいずれか一つの方法を提供する。
実施形態37は、アンモニアは、シアン化水素を生成するためのアンドルソフ法から回収される、実施形態1〜36のいずれか一つの方法を提供する。
実施形態38は、腐食低減を有するアンモニアデソーバおよびアンモニアデソーバのためのリボイラのうちの少なくとも1つはステンレス鋼を含む、実施形態3〜37のいずれか一つの方法を提供する。
実施形態39は、腐食低減を有するアンモニアデソーバおよびアンモニアデソーバのためのリボイラのうちの少なくとも1つはオーステナイト鋼、フェライト鋼、マルテンサイト鋼、ステンレス鋼シリーズ(440A、440B、440C、440F、430、316、409、410、301、301LN、304L、304LN、304、304H、305、312、321、321H、316L、316、316LN、316Ti、316LN、317L、2304、2205、904L、1925hMo/6MO、254SMOシリーズ鋼を含む)、またはそれらの組み合わせを含む、実施形態3〜38のいずれか一つの方法を提供する。
実施形態40は、腐食低減を有するアンモニアデソーバおよびアンモニアデソーバのためのリボイラのうちの少なくとも1つは超合金、ニッケル−銅合金、モネル400、析出強化型ニッケル−鉄−クロム合金、インコロイブランド合金、インコロイ800シリーズ、オーステナイトニッケル−クロム系インコネルブランド合金、ニッケル−クロム−モリブデン合金、ハステロイブランド合金、ハステロイG−30、スーパーオーステナイトステンレス鋼、AL6XN、254SMO、904L、二相ステンレス鋼、2205、スーパー二相ステンレス鋼、2507、ニッケル系合金、C276、C22、C2000、600、625、800、825、チタン合金、ジルコニウム合金、Zr702、ハステロイ276、デュプレックス2205、スーパーデュプレックス2507、エブライト(Ebrite)26−1、エブライト(Ebrite)16−1、ハステロイ276、デュプレックス2205、316SS、316Lおよび304SS、ジルコニウム、ジルコニウムクラッド316、フェラリウム255、またはそれらの組み合わせを含む、実施形態3〜39のいずれか一つの方法を提供する。
実施形態41は、腐食低減を有するアンモニアデソーバおよびアンモニアデソーバのためのリボイラのうちの少なくとも1つは316Lオーステナイト鋼を含む、実施形態3〜40のいずれか一つの方法を提供する。
実施形態42は、さらに、制御装置を使用して、水溶液中の少なくとも1つの腐食促進イオンの濃度が所定の最高濃度未満で維持されるようにパージングまたは置換を制御することを含む、実施形態1〜41のいずれか一つの方法を提供する。
実施形態43は、パージングおよび置換は、アンモニアデソーバおよびアンモニアデソーバのためのリボイラのうちの少なくとも1つの腐食を低減させるのに十分であり、さらに、腐食低減を有するアンモニアデソーバおよびアンモニアデソーバのためのリボイラのうちの少なくとも1つに起こった腐食の量を使用して、所定の最高濃度を決定することを含む、実施形態42の方法を提供する。
実施形態44は、起こった腐食の量は、視覚的に、または即時腐食速度測定により決定される、実施形態43の方法を提供する。
実施形態45は、下記を含む、腐食の減少を伴う、アンモニアを抽出するためのシステムを提供する:アンモニアアブソーバ、アンモニアデソーバ、および酸またはそのアンモニウム塩を含む水溶液を含むアンモニア抽出機器;アンモニアを含むガス状ストリームであって、アンモニアアブソーバでは、ガス状ストリーム中のアンモニアの少なくとも一部は、アンモニウム塩に変換され、アンモニアデソーバでは、アンモニウム塩の少なくとも一部は、アンモニアに変換され、ならびに水溶液はアブソーバとデソーバの間で循環される、ストリーム;ギ酸、シュウ酸、フッ化物、塩化物、硫酸、および硫化物から選択される、少なくとも1つの腐食促進イオンを含む水溶液の少なくとも一部を含む、循環される水溶液からのパージストリーム;ならびに水溶液のパージされる部分と比べて、該少なくとも1つの腐食促進イオンの低減された濃度を有する、循環される水溶液への置換ストリーム。
実施形態46は、パージングおよび置換は、アンモニアデソーバおよびアンモニアデソーバのためのリボイラのうちの少なくとも1つの腐食を低減させるのに十分である、実施形態45のシステムを提供する。
実施形態47は、さらに、制御装置を含み、制御装置は、水溶液中の少なくとも1つの腐食促進イオンの濃度が所定の最高濃度未満で維持されるようにパージングまたは置換を制御する、実施形態45〜46のいずれか一つのシステムを提供する。
実施形態48は、さらに腐食センサを含み、腐食センサは腐食速度を測定し、腐食速度は所定の最高濃度を決定するために使用される、実施形態47のシステムを提供する。
実施形態49は、下記を含む、アンモニア抽出中の腐食を減少させる方法を提供する:未反応アンモニアを、シアン化水素を生成するためのアンドルソフ法からのガス状反応器排出ストリームから回収するためのプロセスを実施すること、ここで、プロセスはアンモニアアブソーバ、アンモニアストリッパー塔およびアンモニアストリッパー塔リボイラを含むアンモニアデソーバ、ならびに酸またはそのアンモニウム塩を含む水溶液を含むアンモニア回収機器を使用して実施され、アンモニアアブソーバでは、ガス状ストリーム中のアンモニアの少なくとも一部は、アンモニウム塩に変換され、アンモニアデソーバでは、アンモニウム塩の少なくとも一部は、アンモニアに変換され、ならびに水溶液はアブソーバとデソーバの間で循環される;水溶液の少なくとも一部をパージすること、ここで、水溶液のパージされる部分は、ギ酸、シュウ酸、フッ化物、塩化物、硫酸、および硫化物から選択される少なくとも1つの腐食促進イオンを含む;ならびに、置換水溶液をその水溶液に添加すること、ここで、置換水溶液は、水溶液のパージされる部分と比べて、該少なくとも1つの腐食促進イオンの低減された濃度を有する;ここで、パージングおよび置換は、水溶液中の少なくともギ酸イオンの濃度を約15wt%またはそれ未満で維持するのに十分である。
実施形態50は、列挙された全ての要素または選択肢が使用可能で、またはそこから選択されるように任意で構成された、実施形1〜49のいずれか一つまたは任意の組み合わせの装置または方法を提供する。
Claims (49)
- アンモニア抽出中の腐食を減少させる方法であって、
アンモニアアブソーバ、アンモニアデソーバ、および酸またはそのアンモニウム塩を含む水溶液を備えたアンモニア抽出機器を使用してアンモニアを抽出するプロセスを実施することと、
前記水溶液の少なくとも一部をパージすることと、
前記水溶液に置換水溶液を添加することとを含んでなるものであり、
前記水溶液のパージされた部分が、少なくとも1つの腐食促進イオンを含んでなり、
前記置換水溶液が、前記水溶液の前記パージされた部分と比べて、濃度が低減された前記少なくとも1つの腐食促進イオンを有するものである、方法。 - 前記置換水溶液が、前記少なくとも1つの腐食促進イオンを実質的に含まない、請求項1に記載の方法。
- 前記パージングおよび置換が、前記アンモニアデソーバおよび前記アンモニアデソーバのためのリボイラのうちの少なくとも1つの腐食を低減させるのに十分なものである、請求項1に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの腐食促進イオンが、ギ酸、シュウ酸、フッ化物、塩化物、硫酸、および硫化物から選択される、請求項1に記載の方法。
- 前記水溶液を前記アブソーバと前記デソーバの間で循環させる、請求項1に記載の方法。
- 前記デソーバにおいて、前記溶液中のアンモニウム塩を、アンモニアを含む生成混合物に変換する、請求項1に記載の方法。
- 前記アブソーバにおいて、前記アンモニアを、アンモニア含有ガスストリームから前記水溶液中にアンモニウム塩として抽出する、請求項1に記載の方法。
- 前記パージングおよび置換工程が、前記水溶液中の前記少なくとも1つの腐食促進イオンの濃度を所定の濃度以下で維持するのに十分である、請求項1に記載の方法。
- 前記パージングおよび置換が、前記アンモニアデソーバおよび前記アンモニアデソーバのためのリボイラのうちの少なくとも1つの腐食を低減させるのに十分なものであり、
前記水溶液中の前記少なくとも1つの腐食促進イオンの濃度を所定の濃度未満で前記維持することが、腐食の低減を起こさせるのに十分なものである、請求項8に記載の方法。 - 前記パージングおよび置換が、前記アンモニアデソーバおよび前記アンモニアデソーバのためのリボイラのうちの少なくとも1つの腐食を低減させるのに十分なものであり、
前記少なくとも1つの腐食促進イオンの濃度の維持が、腐食低減を有する前記アンモニア抽出機器上で腐食低減層を形成させるのに十分なものである、請求項8に記載の方法。 - 前記少なくとも1つの腐食促進イオンがギ酸である、請求項1に記載の方法。
- 前記パージングおよび置換工程が、前記水溶液中のギ酸イオンの濃度を約15wt%以下で維持するのに十分なものである、請求項4に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの腐食促進イオンがシュウ酸である、請求項1に記載の方法。
- 前記パージングおよび置換工程が、前記水溶液中のシュウ酸イオンの濃度を約0.4wt%以下で維持するのに十分なものである、請求項13に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの腐食促進イオンが硫酸である、請求項1に記載の方法。
- 前記パージングおよび置換工程が、前記水溶液中の硫酸イオンの濃度を約200ppm以下で維持するのに十分なものである、請求項15に記載の方法。
- 前記置換水溶液が、前記酸または前記酸の前記アンモニウム塩を含んでなる、請求項1に記載の方法。
- 水および前記酸または前記酸の前記アンモニウム塩を混合することにより前記置換水溶液を形成することをさらに含んでなる、請求項1に記載の方法。
- 固体アンモニウム塩を前記パージされた水溶液から価値のある材料として生成することをさらに含んでなり、
前記固体アンモニウム塩が前記酸の前記アンモニウム塩である、請求項1に記載の方法。 - 前記少なくとも1つの腐食促進イオンを、前記パージされた水溶液の少なくとも一部から実質的に除去することにより、前記置換水溶液を形成することをさらに含んでなる、請求項1に記載の方法。
- 前記パージングが、アンモニア吸収塔、アンモニア吸収塔頂部、アンモニア吸着塔底部、アンモニアストリッパー塔、アンモニアストリッパー塔頂部、アンモニアストリッパー塔底部、ストリッパー塔リボイラ、アンモニア凝縮器、蒸留カラム、アンモニア濃縮器、熱交換器、および移送配管から選択される少なくとも1つにおいて行われる、請求項1に記載の方法。
- 前記置換が、アンモニア吸収塔、アンモニア吸収塔頂部、アンモニア吸着塔底部、アンモニアストリッパー塔、アンモニアストリッパー塔頂部、アンモニアストリッパー塔底部、ストリッパー塔リボイラ、アンモニア凝縮器、蒸留カラム、アンモニア濃縮器、熱交換器、および移送配管から選択される少なくとも1つにおいて行われる、請求項1に記載の方法。
- 前記パージングが、前記デソーバから前記アブソーバに移動する水溶液約100lb〜約5,000lb毎に対して液体約1lbがパージされる平均速度で行われる、請求項1に記載の方法。
- 前記パージングが、前記デソーバから前記アブソーバに移動する水溶液約500lb〜約2000lb毎に対して液体約1lbがパージされる平均速度で行われる、請求項1に記載の方法。
- 前記置換が、前記デソーバから前記アブソーバに移動する水溶液約1,500〜約15,000lb毎に対して置換液体約1lbといった平均速度で行われる、請求項1に記載の方法。
- 前記置換が、前記デソーバから前記アブソーバに移動する水溶液約3000〜約6000lb毎に対して置換液体約1lbといった平均速度で行われる、請求項1に記載の方法。
- 前記アンモニアデソーバがストリッパー塔およびストリッパー塔リボイラを備えてなる、請求項1に記載の方法。
- 前記アンモニアデソーバの前記腐食が低減される、請求項3に記載の方法。
- 前記アンモニアアブソーバと前記アンモニアデソーバとの間の移送配管の腐食を低減する、請求項3に記載の方法。
- 前記酸がリン酸、硫酸、塩酸、硝酸、または酢酸である、請求項1に記載の方法。
- 前記アンモニウム塩がリン酸一アンモニウムまたはリン酸二アンモニウムである、請求項1に記載の方法。
- 前記腐食を低減させることが、前記パージングおよび前記置換を含まないアンモニア抽出プロセスにおいて対応する機器の腐食と比べて、腐食の速度または重大度の低減を含んでなる、請求項3に記載の方法。
- 前記アンモニア抽出機器が、アンモニア吸収塔、アンモニア吸収塔頂部、アンモニア吸着塔底部、アンモニアストリッパー塔、アンモニアストリッパー塔頂部、アンモニアストリッパー塔底部、ストリッパー塔リボイラ、アンモニア凝縮器、蒸留カラム、アンモニア濃縮器、熱交換器、および移送配管のうちの少なくとも1つを備えてなる、請求項1に記載の方法。
- 前記アンモニアを、ガス状または蒸気ストリームから抽出する、請求項1に記載の方法。
- 前記アンモニアを、シアン化水素生成プロセス、肥料生成プロセス、廃水精製プロセス、アンモニア生成プロセス、公害防止プロセス、化石燃料燃焼プロセス、コーク製造プロセス、家畜管理プロセス、または冷蔵プロセスから抽出する、請求項1に記載の方法。
- 前記アンモニア抽出プロセスが未反応アンモニアをシアン化水素生成プロセスから回収する、請求項1に記載の方法。
- 前記アンモニアを、シアン化水素を生成するためのアンドルソフ法から回収する、請求項1に記載の方法。
- 腐食低減を有する前記アンモニアデソーバおよび前記アンモニアデソーバのための前記リボイラのうちの前記少なくとも1つがステンレス鋼を含んでなる、請求項3に記載の方法。
- 腐食低減を有する前記アンモニアデソーバおよび前記アンモニアデソーバのための前記リボイラのうちの前記少なくとも1つが、オーステナイト鋼、フェライト鋼、マルテンサイト鋼、ステンレス鋼シリーズ(440A、440B、440C、440F、430、316、409、410、301、301LN、304L、304LN、304、304H、305、312、321、321H、316L、316、316LN、316Ti、316LN、317L、2304、2205、904L、1925hMo/6MO、254SMOシリーズ鋼を含む)、またはそれらの組み合わせを含んでなる、請求項3に記載の方法。
- 腐食低減を有する前記アンモニアデソーバおよび前記アンモニアデソーバのための前記リボイラのうちの前記少なくとも1つが、超合金、ニッケル−銅合金、モネル400、析出強化型ニッケル−鉄−クロム合金、インコロイブランド合金、インコロイ800シリーズ、オーステナイトニッケル−クロム系インコネルブランド合金、ニッケル−クロム−モリブデン合金、ハステロイブランド合金、ハステロイG−30、スーパーオーステナイトステンレス鋼、AL6XN、254SMO、904L、二相ステンレス鋼、2205、スーパー二相ステンレス鋼、2507、ニッケル系合金、C276、C22、C2000、600、625、800、825、チタン合金、ジルコニウム合金、Zr702、ハステロイ276、デュプレックス2205、スーパーデュプレックス2507、エブライト(Ebrite)26−1、エブライト(Ebrite)16−1、ハステロイ276、デュプレックス2205、316SS、316Lおよび304SS、ジルコニウム、ジルコニウムクラッド316、フェラリウム255、またはそれらの組み合わせを含んでなる、請求項3に記載の方法。
- 腐食低減を有する前記アンモニアデソーバおよび前記アンモニアデソーバのための前記リボイラのうちの前記少なくとも1つが、316Lオーステナイト鋼を含んでなる、請求項3に記載の方法。
- 制御装置を使用して、前記水溶液中の前記少なくとも1つの腐食促進イオンの濃度を所定の最高濃度未満で維持するように前記パージングまたは置換を制御することをさらに含んでなる、請求項1に記載の方法。
- 前記パージングおよび置換が、前記アンモニアデソーバおよび前記アンモニアデソーバのためのリボイラのうちの少なくとも1つの腐食を低減させるのに十分であり、かつ、
腐食低減を有する前記アンモニアデソーバおよび前記アンモニアデソーバのための前記リボイラのうちの前記少なくとも1つに起こった腐食の量を使用して、前記所定の最高濃度を決定することを含んでなる、請求項42に記載の方法。 - 前記起こった腐食の量が、視覚的に、または即時腐食速度測定により決定される、請求項43に記載の方法。
- 腐食の減少を伴うアンモニアを抽出するためのシステムであって、
アンモニアアブソーバ、アンモニアデソーバ、および酸またはそのアンモニウム塩を含む水溶液を備えたアンモニア抽出機器と、
アンモニアを含むガス状ストリームと、
循環される水溶液からのパージストリームと、及び
前記循環される水溶液への置換ストリームとを含んでなるものであり、
前記ガス状ストリームが、前記アンモニアアブソーバにおいて、前記ガス状ストリーム中の前記アンモニアの少なくとも一部をアンモニウム塩に変換し、
前記アンモニアデソーバにおいて、前記アンモニウム塩の少なくとも一部をアンモニアに変換し、かつ
前記水溶液を前記アブソーバと前記デソーバとの間で循環させるものであり、
前記循環される水溶液からのパージストリームが、ギ酸、シュウ酸、フッ化物、塩化物、硫酸、および硫化物から選択される少なくとも1つの腐食促進イオンを含む少なくとも一部の水溶液を含んでなり、
前記循環される水溶液への置換ストリームが、前記水溶液のパージされる部分と比べて、濃度が低減された前記少なくとも1つの腐食促進イオンを有するものである、システム。 - 前記パージングおよび置換が、前記アンモニアデソーバおよび前記アンモニアデソーバのためのリボイラのうちの少なくとも1つの腐食を低減させるのに十分なものである、請求項45に記載のシステム。
- 制御装置をさらに備えてなり、
前記制御装置が、前記水溶液中の前記少なくとも1つの腐食促進イオンの濃度を所定の最高濃度未満で維持するように前記パージングまたは置換を制御するものである、請求項45に記載のシステム。 - 腐食センサをさらに備えてなり、
前記腐食センサが、腐食速度を測定し、
前記腐食速度が、前記所定の最高濃度を決定するために使用される、請求項47に記載のシステム。 - アンモニア抽出中の腐食を減少させる方法であって、
未反応アンモニアを、シアン化水素を生成するためのアンドルソフ法からのガス状反応器排出ストリームから回収するためのプロセスを行うことと、
前記水溶液の少なくとも一部をパージすることと、及び
置換水溶液を前記水溶液に添加することとを含んでなるものであり、
前記プロセスが、アンモニアアブソーバ、アンモニアストリッパー塔およびアンモニアストリッパー塔リボイラを含むアンモニアデソーバ、ならびに酸またはそのアンモニウム塩を含む水溶液を含むアンモニア回収機器により行われるものであり、
前記アンモニアアブソーバにおいて、前記ガス状ストリーム中の前記アンモニアの少なくとも一部を、アンモニウム塩に変換し、
前記アンモニアデソーバにおいて、前記アンモニウム塩の少なくとも一部を、アンモニアに変換し、かつ
前記水溶液を前記アブソーバと前記デソーバとの間で循環させることを含んでなり、
前記水溶液のパージされる部分が、ギ酸、シュウ酸、フッ化物、塩化物、硫酸、および硫化物から選択される少なくとも1つの腐食促進イオンを含むものであり、
前記置換水溶液が、前記水溶液のパージされる部分と比べて、濃度が低減された前記少なくとも1つの腐食促進イオンを有するものであり、及び、
前記パージングおよび置換が、前記水溶液中の少なくともギ酸イオンの濃度を約15wt%以下で維持するのに十分なものである、方法。
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