JP6510257B2 - Purification method of nitrous oxide - Google Patents

Purification method of nitrous oxide Download PDF

Info

Publication number
JP6510257B2
JP6510257B2 JP2015024054A JP2015024054A JP6510257B2 JP 6510257 B2 JP6510257 B2 JP 6510257B2 JP 2015024054 A JP2015024054 A JP 2015024054A JP 2015024054 A JP2015024054 A JP 2015024054A JP 6510257 B2 JP6510257 B2 JP 6510257B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nitrous oxide
adsorption
soda lime
solid adsorbent
nitrogen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015024054A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2016147766A (en
Inventor
秀行 栗原
秀行 栗原
秀平 丸田
秀平 丸田
星野　恭之
恭之 星野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Showa Denko KK
Original Assignee
Showa Denko KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Showa Denko KK filed Critical Showa Denko KK
Priority to JP2015024054A priority Critical patent/JP6510257B2/en
Priority to KR1020150165517A priority patent/KR101812532B1/en
Publication of JP2016147766A publication Critical patent/JP2016147766A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6510257B2 publication Critical patent/JP6510257B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/10—Capture or disposal of greenhouse gases of nitrous oxide (N2O)
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/151—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/30—Improvements relating to adipic acid or caprolactam production
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)

Description

本発明は亜酸化窒素の精製方法に関する。   The present invention relates to a method of purifying nitrous oxide.

例えばアジピン酸や亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）の製造設備から排出される排ガスは亜酸化窒素を含有しているが、不純物として一酸化窒素、二酸化炭素等を含有している場合がある。そのため、排ガス中に含まれる亜酸化窒素を回収して利用するに際しては、亜酸化窒素から一酸化窒素、二酸化炭素等を分離して精製する必要がある。
特許文献１、２には、亜酸化窒素と一酸化窒素とを含有する混合ガスからゼオライトや活性炭を用いて亜酸化窒素を精製しつつ回収する技術が開示されている。これらの技術においては、亜酸化窒素をゼオライトや活性炭に吸着させた後に、ゼオライトや活性炭から亜酸化窒素を脱着させる工程を有している。 For example, the exhaust gas discharged from adipic acid and nitrous oxide (N 2 O) production equipment contains nitrous oxide, but may contain nitrogen monoxide, carbon dioxide and the like as impurities. Therefore, when recovering and utilizing nitrous oxide contained in the exhaust gas, it is necessary to separate and purify nitric oxide, carbon dioxide and the like from nitrous oxide.
Patent Literatures 1 and 2 disclose techniques for purifying and recovering nitrous oxide from a mixed gas containing nitrous oxide and nitric oxide using zeolite and activated carbon. In these techniques, after adsorbing nitrous oxide to zeolite or activated carbon, there is a step of desorbing nitrous oxide from zeolite or activated carbon.

しかしながら、多量の亜酸化窒素を精製する場合には、ゼオライトや活性炭等の吸着剤を多量に使用する必要があるため、精製設備のサイズが大きくなり不経済であるという問題があった。   However, in the case of purifying a large amount of nitrous oxide, it is necessary to use a large amount of an adsorbent such as zeolite or activated carbon, so there is a problem that the size of the purification equipment becomes large and it is uneconomical.

特開２００４−１０３９１号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 2004-10391 特開２００３−２７７０２７号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 2003-277027

そこで、本発明は、上記のような従来技術が有する問題点を解決し、多量の亜酸化窒素を精製する場合であっても経済的に精製可能な亜酸化窒素の精製方法を提供することを課題とする。   Therefore, it is an object of the present invention to solve the problems of the prior art as described above and to provide a purification method of nitrous oxide that can be economically purified even when purifying a large amount of nitrous oxide. It will be an issue.

前記課題を解決するため、本発明の一態様は以下の［１］〜［８］の通りである。
［１］ 二酸化炭素、二酸化窒素、一酸化窒素、及びアンモニアのうち少なくとも一種を不純物として含有する亜酸化窒素を、水酸化カルシウムを含有する固体状吸着剤を備える吸着塔に導入し、前記水酸化カルシウムを含有する固体状吸着剤に前記亜酸化窒素を接触させて、前記亜酸化窒素から前記不純物を除去する吸着工程を含む亜酸化窒素の精製方法。 In order to solve the above-mentioned subject, one mode of the present invention is as the following [1]-[8].
[1] Nitrous oxide containing at least one of carbon dioxide, nitrogen dioxide, nitric oxide, and ammonia as an impurity is introduced into an adsorption tower equipped with a solid adsorbent containing calcium hydroxide, and the aforementioned hydroxylation A purification method of nitrous oxide comprising an adsorption step of bringing the nitrous oxide into contact with a solid adsorbent containing calcium to remove the impurities from the nitrous oxide.

［２］ 前記吸着塔は、モレキュラーシーブ３Ａを含有する固体状吸着剤をさらに備え、前記吸着工程は、前記水酸化カルシウムを含有する固体状吸着剤及び前記モレキュラーシーブ３Ａを含有する固体状吸着剤に前記亜酸化窒素を接触させることを含む［１］に記載の亜酸化窒素の精製方法。
［３］ 前記亜酸化窒素を、前記水酸化カルシウムを含有する固体状吸着剤に接触させた後に、前記モレキュラーシーブ３Ａを含有する固体状吸着剤にさらに接触させる［２］に記載の亜酸化窒素の精製方法。 [2] The adsorption tower further comprises a solid adsorbent containing molecular sieve 3A, and the adsorption step comprises a solid adsorbent containing calcium hydroxide and a solid adsorbent containing molecular sieve 3A [4] The method of purifying nitrous oxide according to [1], comprising contacting the nitrous oxide with
[3] The nitrous oxide according to [2], wherein the nitrous oxide is contacted with the solid adsorbent containing calcium hydroxide and then contacted with the solid adsorbent containing the molecular sieve 3A. Purification method.

［４］ 前記吸着塔は、過マンガン酸アルカリ金属塩を含有する固体状吸着剤をさらに備え、前記吸着工程は、前記水酸化カルシウムを含有する固体状吸着剤、前記モレキュラーシーブ３Ａを含有する固体状吸着剤、及び前記過マンガン酸アルカリ金属塩を含有する固体状吸着剤に前記亜酸化窒素を接触させることを含む［２］又は［３］に記載の亜酸化窒素の精製方法。 [4] The adsorption tower further comprises a solid adsorbent containing an alkali metal salt of permanganate, and the adsorption step is a solid adsorbent containing the calcium hydroxide, a solid containing the molecular sieve 3A [2] or [3] the purification method of nitrous oxide according to [2] or [3], which comprises contacting the nitrous oxide with a solid adsorbent containing an alkaline adsorbent and an alkali metal salt of permanganate.

［５］ 前記亜酸化窒素を、前記水酸化カルシウムを含有する固体状吸着剤に接触させた後に、前記過マンガン酸アルカリ金属塩を含有する固体状吸着剤にさらに接触させ、さらにその後に前記モレキュラーシーブ３Ａを含有する固体状吸着剤に接触させる［４］に記載の亜酸化窒素の精製方法。
［６］ 前記吸着工程を加圧条件下で行う［１］〜［５］のいずれか一項に記載の亜酸化窒素の精製方法。 [5] The nitrous oxide is brought into contact with the solid adsorbent containing calcium hydroxide, and is further brought into contact with the solid adsorbent containing alkali metal salt of permanganate; The purification method of nitrous oxide according to [4], which is contacted with a solid adsorbent containing sieve 3A.
[6] The method for purifying nitrous oxide according to any one of [1] to [5], wherein the adsorption step is performed under pressurized conditions.

［７］ 前記亜酸化窒素を蒸留する蒸留工程をさらに含む［１］〜［６］のいずれか一項に記載の亜酸化窒素の精製方法。
［８］ 前記亜酸化窒素が窒素及び酸素の少なくとも一方を不純物としてさらに含有し、前記蒸留工程は、窒素及び酸素の少なくとも一方を除去することを含む［７］に記載の亜酸化窒素の精製方法。 [7] The method for purifying nitrous oxide according to any one of [1] to [6], further comprising a distillation step of distilling the nitrous oxide.
[8] The method for purifying nitrous oxide according to [7], wherein the nitrous oxide further contains at least one of nitrogen and oxygen as an impurity, and the distillation step includes removing at least one of nitrogen and oxygen. .

本発明によれば、多量の亜酸化窒素を精製する場合であっても、亜酸化窒素を経済的に精製可能である。   According to the present invention, even when purifying a large amount of nitrous oxide, nitrous oxide can be purified economically.

第一実施形態に係る亜酸化窒素の精製方法において使用される精製設備の概略図である。It is the schematic of the purification installation used in the purification method of the nitrous oxide which concerns on 1st embodiment. 第二及び第三実施形態に係る亜酸化窒素の精製方法において使用される精製設備の概略図である。It is the schematic of the purification installation used in the purification method of the nitrous oxide which concerns on 2nd and 3rd embodiment. 第四及び第五実施形態に係る亜酸化窒素の精製方法において使用される精製設備の概略図である。It is the schematic of the purification installation used in the purification method of the nitrous oxide which concerns on 4th and 5th embodiment. 第六実施形態に係る亜酸化窒素の精製方法において使用される精製設備の概略図である。It is the schematic of the purification installation used in the purification method of the nitrous oxide which concerns on 6th embodiment.

本発明者らが鋭意検討した結果、不純物を含有する粗亜酸化窒素を精製して精亜酸化窒素を製造するに際して、亜酸化窒素を吸着剤に吸着させることなく不純物のみを吸着剤に吸着させて不純物を除去する精製方法を見出し、本発明を完成するに至った。以下、本発明の一実施形態について詳細に説明する。なお、これ以降の説明で参照する各図においては、同一又は相当する部分には同一の符号を付してある。   As a result of intensive investigations conducted by the present inventors, when producing crude nitrous oxide by purifying crude nitrous oxide containing impurities, only the impurities are adsorbed onto the adsorbent without adsorbing nitrous oxide to the adsorbent. As a result, they have found a purification method for removing impurities and completed the present invention. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail. In the drawings referred to in the following description, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals.

二酸化炭素（ＣＯ２）、二酸化窒素（ＮＯ２）、一酸化窒素（ＮＯ）、及びアンモニア（ＮＨ３）のうち少なくとも一種を不純物として含有する粗亜酸化窒素ガスを、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）を含有する固体状吸着剤を備える吸着塔に導入し、水酸化カルシウムを含有する固体状吸着剤に粗亜酸化窒素ガスを接触させると、粗亜酸化窒素ガスから不純物を除去して精亜酸化窒素ガスを製造することができる。 Crude nitrous oxide gas containing at least one of carbon dioxide (CO 2 ), nitrogen dioxide (NO 2 ), nitrogen monoxide (NO), and ammonia (NH 3 ) as an impurity, calcium hydroxide (Ca (OH (OH) 2 ) When the crude nitrous oxide gas is brought into contact with the solid adsorbent containing calcium hydroxide, the impurities are removed from the crude nitrous oxide gas by introducing it into the adsorption tower provided with the solid adsorbent containing the 2 ). It is possible to produce semio nitric oxide gas.

このような吸着工程を含む精製方法は、水酸化カルシウムを含有する固体状吸着剤に亜酸化窒素は吸着されず不純物のみが吸着されるので、亜酸化窒素を吸着剤から脱着する工程がなく、多量の亜酸化窒素を精製する場合であっても多量の吸着剤を使用する必要がない。よって、精製設備のサイズが大きくなることがなく、亜酸化窒素の精製を経済的且つ工業的に行うことができる。   In a purification method including such an adsorption step, since nitrous oxide is not adsorbed to the solid adsorbent containing calcium hydroxide and only impurities are adsorbed, there is no step of desorbing nitrous oxide from the adsorbent, Even when purifying a large amount of nitrous oxide, it is not necessary to use a large amount of adsorbent. Therefore, purification of nitrous oxide can be performed economically and industrially without increasing the size of the purification equipment.

また、亜酸化窒素をアルカリ性吸収水に通し、不純物をアルカリ性吸収水に吸収させることにより亜酸化窒素の精製を行う方法として、アルカリスクラバー法が知られているが、この方法には、亜酸化窒素は水への溶解度が高いためアルカリ性吸収水に溶解した分の損失が生じるという問題があった。さらに、アルカリ性吸収水のｐＨの調整や水位レベルの調整が必要であるため、アルカリスクラバー法は精製作業が繁雑であるという問題があった。しかしながら、水酸化カルシウムを含有する固体状吸着剤を用いる上記精製方法であれば、亜酸化窒素の損失の問題や精製作業の繁雑さの問題が生じるおそれがない。   In addition, an alkaline scrubber method is known as a method of purifying nitrous oxide by passing nitrous oxide through alkaline absorbed water and absorbing impurities into alkaline absorbed water. There is a problem that, since the solubility in water is high, there is a loss of the component dissolved in the alkaline absorbed water. Furthermore, since it is necessary to adjust the pH of the alkaline absorbed water and the water level, there is a problem that the alkaline scrubber method is complicated in purification work. However, in the case of the above purification method using a solid adsorbent containing calcium hydroxide, there is no possibility that the problem of the loss of nitrous oxide or the problem of complication of purification work will occur.

このような精製方法により、純度９９．９９９体積％以上の高純度の亜酸化窒素を製造することができる。製造された高純度の亜酸化窒素は、例えば麻酔等に使用される笑気ガスの原料として使用することができる。また、半導体向け、例えば半導体製造工程における絶縁酸化膜用のガスとして使用することができる。   By such a purification method, highly pure nitrous oxide having a purity of 99.999% by volume or more can be produced. The produced high purity nitrous oxide can be used, for example, as a raw material of a laughing gas used for anesthesia and the like. Moreover, it can be used as a gas for semiconductors, for example, an insulating oxide film in a semiconductor manufacturing process.

水酸化カルシウムを含有する固体状吸着剤中の水酸化カルシウムの含有量は、７０質量％以上としてもよい。また、水酸化カルシウムを含有する固体状吸着剤は、水酸化カルシウムとともにアルカリ金属塩を含有していてもよい。アルカリ金属塩の種類は特に限定されるものではないが、例えば水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）があげられる。水酸化カルシウムを含有する固体状吸着剤中のアルカリ金属塩の含有量は、１質量％以上５質量％以下とすることができる。さらに、水酸化カルシウムを含有する固体状吸着剤は、水酸化カルシウムとともに水を含有していてもよい。水酸化カルシウムを含有する固体状吸着剤中の水の含有量は、１２質量％以上２５質量％以下とすることができる。   The content of calcium hydroxide in the solid adsorbent containing calcium hydroxide may be 70% by mass or more. In addition, the solid adsorbent containing calcium hydroxide may contain an alkali metal salt together with calcium hydroxide. The type of alkali metal salt is not particularly limited, and examples thereof include sodium hydroxide (NaOH) and potassium hydroxide (KOH). The content of the alkali metal salt in the solid adsorbent containing calcium hydroxide can be 1% by mass or more and 5% by mass or less. Furthermore, the solid adsorbent containing calcium hydroxide may contain water together with calcium hydroxide. The content of water in the solid adsorbent containing calcium hydroxide can be 12% by mass or more and 25% by mass or less.

水酸化カルシウムを含有する固体状吸着剤の例としては、ソーダライムがあげられる。ソーダライムは、例えば、水酸化カルシウムを８０質量％、水酸化ナトリウムを５質量％、水を１５質量％含有している。また、ソーダライムは、粒径５ｍｍ以下、特に粒径１．５ｍｍ以上３．５ｍｍ以下の粒状のものを用いることが好ましい。具体例としては、矢橋工業株式会社製ソーダライム矢橋１号（商品名）や、和光純薬株式会社製ワコーライム（登録商標）があげられる。   Examples of solid adsorbents containing calcium hydroxide include soda lime. Soda lime contains, for example, 80% by mass of calcium hydroxide, 5% by mass of sodium hydroxide, and 15% by mass of water. Further, it is preferable to use soda lime having a particle size of 5 mm or less, in particular, a particle size of 1.5 mm or more and 3.5 mm or less. Specific examples thereof include soda lime Yabashi No. 1 (trade name) manufactured by Yabashi Kogyo Co., Ltd., and Wakolime (registered trademark) manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.

なお、吸着塔には、水酸化カルシウムを含有する固体状吸着剤とともに、モレキュラーシーブ３Ａを含有する固体状吸着剤を装填してもよい。モレキュラーシーブ３Ａを含有する固体状吸着剤の具体例としては、ユニオン昭和株式会社製のモレキュラーシーブ３Ａ（ＭＳ−３Ａ）があげられる。
また、吸着塔には、水酸化カルシウムを含有する固体状吸着剤及びモレキュラーシーブ３Ａを含有する固体状吸着剤とともに、過マンガン酸アルカリ金属塩を含有する固体状吸着剤を装填してもよい。 The adsorption tower may be charged with a solid adsorbent containing molecular sieve 3A together with a solid adsorbent containing calcium hydroxide. As a specific example of the solid adsorbent containing the molecular sieve 3A, a molecular sieve 3A (MS-3A) manufactured by Union Showa Co., Ltd. can be mentioned.
In addition to the solid adsorbent containing calcium hydroxide and the solid adsorbent containing molecular sieve 3A, the adsorption column may be charged with a solid adsorbent containing alkali metal salt of permanganate.

過マンガン酸アルカリ金属塩を含有する固体状吸着剤は、過マンガン酸アルカリ金属塩を１０質量％以上含有していてもよい。さらに、水を１０質量％以上含有していてもよい。過マンガン酸アルカリ金属塩のアルカリ金属の種類は特に限定されるものではなく、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）等があげられる。   The solid adsorbent containing a permanganate alkali metal salt may contain 10% by mass or more of a permanganate alkali metal salt. Furthermore, 10 mass% or more of water may be contained. The type of alkali metal of the permanganate alkali metal salt is not particularly limited, and examples thereof include lithium (Li), sodium (Na), potassium (K) and rubidium (Rb).

過マンガン酸アルカリ金属塩を含有する固体状吸着剤の具体例としては、ピュラフィル社製のＰｕｒａｆｉｌ ＳＰ（登録商標）があげられる。Ｐｕｒａｆｉｌ ＳＰは、５５質量％の活性アルミナからなる担体に１５質量％の過マンガン酸ナトリウムを担持し、３０質量％の水を含ませたものである。   Specific examples of solid adsorbents containing alkali metal salts of permanganate include Purafil SP (registered trademark) manufactured by Purafil. Purafil SP is a carrier consisting of 55% by weight of activated alumina supporting 15% by weight of sodium permanganate and containing 30% by weight of water.

〔第一実施形態〕
以下に、二酸化炭素を不純物として含有する粗亜酸化窒素ガスを、固体状のソーダライムを備える吸着塔に導入し、固体状のソーダライムに粗亜酸化窒素ガスを接触させて、粗亜酸化窒素ガスから二酸化炭素を除去して精亜酸化窒素ガスを製造する例について説明する。 First Embodiment
In the following, crude nitrous oxide gas containing carbon dioxide as an impurity is introduced into an adsorption tower equipped with solid soda lime, and crude nitrous oxide gas is brought into contact with solid soda lime to obtain crude nitrous oxide. An example of removing carbon dioxide from gas to produce purified nitrous oxide gas will be described.

水酸化カルシウムを含有する固体状吸着剤としてソーダライムを用いた場合には、下記の反応式に示すような反応により二酸化炭素が吸着される。
Ｈ２Ｏ ＋ ＣＯ２ → Ｈ２ＣＯ３
Ｈ２ＣＯ３ ＋ Ｃａ（ＯＨ）２ → ＣａＣＯ３ ＋ ２Ｈ２Ｏ
さらに水酸化ナトリウムの存在下においては、下記の反応式に示すような反応により二酸化炭素が吸着される。 When soda lime is used as a solid adsorbent containing calcium hydroxide, carbon dioxide is adsorbed by a reaction as shown in the following reaction formula.
H 2 O + CO 2 → H 2 CO 3
H 2 CO 3 + Ca (OH) 2 → CaCO 3 + 2H 2 O
Further, in the presence of sodium hydroxide, carbon dioxide is adsorbed by a reaction as shown in the following reaction formula.

Ｈ２Ｏ ＋ ＣＯ２ → Ｈ２ＣＯ３
Ｈ２ＣＯ３ ＋ ２ＮａＯＨ → Ｎａ２ＣＯ３ ＋ ２Ｈ２Ｏ
Ｎａ２ＣＯ３ ＋ Ｃａ（ＯＨ）２ → ＣａＣＯ３ ＋ ２ＮａＯＨ
ソーダライムに含まれる水に二酸化炭素が溶解することによって炭酸が生じ、炭酸は水酸化ナトリウムや水酸化カルシウムによって逐次的に中和される。したがって、ソーダライムの含水量が多い方が、二酸化炭素の除去能力が高い。 H 2 O + CO 2 → H 2 CO 3
H 2 CO 3 + 2 NaOH → Na 2 CO 3 + 2H 2 O
Na 2 CO 3 + Ca (OH) 2 → CaCO 3 + 2 NaOH
Carbon dioxide is generated by dissolving carbon dioxide in water contained in soda lime, and carbon dioxide is sequentially neutralized by sodium hydroxide and calcium hydroxide. Therefore, the higher the water content of soda lime, the higher the carbon dioxide removal capacity.

亜酸化窒素中に不純物として含有される二酸化炭素の含有量は１０００体積ｐｐｍ未満であることが好ましく、水酸化カルシウムを含有する固体状吸着剤の寿命と精亜酸化窒素の生産効率の両者を有利にするためには３００体積ｐｐｍ未満であることがより好ましい。二酸化炭素の含有量が１０００体積ｐｐｍ以上である場合は、水酸化カルシウムを含有する固体状吸着剤の吸着塔への装填量を多くする必要がある場合がある。   The content of carbon dioxide contained as an impurity in nitrous oxide is preferably less than 1000 ppm by volume, and it is advantageous to have both the life of the solid adsorbent containing calcium hydroxide and the production efficiency of nitrous oxide. It is more preferable to be less than 300 ppm by volume to achieve When the content of carbon dioxide is 1,000 ppm by volume or more, it may be necessary to increase the loading amount of the solid adsorbent containing calcium hydroxide into the adsorption tower.

二酸化炭素の吸着は、５０℃未満の温度で行うことが好ましく、５℃以上３０℃以下の温度で行うことがより好ましい。温度が５０℃未満であれば、ソーダライムの脱水が加速されにくくソーダライムの寿命が長寿命となる。
また、二酸化炭素の吸着時における亜酸化窒素の線速度（Ｌｉｎｅａｒ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ：ＬＶ）は０．３ｍ／ｍｉｎ以下であることが好ましく、０．１５ｍ／ｍｉｎ以上０．２６ｍ／ｍｉｎ以下であることがより好ましい。さらに、二酸化炭素の吸着時における亜酸化窒素の空間速度（Ｓｐａｃｅ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ：ＳＶ）は９３以下であることが好ましく、４６以上７９以下であることがより好ましい。なお、空間速度とは、吸着剤を通過する気体の単位時間当たりの通気量を吸着剤の体積で除したものである。 The adsorption of carbon dioxide is preferably performed at a temperature of less than 50 ° C., and more preferably at a temperature of 5 ° C. or more and 30 ° C. or less. If the temperature is less than 50 ° C., dehydration of soda lime is difficult to accelerate and soda lime has a long life.
The linear velocity (Linear Velocity: LV) of nitrous oxide at the time of carbon dioxide adsorption is preferably 0.3 m / min or less, and more preferably 0.15 m / min or more and 0.26 m / min or less preferable. Furthermore, the space velocity (Space Velocity: SV) of nitrous oxide at the time of carbon dioxide adsorption is preferably 93 or less, and more preferably 46 or more and 79 or less. In addition, space velocity is what divided the volume of the adsorbent of the ventilation amount per unit time of the gas which passes an adsorbent.

さらに、二酸化炭素の吸着は加圧条件下で行うことが好ましく、３ＭＰａ以上の加圧条件下で行うことがより好ましく、３．５ＭＰａ以上６ＭＰａ以下の加圧条件下で行うことがさらに好ましい。二酸化炭素の吸着を加圧条件下で行うことによって、粗亜酸化窒素が吸着塔内に滞留する時間を増加させることができるため（すなわち、線速度や空間速度を小さくすることができるため）、吸着効率や吸着剤寿命の点で有利となる。   Furthermore, adsorption of carbon dioxide is preferably performed under pressurized conditions, more preferably performed under pressurized conditions of 3 MPa or more, and still more preferably performed under pressurized conditions of 3.5 MPa or more and 6 MPa or less. Since adsorption of carbon dioxide under pressurized conditions can increase the retention time of crude nitrous oxide in the adsorption column (ie, linear velocity and space velocity can be reduced), It is advantageous in terms of adsorption efficiency and adsorbent life.

次に、図１に示す精製設備を用いて、加圧条件下で粗亜酸化窒素の精製を行う方法を説明する。図１の精製設備は、ソーダライムを装填した吸着塔１０を備えている。不純物として二酸化炭素を含有する粗亜酸化窒素を加圧状態で吸着塔１０に導入すると、粗亜酸化窒素中の二酸化炭素がソーダライムに吸着され、純度が例えば９９．９９９体積％以上の精亜酸化窒素が吸着塔１０から排出される。   Next, a method of purifying crude nitrous oxide under pressurized conditions using the purification equipment shown in FIG. 1 will be described. The purification facility of FIG. 1 includes an adsorption tower 10 loaded with soda lime. When crude nitrous oxide containing carbon dioxide as an impurity is introduced into the adsorption tower 10 in a pressurized state, carbon dioxide in the crude nitrous oxide is adsorbed by soda lime, and the purity is, for example, 99.999% by volume or more Nitrogen oxide is discharged from the adsorption tower 10.

〔第二実施形態〕
以下に、アンモニアを不純物として含有する粗亜酸化窒素ガスを、ソーダライム及びモレキュラーシーブ３Ａを備える吸着塔に導入し、ソーダライム及びモレキュラーシーブ３Ａに粗亜酸化窒素ガスを接触させて、粗亜酸化窒素ガスからアンモニアを除去して精亜酸化窒素ガスを製造する例について説明する。 Second Embodiment
In the following, crude nitrous oxide gas containing ammonia as an impurity is introduced into an adsorption tower provided with soda lime and molecular sieve 3A, and crude nitrous oxide gas is brought into contact with soda lime and molecular sieve 3A to produce crude nitrous oxide. An example in which ammonia is removed from nitrogen gas to produce purified nitrous oxide gas will be described.

亜酸化窒素中に不純物として含有されるアンモニアの含有量は２５体積ｐｐｍ未満であることが好ましく、吸着剤の寿命と精亜酸化窒素の生産効率の両者を有利にするためには１体積ｐｐｍ未満とすることがより好ましい。アンモニアの含有量が２５体積ｐｐｍ以上である場合は、吸着剤の吸着塔への装填量を多くする必要がある場合がある。
また、ソーダライムとモレキュラーシーブ３Ａとの比率は、処理する粗亜酸化窒素の組成にもよるが、ソーダライム：モレキュラーシーブ３Ａ＝１：１〜１：５（質量比）とすることが好ましい。 The content of ammonia contained as an impurity in nitrous oxide is preferably less than 25 ppm by volume, and is preferably less than 1 ppm by volume to make the life of the adsorbent and the production efficiency of purified nitrous oxide favorable. It is more preferable to When the content of ammonia is 25 ppm by volume or more, it may be necessary to increase the loading amount of the adsorbent into the adsorption tower.
The ratio of soda lime to molecular sieve 3A is preferably soda lime: molecular sieve 3A = 1: 1 to 1: 5 (mass ratio), although it depends on the composition of crude nitrous oxide to be treated.

さらに、アンモニアを不純物として含有する粗亜酸化窒素は、ソーダライムに接触させた後にモレキュラーシーブ３Ａにさらに接触させることが好ましい。
アンモニアの吸着は、５０℃未満の温度で行うことが好ましく、５℃以上３０℃以下の温度で行うことがより好ましい。温度が５０℃未満であれば、ソーダライムの脱水が加速されにくくソーダライムの寿命が長寿命となる。 Furthermore, crude nitrous oxide containing ammonia as an impurity is preferably contacted with soda lime and then further contacted with molecular sieve 3A.
The adsorption of ammonia is preferably performed at a temperature of less than 50 ° C., more preferably at a temperature of 5 ° C. or more and 30 ° C. or less. If the temperature is less than 50 ° C., dehydration of soda lime is difficult to accelerate and soda lime has a long life.

また、アンモニアの吸着時における亜酸化窒素の線速度は０．３ｍ／ｍｉｎ以下であることが好ましく、０．１５ｍ／ｍｉｎ以上０．２６ｍ／ｍｉｎ以下であることがより好ましい。さらに、アンモニアの吸着時における亜酸化窒素の空間速度は９３以下であることが好ましく、４６以上７９以下であることがより好ましい。
さらに、アンモニアの吸着は加圧条件下で行うことが好ましく、３ＭＰａ以上の加圧条件下で行うことがより好ましく、３．５ＭＰａ以上６ＭＰａ以下の加圧条件下で行うことがさらに好ましい。アンモニアの吸着を加圧条件下で行うことによって、粗亜酸化窒素が吸着塔内に滞留する時間を増加させることができるため（すなわち、線速度や空間速度を小さくすることができるため）、吸着効率や吸着剤寿命の点で有利となる。 Further, the linear velocity of nitrous oxide at the time of adsorption of ammonia is preferably 0.3 m / min or less, more preferably 0.15 m / min or more and 0.26 m / min or less. Furthermore, the space velocity of nitrous oxide at the time of adsorption of ammonia is preferably 93 or less, and more preferably 46 or more and 79 or less.
Furthermore, the adsorption of ammonia is preferably performed under pressure, more preferably under 3 MPa or more, and still more preferably under 3.5 MPa or more and 6 MPa or less. By performing adsorption of ammonia under pressurized conditions, it is possible to increase the retention time of crude nitrous oxide in the adsorption column (that is, because linear velocity and space velocity can be reduced), adsorption It is advantageous in terms of efficiency and adsorbent life.

次に、図２に示す精製設備を用いて、加圧条件下で粗亜酸化窒素の精製を行う方法を説明する。図２の精製設備は、ソーダライムを装填した吸着塔１０及びモレキュラーシーブ３Ａを装填した吸着塔２０を備えている。不純物としてアンモニアを含有する粗亜酸化窒素を加圧状態で吸着塔１０に導入し、続いて吸着塔２０に導入すると、純度が例えば９９．９９９体積％以上の精亜酸化窒素が吸着塔２０から排出される。なお、ソーダライムから水が放出される場合があるが、水はモレキュラーシーブ３Ａにより吸着されるため、高純度の精亜酸化窒素が吸着塔２０から排出される。   Next, a method of purifying crude nitrous oxide under pressurized conditions using the purification equipment shown in FIG. 2 will be described. The purification facility of FIG. 2 includes an adsorption tower 10 loaded with soda lime and an adsorption tower 20 loaded with molecular sieve 3A. When crude nitrous oxide containing ammonia as an impurity is introduced into the adsorption tower 10 in a pressurized state and then introduced into the adsorption tower 20, the purified nitrous oxide having a purity of, for example, 99.999% by volume or more is removed from the adsorption tower 20 Exhausted. Although water may be released from soda lime, since water is adsorbed by the molecular sieve 3A, highly pure semi-nitrous oxide is discharged from the adsorption tower 20.

〔第三実施形態〕
以下に、二酸化炭素、二酸化窒素、及び一酸化窒素を不純物として含有する粗亜酸化窒素ガスを、ソーダライム及びモレキュラーシーブ３Ａを備える吸着塔に導入し、ソーダライム及びモレキュラーシーブ３Ａに粗亜酸化窒素ガスを接触させて、粗亜酸化窒素ガスから二酸化炭素、二酸化窒素、及び一酸化窒素を除去して精亜酸化窒素ガスを製造する例について説明する。 Third Embodiment
In the following, crude nitrous oxide gas containing carbon dioxide, nitrogen dioxide and nitric oxide as impurities is introduced into an adsorption tower equipped with soda lime and molecular sieve 3A, soda lime and molecular sieve 3A are crude nitrous oxide An example will be described in which a gas is brought into contact to remove carbon dioxide, nitrogen dioxide and nitrogen monoxide from crude nitrous oxide gas to produce purified nitrous oxide gas.

二酸化炭素は、第一実施形態と同様にソーダライムによって粗亜酸化窒素ガスから除去される。一方、二酸化窒素及び一酸化窒素は、下記の反応式に示すような反応によりソーダライムに吸着されて粗亜酸化窒素ガスから除去される。
３ＮＯ２ ＋ Ｈ２Ｏ → ２ＨＮＯ３ ＋ ＮＯ
Ｃａ（ＯＨ）２ ＋ ２ＨＮＯ３ → Ｃａ（ＮＯ３）２ ＋ ２Ｈ２Ｏ
Ｃａ（ＮＯ３）２ ＋ ２ＮＯ → Ｃａ（ＮＯ２）２ ＋ ２ＮＯ２ Carbon dioxide is removed from crude nitrous oxide gas by soda lime as in the first embodiment. On the other hand, nitrogen dioxide and nitrogen monoxide are adsorbed to soda lime by a reaction as shown in the following reaction formula and removed from crude nitrous oxide gas.
3NO 2 + H 2 O → 2HNO 3 + NO
Ca (OH) 2 + 2HNO 3 → Ca (NO 3 ) 2 + 2H 2 O
Ca (NO 3 ) 2 + 2 NO → Ca (NO 2 ) 2 + 2 NO 2

ソーダライムに含有される水に二酸化窒素が溶解することによって硝酸が生成し、硝酸は水酸化カルシウムと反応して硝酸カルシウムが生成する。一酸化窒素は硝酸カルシウムによって二酸化窒素に酸化され、硝酸カルシウムは亜硝酸カルシウムとなる。
粗亜酸化窒素中に不純物として含有される二酸化炭素の含有量は、前述の通り、１０００体積ｐｐｍ未満であることが好ましく、３００体積ｐｐｍ未満であることがより好ましい。 By dissolving nitrogen dioxide in water contained in soda lime, nitric acid is formed, and nitric acid reacts with calcium hydroxide to form calcium nitrate. Nitrogen monoxide is oxidized to nitrogen dioxide by calcium nitrate, and calcium nitrate becomes calcium nitrite.
As described above, the content of carbon dioxide contained as an impurity in crude nitrous oxide is preferably less than 1000 ppm by volume, and more preferably less than 300 ppm by volume.

また、粗亜酸化窒素中に不純物として含有される二酸化窒素の含有量は、３０体積ｐｐｍ未満であることが好ましく、ソーダライムの寿命と精亜酸化窒素の生産効率の両者を有利にするためには１体積ｐｐｍ未満であることがより好ましい。二酸化窒素の含有量が３０体積ｐｐｍ以上である場合、ソーダライムの吸着塔への装填量を多くする必要がある場合がある。   In addition, the content of nitrogen dioxide contained as an impurity in crude nitrous oxide is preferably less than 30 ppm by volume, in order to make both the life of soda lime and the production efficiency of purified nitrous oxide advantageous. Is more preferably less than 1 ppm by volume. When the content of nitrogen dioxide is 30 ppm by volume or more, it may be necessary to increase the loading amount of soda lime into the adsorption tower.

さらに、粗亜酸化窒素中に不純物として含有される一酸化窒素の含有量は、１０体積ｐｐｍ未満であることが好ましく、ソーダライムの寿命と精亜酸化窒素の生産効率の両者を有利にするためには１体積ｐｐｍ未満であることがより好ましい。一酸化窒素の含有量が１０体積ｐｐｍ以上である場合、ソーダライムの吸着塔への装填量を多くする必要がある場合がある。   Furthermore, the content of nitric oxide contained as an impurity in crude nitrous oxide is preferably less than 10 ppm by volume, in order to make the life of soda lime and the production efficiency of purified nitrous oxide advantageous. Is more preferably less than 1 ppm by volume. When the content of nitrogen monoxide is 10 ppm by volume or more, it may be necessary to increase the loading amount of soda lime into the adsorption tower.

また、ソーダライムとモレキュラーシーブ３Ａとの比率は、処理する粗亜酸化窒素の組成にもよるが、ソーダライム：モレキュラーシーブ３Ａ＝１：１〜１：５（質量比）とすることが好ましい。
さらに、二酸化炭素、二酸化窒素、及び一酸化窒素を不純物として含有する粗亜酸化窒素は、ソーダライムに接触させた後にモレキュラーシーブ３Ａにさらに接触させることが好ましい。 The ratio of soda lime to molecular sieve 3A is preferably soda lime: molecular sieve 3A = 1: 1 to 1: 5 (mass ratio), although it depends on the composition of crude nitrous oxide to be treated.
Furthermore, crude nitrous oxide containing carbon dioxide, nitrogen dioxide, and nitric oxide as impurities is preferably contacted with soda lime and then further contacted with molecular sieve 3A.

二酸化炭素、二酸化窒素、及び一酸化窒素の吸着は、５０℃未満の温度で行うことが好ましく、５℃以上３０℃以下の温度で行うことがより好ましい。温度が５０℃未満であれば、ソーダライムの脱水が加速されにくくソーダライムの寿命が長寿命となる。
また、二酸化炭素、二酸化窒素、及び一酸化窒素の吸着時における亜酸化窒素の線速度は０．３ｍ／ｍｉｎ以下であることが好ましく、０．１５ｍ／ｍｉｎ以上０．２６ｍ／ｍｉｎ以下であることがより好ましい。さらに、二酸化炭素、二酸化窒素、及び一酸化窒素の吸着時における亜酸化窒素の空間速度は９３以下であることが好ましく、４６以上７９以下であることがより好ましい。 The adsorption of carbon dioxide, nitrogen dioxide and nitrogen monoxide is preferably performed at a temperature of less than 50 ° C., and more preferably at a temperature of 5 ° C. or more and 30 ° C. or less. If the temperature is less than 50 ° C., dehydration of soda lime is difficult to accelerate and soda lime has a long life.
The linear velocity of nitrous oxide at the time of adsorption of carbon dioxide, nitrogen dioxide and nitrogen monoxide is preferably 0.3 m / min or less, and is 0.15 m / min or more and 0.26 m / min or less Is more preferred. Furthermore, the space velocity of nitrous oxide at the time of adsorption of carbon dioxide, nitrogen dioxide and nitrogen monoxide is preferably 93 or less, and more preferably 46 or more and 79 or less.

さらに、二酸化炭素、二酸化窒素、及び一酸化窒素の吸着は加圧条件下で行うことが好ましく、３ＭＰａ以上の加圧条件下で行うことがより好ましく、３．５ＭＰａ以上６ＭＰａ以下の加圧条件下で行うことがさらに好ましい。二酸化炭素、二酸化窒素、及び一酸化窒素の吸着を加圧条件下で行うことによって、粗亜酸化窒素が吸着塔内に滞留する時間を増加させることができるため（すなわち、線速度や空間速度を小さくすることができるため）、吸着効率や吸着剤寿命の点で有利となる。   Furthermore, adsorption of carbon dioxide, nitrogen dioxide, and nitrogen monoxide is preferably performed under pressurized conditions, more preferably performed under pressurized conditions of 3 MPa or more, and pressurized conditions of 3.5 MPa or more and 6 MPa or less More preferably, Since adsorption of carbon dioxide, nitrogen dioxide and nitrogen monoxide under pressurized conditions can increase the retention time of crude nitrous oxide in the adsorption column (ie, linear velocity and space velocity Since it can be made smaller), it is advantageous in terms of adsorption efficiency and adsorbent life.

次に、図２に示す精製設備を用いて、加圧条件下で粗亜酸化窒素の精製を行う方法を説明する。不純物として二酸化炭素、二酸化窒素、及び一酸化窒素を含有する粗亜酸化窒素を加圧状態で吸着塔１０に導入すると、純度が例えば９９．９９９体積％以上の精亜酸化窒素が吸着塔２０から排出される。なお、ソーダライムから水が放出される場合があるが、水はモレキュラーシーブ３Ａにより吸着されるため、高純度の精亜酸化窒素が吸着塔２０から排出される。   Next, a method of purifying crude nitrous oxide under pressurized conditions using the purification equipment shown in FIG. 2 will be described. When crude nitrous oxide containing carbon dioxide, nitrogen dioxide, and nitric oxide as impurities is introduced into the adsorption tower 10 in a pressurized state, nitrogen oxides having a purity of, for example, 99.999% by volume or more are removed from the adsorption tower 20 Exhausted. Although water may be released from soda lime, since water is adsorbed by the molecular sieve 3A, highly pure semi-nitrous oxide is discharged from the adsorption tower 20.

〔第四実施形態〕
以下に、一酸化窒素及びアンモニアを不純物として含有する粗亜酸化窒素ガスを、ソーダライム、過マンガン酸アルカリ金属塩を含有する固体状吸着剤、及びモレキュラーシーブ３Ａを備える吸着塔に導入し、ソーダライム、過マンガン酸アルカリ金属塩を含有する固体状吸着剤、及びモレキュラーシーブ３Ａに粗亜酸化窒素ガスを接触させて、粗亜酸化窒素ガスから一酸化窒素及びアンモニアを除去して精亜酸化窒素ガスを製造する例について説明する。 Fourth Embodiment
In the following, crude nitrous oxide gas containing nitrogen monoxide and ammonia as impurities is introduced into an adsorption tower equipped with soda lime, solid adsorbent containing alkali metal permanganate, and molecular sieve 3A, Lime, solid adsorbent containing alkali metal salt of permanganate, and molecular sieve 3A are brought into contact with crude nitrous oxide gas to remove nitric oxide and ammonia from crude nitrous oxide gas to obtain nitrous oxide An example of producing a gas will be described.

一酸化窒素は、下記の反応式に示すような反応により過マンガン酸アルカリ金属塩に吸着されて粗亜酸化窒素ガスから除去される。過マンガン酸アルカリ金属塩が過マンガン酸ナトリウムである場合の反応式を下記に示す。
３ＮＯ＋２ＮａＭｎＯ４＋Ｈ２Ｏ → ３ＮＯ２＋２ＭｎＯ２＋２ＮａＯＨ
３ＮＯ２＋ＮａＭｎＯ４＋２ＮａＯＨ → ３ＮａＮＯ３＋ＭｎＯ２＋Ｈ２Ｏ Nitrogen monoxide is adsorbed to the alkali metal permanganate by a reaction as shown in the following reaction formula, and is removed from the crude nitrous oxide gas. The reaction formula in the case where the permanganate alkali metal salt is sodium permanganate is shown below.
3NO + 2NaMnO 4 + H 2 O → 3NO 2 + 2 MnO 2 + 2 NaOH
3NO 2 + NaMnO 4 +2 NaOH → 3NaNO 3 + MnO 2 + H 2 O

水を介する過マンガン酸ナトリウムによる酸化によって、一酸化窒素は二酸化窒素となる。次いで、二酸化窒素と過マンガン酸ナトリウムと水酸化ナトリウムの反応によって、最終的には硝酸ナトリウムとして固定される。前段の反応において水が必要になるため、過マンガン酸アルカリ金属塩を含有する固体状吸着剤の含水量が多い方が、一酸化窒素の除去能力が高い。   By oxidation with sodium permanganate through water, nitric oxide becomes nitrogen dioxide. Then, it is finally fixed as sodium nitrate by the reaction of nitrogen dioxide, sodium permanganate and sodium hydroxide. Since water is required in the reaction of the first stage, the higher the water content of the solid adsorbent containing an alkali metal salt of permanganate, the higher the ability to remove nitric oxide.

粗亜酸化窒素中に不純物として含有される一酸化窒素の含有量は、前述の通り、１０体積ｐｐｍ未満であることが好ましく、吸着剤の寿命と精亜酸化窒素の生産効率の両者を有利にするためには１体積ｐｐｍ未満であることがより好ましい。
また、粗亜酸化窒素中に不純物として含有されるアンモニアの含有量は、前述の通り、２５体積ｐｐｍ未満であることが好ましく、吸着剤の寿命と精亜酸化窒素の生産効率の両者を有利にするためには１体積ｐｐｍ未満とすることがより好ましい。 The content of nitric oxide contained as an impurity in crude nitrous oxide is preferably less than 10 ppm by volume as described above, and it is preferable to have both the life of the adsorbent and the production efficiency of nitric oxide. It is more preferable that the concentration be less than 1 ppm by volume.
Further, as described above, the content of ammonia contained as an impurity in crude nitrous oxide is preferably less than 25 ppm by volume, and advantageously both the life of the adsorbent and the production efficiency of purified nitrous oxide It is more preferable to use less than 1 ppm by volume to achieve this.

また、ソーダライムと過マンガン酸アルカリ金属塩との比率は、処理する粗亜酸化窒素の組成にもよるが、ソーダライム：過マンガン酸アルカリ金属塩＝１：９〜９：５（質量比）とすることが好ましい。さらに、ソーダライムと過マンガン酸アルカリ金属塩との合計量とモレキュラーシーブ３Ａとの比率は、処理する粗亜酸化窒素の組成にもよるが、ソーダライムと過マンガン酸アルカリ金属塩との合計量：モレキュラーシーブ３Ａ＝１：９〜９：５（質量比）とすることが好ましい。   The ratio of soda lime to alkali metal permanganate depends on the composition of the crude nitrous oxide to be treated, soda lime: alkali metal permanganate = 1: 9 to 9: 5 (mass ratio) It is preferable to Furthermore, the total amount of soda lime and alkali metal permanganate and the ratio of molecular sieve 3A depend on the composition of crude nitrous oxide to be treated, but the total amount of soda lime and alkali metal permanganate : It is preferable to set it as molecular sieve 3A = 1: 9-9: 5 (mass ratio).

さらに、一酸化窒素及びアンモニアを不純物として含有する粗亜酸化窒素は、ソーダライムに接触させた後に過マンガン酸アルカリ金属塩を含有する固体状吸着剤にさらに接触させることが好ましく、さらには、ソーダライムに接触させた後に過マンガン酸アルカリ金属塩を含有する固体状吸着剤にさらに接触させ、さらにその後にモレキュラーシーブ３Ａに接触させることがより好ましい。   Furthermore, crude nitrous oxide containing nitric oxide and ammonia as impurities is preferably contacted with soda lime and then further contacted with a solid adsorbent containing an alkali metal salt of permanganate, and further, soda, It is more preferable to contact with a solid adsorbent containing an alkali metal permanganate after being contacted with lime, and then contact with molecular sieve 3A after that.

一酸化窒素及びアンモニアの吸着は、５０℃未満の温度で行うことが好ましく、５℃以上３０℃以下の温度で行うことがより好ましい。温度が５０℃未満であれば、ソーダライムや過マンガン酸アルカリ金属塩を含有する固体状吸着剤の脱水が加速されにくく、ソーダライムや過マンガン酸アルカリ金属塩を含有する固体状吸着剤の寿命が長寿命となる。
また、一酸化窒素及びアンモニアの吸着時における亜酸化窒素の線速度は０．３ｍ／ｍｉｎ以下であることが好ましく、０．１５ｍ／ｍｉｎ以上０．２６ｍ／ｍｉｎ以下であることがより好ましい。さらに、一酸化窒素及びアンモニアの吸着時における亜酸化窒素の空間速度は９３以下であることが好ましく、４６以上７９以下であることがより好ましい。 The adsorption of nitrogen monoxide and ammonia is preferably performed at a temperature of less than 50 ° C., and more preferably at a temperature of 5 ° C. or more and 30 ° C. or less. If the temperature is less than 50 ° C., dehydration of the solid adsorbent containing soda lime and alkali metal permanganate is difficult to accelerate, and the life of the solid adsorbent containing soda lime and alkali metal permanganate Has a long life.
The linear velocity of nitrous oxide at the time of adsorption of nitrogen monoxide and ammonia is preferably 0.3 m / min or less, more preferably 0.15 m / min or more and 0.26 m / min or less. Furthermore, the space velocity of nitrous oxide at the time of adsorption of nitrogen monoxide and ammonia is preferably 93 or less, and more preferably 46 or more and 79 or less.

さらに、一酸化窒素及びアンモニアの吸着は加圧条件下で行うことが好ましく、３ＭＰａ以上の加圧条件下で行うことがより好ましく、３．５ＭＰａ以上６ＭＰａ以下の加圧条件下で行うことがさらに好ましい。一酸化窒素及びアンモニアの吸着を加圧条件下で行うことによって、粗亜酸化窒素が吸着塔内に滞留する時間を増加させることができるため（すなわち、線速度や空間速度を小さくすることができるため）、吸着効率や吸着剤寿命の点で有利となる。   Furthermore, adsorption of nitrogen monoxide and ammonia is preferably performed under pressurized conditions, more preferably performed under pressurized conditions of 3 MPa or more, and further preferably performed under pressurized conditions of 3.5 MPa or more and 6 MPa or less preferable. By carrying out the adsorption of nitrogen monoxide and ammonia under pressurized conditions, it is possible to increase the residence time of crude nitrous oxide in the adsorption column (that is, the linear velocity and space velocity can be reduced). Be advantageous in terms of adsorption efficiency and adsorbent life.

次に、図３に示す精製設備を用いて、加圧条件下で粗亜酸化窒素の精製を行う方法を説明する。図３の精製設備は、ソーダライム及び過マンガン酸アルカリ金属塩を含有する固体状吸着剤を装填した吸着塔１０と、モレキュラーシーブ３Ａを装填した吸着塔２０と、を備えている。そして、吸着塔１０は、通気可能な隔壁で２つの領域に仕切られており、上流側の領域１０Ａにソーダライムが、下流側の領域１０Ｂに過マンガン酸アルカリ金属塩を含有する固体状吸着剤が装填されている。
不純物として一酸化窒素及びアンモニアを含有する粗亜酸化窒素を加圧状態で吸着塔１０に導入すると、吸着塔１０から排出された粗亜酸化窒素は吸着塔２０に導入され、その結果、純度が例えば９９．９９９体積％以上の精亜酸化窒素が吸着塔２０から排出される。 Next, a method of purifying crude nitrous oxide under pressurized conditions using the purification equipment shown in FIG. 3 will be described. The purification facility of FIG. 3 includes an adsorption tower 10 loaded with a solid adsorbent containing soda lime and an alkali metal permanganate, and an adsorption tower 20 loaded with a molecular sieve 3A. And, the adsorption tower 10 is divided into two regions by a permeable partition wall, a solid adsorbent containing soda lime in the upstream region 10A and alkali metal permanganate in the downstream region 10B. Is loaded.
When crude nitrous oxide containing nitrogen monoxide and ammonia as impurities is introduced into the adsorption tower 10 in a pressurized state, the crude nitrous oxide discharged from the adsorption tower 10 is introduced into the adsorption tower 20, and as a result, the purity is For example, 99.999% by volume or more of the purified nitrous oxide is discharged from the adsorption tower 20.

〔第五実施形態〕
以下に、二酸化炭素及び二酸化窒素を不純物として含有する粗亜酸化窒素ガスを、ソーダライム、過マンガン酸アルカリ金属塩を含有する固体状吸着剤、及びモレキュラーシーブ３Ａを備える吸着塔に導入し、ソーダライム、過マンガン酸アルカリ金属塩を含有する固体状吸着剤、及びモレキュラーシーブ３Ａに粗亜酸化窒素ガスを接触させて、粗亜酸化窒素ガスから二酸化炭素及び二酸化窒素を除去して精亜酸化窒素ガスを製造する例について説明する。 Fifth Embodiment
In the following, crude nitrous oxide gas containing carbon dioxide and nitrogen dioxide as impurities is introduced into an adsorption tower equipped with soda lime, a solid adsorbent containing an alkali metal permanganate, and molecular sieve 3A, Lime, solid adsorbent containing alkali metal permanganate, and molecular sieve 3A are brought into contact with crude nitrous oxide gas to remove carbon dioxide and nitrogen dioxide from crude nitrous oxide gas to obtain nitrous oxide An example of producing a gas will be described.

粗亜酸化窒素中に不純物として含有される二酸化炭素の含有量は、前述の通り、１０００体積ｐｐｍ未満であることが好ましく、３００体積ｐｐｍ未満であることがより好ましい。また、粗亜酸化窒素中に不純物として含有される二酸化窒素の含有量は、前述の通り、３０体積ｐｐｍ未満であることが好ましく、１体積ｐｐｍ未満であることがより好ましい。   As described above, the content of carbon dioxide contained as an impurity in crude nitrous oxide is preferably less than 1000 ppm by volume, and more preferably less than 300 ppm by volume. In addition, as described above, the content of nitrogen dioxide contained as an impurity in crude nitrous oxide is preferably less than 30 ppm by volume, and more preferably less than 1 ppm by volume.

さらに、ソーダライムと過マンガン酸アルカリ金属塩との比率、及び、ソーダライムと過マンガン酸アルカリ金属塩との合計量とモレキュラーシーブ３Ａとの比率は、第四実施形態と同様である。
さらに、二酸化炭素及び二酸化窒素を不純物として含有する粗亜酸化窒素を各吸着剤に接触させる好ましい順序は、第四実施形態と同様である。 Furthermore, the ratio of soda lime to alkali metal permanganate, and the ratio of the total amount of soda lime to alkali metal permanganate to molecular sieve 3A are the same as in the fourth embodiment.
Furthermore, the preferable order of contacting crude nitrous oxide containing carbon dioxide and nitrogen dioxide as impurities with the respective adsorbents is the same as in the fourth embodiment.

二酸化炭素及び二酸化窒素の吸着は、５０℃未満の温度で行うことが好ましく、５℃以上３０℃以下の温度で行うことがより好ましい。温度が５０℃未満であれば、ソーダライムや過マンガン酸アルカリ金属塩を含有する固体状吸着剤の脱水が加速されにくく、ソーダライムや過マンガン酸アルカリ金属塩を含有する固体状吸着剤の寿命が長寿命となる。
また、二酸化炭素及び二酸化窒素の吸着時における亜酸化窒素の線速度は０．３ｍ／ｍｉｎ以下であることが好ましく、０．１５ｍ／ｍｉｎ以上０．２６ｍ／ｍｉｎ以下であることがより好ましい。さらに、二酸化炭素及び二酸化窒素の吸着時における亜酸化窒素の空間速度は９３以下であることが好ましく、４６以上７９以下であることがより好ましい。 The adsorption of carbon dioxide and nitrogen dioxide is preferably performed at a temperature of less than 50 ° C., and more preferably at a temperature of 5 ° C. or more and 30 ° C. or less. If the temperature is less than 50 ° C., dehydration of the solid adsorbent containing soda lime and alkali metal permanganate is difficult to accelerate, and the life of the solid adsorbent containing soda lime and alkali metal permanganate Has a long life.
The linear velocity of nitrous oxide at the time of adsorption of carbon dioxide and nitrogen dioxide is preferably 0.3 m / min or less, more preferably 0.15 m / min or more and 0.26 m / min or less. Furthermore, the space velocity of nitrous oxide at the time of adsorption of carbon dioxide and nitrogen dioxide is preferably 93 or less, and more preferably 46 or more and 79 or less.

さらに、二酸化炭素及び二酸化窒素の吸着は加圧条件下で行うことが好ましく、３ＭＰａ以上の加圧条件下で行うことがより好ましく、３．５ＭＰａ以上６ＭＰａ以下の加圧条件下で行うことがさらに好ましい。二酸化炭素及び二酸化窒素の吸着を加圧条件下で行うことによって、粗亜酸化窒素が吸着塔内に滞留する時間を増加させることができるため（すなわち、線速度や空間速度を小さくすることができるため）、吸着効率や吸着剤寿命の点で有利となる。   Furthermore, adsorption of carbon dioxide and nitrogen dioxide is preferably carried out under pressurized conditions, more preferably carried out under pressurized conditions of 3 MPa or more, and further carried out under pressurized conditions of 3.5 MPa or more and 6 MPa or less preferable. By carrying out adsorption of carbon dioxide and nitrogen dioxide under pressurized conditions, the time for crude nitrous oxide to stay in the adsorption column can be increased (that is, the linear velocity and space velocity can be reduced). Be advantageous in terms of adsorption efficiency and adsorbent life.

次に、図３に示す精製設備を用いて、加圧条件下で粗亜酸化窒素の精製を行う方法を説明する。不純物として二酸化炭素及び二酸化窒素を含有する粗亜酸化窒素を加圧状態で吸着塔１０に導入すると、純度が例えば９９．９９９体積％以上の精亜酸化窒素が吸着塔２０から排出される。なお、ソーダライムから水が放出される場合があるが、水はモレキュラーシーブ３Ａにより吸着されるため、高純度の精亜酸化窒素が吸着塔２０から排出される。   Next, a method of purifying crude nitrous oxide under pressurized conditions using the purification equipment shown in FIG. 3 will be described. When crude nitrous oxide containing carbon dioxide and nitrogen dioxide as impurities is introduced into the adsorption tower 10 in a pressurized state, purified nitrous oxide having a purity of, for example, 99.999% by volume or more is discharged from the adsorption tower 20. Although water may be released from soda lime, since water is adsorbed by the molecular sieve 3A, highly pure semi-nitrous oxide is discharged from the adsorption tower 20.

〔第六実施形態〕
以下に、二酸化炭素、二酸化窒素、窒素（Ｎ２）、及び酸素（Ｏ２）を不純物として含有する粗亜酸化窒素ガスを、ソーダライム、過マンガン酸アルカリ金属塩を含有する固体状吸着剤、及びモレキュラーシーブ３Ａを備える吸着塔に導入し、ソーダライム、過マンガン酸アルカリ金属塩を含有する固体状吸着剤、及びモレキュラーシーブ３Ａに粗亜酸化窒素ガスを接触させて、粗亜酸化窒素ガスから二酸化炭素及び二酸化窒素を除去し、さらに、蒸留塔にて窒素、酸素等の低沸点不純物を除去して精亜酸化窒素ガスを製造する例について説明する。 Sixth Embodiment
A solid adsorbent containing soda lime, alkali metal permanganate, crude nitrous oxide gas containing carbon dioxide, nitrogen dioxide, nitrogen (N 2 ) and oxygen (O 2 ) as impurities, And a solid adsorbent containing alkali metal permanganate, and molecular sieve 3A by contacting crude nitrous oxide gas with crude nitrous oxide gas. An example will be described in which carbon dioxide and nitrogen dioxide are removed, and further, low boiling point impurities such as nitrogen and oxygen are removed in a distillation column to produce a purified nitrous oxide gas.

粗亜酸化窒素は、二酸化炭素、二酸化窒素、一酸化窒素、アンモニアだけでなく、他の不純物を含有している場合がある。他の不純物としては、メタン、水素、窒素、酸素、ヘリウム等の低沸点不純物があげられる。これらの低沸点不純物は、蒸留によって除去することができる。よって、前述のような吸着塔１０、２０による吸着工程を行う前又は後に蒸留工程を行って、低沸点不純物を除去してもよい。   Crude nitrous oxide may contain carbon dioxide, nitrogen dioxide, nitric oxide, ammonia as well as other impurities. Other impurities include low boiling impurities such as methane, hydrogen, nitrogen, oxygen and helium. These low boiling impurities can be removed by distillation. Therefore, a low-boiling point impurity may be removed by performing a distillation step before or after performing the adsorption step by the adsorption towers 10 and 20 as described above.

蒸留工程を行うことができる亜酸化窒素の精製設備の例としては、図４に示すものがあげられる。図４の精製設備は、吸着塔１０、２０（第二〜第五実施形態の精製設備と同様のもの）とともに蒸留塔３０を備えている。蒸留塔３０の塔頂部には、コンデンサ（図示せず）及び低沸点成分排出管３１が備えられており、蒸留塔３０の塔底部には高純度亜酸化窒素抜出管３２が備えられている。   As an example of the purification equipment of nitrous oxide capable of carrying out the distillation step, one shown in FIG. 4 can be mentioned. The purification facility of FIG. 4 includes a distillation tower 30 together with the adsorption towers 10 and 20 (similar to the purification facilities of the second to fifth embodiments). A condenser (not shown) and a low boiling point component discharge pipe 31 are provided at the top of the distillation column 30, and a high purity nitrous oxide discharge pipe 32 is provided at the bottom of the distillation column 30. .

吸着塔１０、２０により二酸化炭素、二酸化窒素、一酸化窒素、アンモニア等の不純物が除去され且つメタン、水素、窒素、酸素、ヘリウム等の低沸点不純物を含有する亜酸化窒素は、導入管を介して蒸留塔３０の中間部に連続的に供給される。蒸留塔３０の塔頂部の亜酸化窒素はコンデンサによって冷却されて液化し、その一部が低沸点成分排出管３１を介して排出される。低沸点成分排出管３１を介して亜酸化窒素の一部が排出されることにより、低沸点成分であるメタン、水素、酸素、窒素、ヘリウム等の低沸点不純物が除去されるので、亜酸化窒素が精製されて高純度な精亜酸化窒素となる。高純度な精亜酸化窒素は、蒸留塔３０の塔底部から高純度亜酸化窒素抜出管３２を介して抜き出される。   Nitrous oxide from which impurities such as carbon dioxide, nitrogen dioxide, nitrogen monoxide and ammonia are removed by the adsorption towers 10 and 20 and containing low boiling impurities such as methane, hydrogen, nitrogen, oxygen and helium is introduced through the introduction pipe. It is continuously supplied to the middle part of the distillation column 30. The nitrous oxide at the top of the distillation column 30 is cooled by the condenser and liquefied, and a portion thereof is discharged through the low boiling point component discharge pipe 31. Since a part of nitrous oxide is discharged through the low boiling point component discharge pipe 31, low boiling point impurities such as methane, hydrogen, oxygen, nitrogen and helium which are low boiling point components are removed, so nitrous oxide Is purified to form high purity semi-dioxide. The highly pure seminitrified nitrogen oxide is withdrawn from the bottom of the distillation column 30 through the highly pure nitrous oxide extracting pipe 32.

蒸留塔３０の高さは、亜酸化窒素中の低沸点不純物の濃度に基づいて設定され、３ｍ以上２０ｍ以下とすることが好ましく、５ｍ以上１０ｍ以下とすることがより好ましい。蒸留塔３０の高さを大きく設計するほど成分分離性能が向上するが、一方で、蒸留塔３０の高さを大きく設定し過ぎると設備コストが大幅に増加する。亜酸化窒素中の低沸点不純物の濃度を測定し、例えば酸素又は窒素の濃度が５００体積ｐｐｍ以上と高濃度である場合には、蒸留塔３０の高さを５ｍ以上に設計することが好ましい。また、亜酸化窒素中の低沸点不純物である酸素又は窒素の濃度が５００体積ｐｐｍ程度である場合には、蒸留塔３０の高さを２０ｍ以下まで高くすればよく、数体積ｐｐｍの場合には蒸留塔３０の高さを例えば３ｍ以上とすればよい。蒸留の運転条件としては、例えば、温度は５℃以上２５℃以下、圧力は３．５ＭＰａ以上４．５ＭＰａ以下で実施することができる。   The height of the distillation column 30 is set based on the concentration of low boiling point impurities in nitrous oxide, and is preferably 3 m or more and 20 m or less, and more preferably 5 m or more and 10 m or less. The component separation performance is improved as the height of the distillation column 30 is designed to be larger, but on the other hand, if the height of the distillation column 30 is set too large, the equipment cost is significantly increased. The concentration of low-boiling impurities in nitrous oxide is measured, and when the concentration of oxygen or nitrogen is high, for example, 500 ppm by volume or more, the height of the distillation column 30 is preferably designed to be 5 m or more. If the concentration of oxygen or nitrogen as low boiling point impurities in nitrous oxide is about 500 ppm by volume, the height of the distillation column 30 may be increased to 20 m or less, and in the case of several ppm by volume The height of the distillation column 30 may be, for example, 3 m or more. As operating conditions for distillation, for example, the temperature may be 5 ° C. or more and 25 ° C. or less, and the pressure may be 3.5 MPa or more and 4.5 MPa or less.

なお、上記の各実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は上記の各実施形態に限定されるものではない。また、上記の各実施形態には種々の変更又は改良を加えることが可能であり、その様な変更又は改良を加えた形態も本発明に含まれ得る。
さらに、上記の第一〜第六実施形態において使用された水酸化カルシウム及び過マンガン酸アルカリ金属塩は、不純物を吸着する際に消費されるので、水酸化カルシウムを含有する固体状吸着剤と過マンガン酸アルカリ金属塩を含有する固体状吸着剤については、不純物の除去に一度使用したものは、繰り返し使用することはできない。これに対して、モレキュラーシーブ３Ａは再生することが可能であるため、吸着している水等を脱着する再生処理を施せば、モレキュラーシーブ３Ａを含有する固体状吸着剤を繰り返し不純物の除去に使用することができる。 The above-described embodiments are merely examples of the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiments. In addition, various modifications or improvements can be added to the above-described embodiments, and a form in which such modifications or improvements are added can be included in the present invention.
Furthermore, since the calcium hydroxide and the alkali metal permanganate used in the above first to sixth embodiments are consumed when adsorbing the impurities, the calcium hydroxide-containing solid adsorbent and the calcium hydroxide-containing solid adsorbent are used. With regard to solid adsorbents containing an alkali metal salt of manganate, those which have been used once for removing impurities can not be used repeatedly. On the other hand, since the molecular sieve 3A can be regenerated, the solid adsorbent containing the molecular sieve 3A is repeatedly used to remove impurities if regeneration treatment is performed to desorb adsorbed water etc. can do.

以下に実施例を示して、本発明をより詳細に説明する。
〔実施例１：二酸化炭素の除去〕
図１とほぼ同様の精製設備を用い、常温常圧条件下において、不純物として二酸化炭素を含有する粗亜酸化窒素の精製を行った。粗亜酸化窒素中の二酸化炭素の含有量は６８０体積ｐｐｍであり、マスフローメーターを用いて二酸化炭素と精亜酸化窒素とを混合することにより調製した。 The present invention will be described in more detail by way of the following examples.
Example 1 Removal of Carbon Dioxide
Purification of crude nitrous oxide containing carbon dioxide as an impurity was performed under normal temperature and pressure conditions using a purification facility substantially similar to FIG. The content of carbon dioxide in crude nitrous oxide is 680 ppm by volume, and it was prepared by mixing carbon dioxide and nitrous oxide using a mass flow meter.

吸着塔の寸法は、外径６ｃｍ、内径４．８８ｃｍ、高さ５ｃｍであり、ソーダライムが装填してある。試験Ｎｏ．１の吸着塔には、低水分品ソーダライム（矢橋工業株式会社製ソーダライム矢橋２１３、含水率３質量％）を室温でＮ２パージして乾燥処理したものを装填し、装填量は７３．４８ｇとした。また、試験Ｎｏ．２の吸着塔には、低水分品ソーダライム（矢橋工業株式会社製ソーダライム矢橋２１３、含水率３質量％）を乾燥処理せずそのまま装填し、装填量は７６．２７ｇとした。さらに、試験Ｎｏ．３の吸着塔には、標準品ソーダライム（矢橋工業株式会社製ソーダライム矢橋２号、含水率１５質量％）を乾燥処理せずそのまま装填し、装填量は７５．５２ｇとした。 The dimensions of the adsorption column are: outer diameter 6 cm, inner diameter 4.88 cm, height 5 cm, loaded with soda lime. Test No. A low-water soda lime (soda lime arrow bridge 213 made by Yabashi Kogyo Co., Ltd .; moisture content 3 mass%) was dried at room temperature by N 2 purge and loaded into the adsorption tower 1; It was 48g. In addition, test No. A low moisture product soda lime (soda lime arrow bridge 213 made by Yabashi Kogyo Co., Ltd., moisture content 3 mass%) was loaded in the adsorption tower 2 without drying treatment, and the loading amount was 76.27 g. Furthermore, test No. Standard No. 3 soda lime (soda lime Yabashi No. 2 manufactured by Yabashi Kogyo Co., Ltd., moisture content 15 mass%) was loaded into the adsorption tower 3 without drying treatment, and the loading amount was 75.52 g.

粗亜酸化窒素の吸着塔への導入条件は、線速度０．１４ｍ／ｍｉｎ、空間速度１６３とした。吸着塔から排出された亜酸化窒素をＦＴ−ＩＲ（フーリエ変換赤外分光分析装置）で分析し、亜酸化窒素中の二酸化炭素の含有量が吸着剤であるソーダライムの破過により１体積ｐｐｍ以上となった時点で実験を終了した。
その結果、１体積ｐｐｍ未満であった二酸化炭素の含有量が１体積ｐｐｍ以上となったのは、試験Ｎｏ．１の吸着塔の場合は吸着開始から約１８時間後、試験Ｎｏ．２の吸着塔の場合は約４８時間後、試験Ｎｏ．３の吸着塔の場合は約９１時間後であった。これらの結果から、吸着剤としてソーダライムを用いることにより、亜酸化窒素中に含まれる二酸化炭素を効果的に除去できることが分かった。 The conditions for introducing crude nitrous oxide into the adsorption column were a linear velocity of 0.14 m / min and a space velocity of 163. The nitrous oxide discharged from the adsorption tower is analyzed by FT-IR (Fourier transform infrared spectroscopy), and the content of carbon dioxide in nitrous oxide is 1 volume ppm by breakthrough of soda lime which is the adsorbent. The experiment was ended when it became above.
As a result, the fact that the content of carbon dioxide, which was less than 1 vol. Ppm, was 1 vol. In the case of the adsorption tower of No. 1, about 18 hours after the adsorption start, the test No. In the case of the adsorption tower of No. 2, after about 48 hours, the test No. In the case of 3 adsorption towers, it was about 91 hours later. From these results, it was found that carbon dioxide contained in nitrous oxide can be effectively removed by using soda lime as an adsorbent.

〔実施例２：二酸化炭素の除去〕
図１とほぼ同様の精製設備を用い、加圧条件下において、不純物として二酸化炭素を含有する粗亜酸化窒素の精製を行った。吸着温度の条件は常温又は５０℃とした。粗亜酸化窒素中の二酸化炭素の含有量は８００体積ｐｐｍであり、マスフローメーターを用いて二酸化炭素と精亜酸化窒素とを混合することにより調製した。 [Example 2: Removal of carbon dioxide]
Purification of crude nitrous oxide containing carbon dioxide as an impurity was performed under pressurized conditions using a purification facility substantially similar to FIG. The conditions for the adsorption temperature were normal temperature or 50 ° C. The content of carbon dioxide in crude nitrous oxide is 800 ppm by volume, and it was prepared by mixing carbon dioxide and nitrous oxide using a mass flow meter.

粗亜酸化窒素が充填されたボンベの温度を、図示しない冷媒循環装置で７℃に設定することにより、ボンベから圧力３．７ＭＰａの粗亜酸化窒素ガスを発生させ、ソーダライムが装填された吸着塔に導入した。吸着塔の寸法は、外径１．９ｃｍ（３／４インチ）、内径１．５５ｃｍ、高さ２０ｃｍ又は１００ｃｍである。
試験Ｎｏ．１１の吸着塔は、高さが１００ｃｍであり、標準品ソーダライム（矢橋工業株式会社製ソーダライム矢橋２号、含水率１５質量％）を乾燥処理せずそのまま装填し、装填量は１６５ｇ（層高１００ｃｍ）とした。また、試験Ｎｏ．１２の吸着塔は、高さが２０ｃｍであり、標準品ソーダライム（矢橋工業株式会社製ソーダライム矢橋２号、含水率１５質量％）を乾燥処理せずそのまま装填し、装填量は３１．７ｇ（層高２０ｃｍ）とした。 By setting the temperature of the cylinder filled with crude nitrous oxide to 7 ° C. with a refrigerant circulation device (not shown), the cylinder generates a crude nitrous oxide gas at a pressure of 3.7 MPa from the cylinder, and the adsorption loaded with soda lime It was introduced into the tower. The dimensions of the adsorption column are: outer diameter 1.9 cm (3/4 inch), inner diameter 1.55 cm, height 20 cm or 100 cm.
Test No. The 11 adsorption towers were 100 cm in height, and loaded with standard soda lime (soda lime Yabashi No. 2 made by Yabashi Kogyo Co., Ltd., moisture content 15 mass%) as it was without drying treatment, and the loading amount was 165 g (bed Height 100 cm). In addition, test No. The 12 adsorption towers have a height of 20 cm and are loaded with a standard product soda lime (soda lime Yabashi No. 2 made by Yabashi Kogyo Co., Ltd., moisture content 15 mass%) as it is without drying treatment, and the loading amount is 31.7 g (Layer height 20 cm).

粗亜酸化窒素の吸着塔への導入条件は、線速度は０．２５ｍ／ｍｉｎとし、空間速度は温度条件が常温の場合は１５、温度条件が５０℃の場合は７５とした。吸着塔から排出された亜酸化窒素をＦＴ−ＩＲで分析し、亜酸化窒素中の二酸化炭素の含有量が吸着剤であるソーダライムの破過により１体積ｐｐｍ以上となった時点で実験を終了した。
その結果、１体積ｐｐｍ未満であった二酸化炭素の含有量が１体積ｐｐｍ以上となったのは、試験Ｎｏ．１１の吸着塔を用い温度条件が常温の場合は吸着開始から約４４３時間後、試験Ｎｏ．１２の吸着塔を用い温度条件が５０℃の場合は約１１．３時間後であった。これらの結果から、吸着剤としてソーダライムを用いることにより、亜酸化窒素中に含まれる二酸化炭素を効果的に除去できることが分かった。 The conditions for introducing crude nitrous oxide into the adsorption column were a linear velocity of 0.25 m / min, a space velocity of 15 when the temperature condition was normal temperature, and 75 when the temperature condition was 50 ° C. The nitrous oxide discharged from the adsorption tower is analyzed by FT-IR, and the experiment is ended when the content of carbon dioxide in nitrous oxide reaches 1 vol ppm or more due to breakthrough of soda lime which is the adsorbent. did.
As a result, the fact that the content of carbon dioxide, which was less than 1 vol. Ppm, was 1 vol. In the case where the temperature condition is normal temperature using the 11 adsorption towers, about 443 hours after the start of adsorption, test No. 4 It was after about 11.3 hours when the temperature condition was 50 ° C. using 12 adsorption towers. From these results, it was found that carbon dioxide contained in nitrous oxide can be effectively removed by using soda lime as an adsorbent.

〔実施例３：アンモニアの除去〕
図２とほぼ同様の精製設備を用い、加圧条件下において、不純物としてアンモニアを含有する粗亜酸化窒素の精製を行った。吸着温度の条件は６０℃とした。粗亜酸化窒素中のアンモニアの含有量は３０体積ｐｐｍであり、マスフローメーターを用いてアンモニアと精亜酸化窒素とを混合することにより調製した。 Example 3 Removal of Ammonia
Purification of crude nitrous oxide containing ammonia as an impurity was carried out under pressurized conditions using a purification facility substantially similar to FIG. The condition of the adsorption temperature was 60.degree. The content of ammonia in crude nitrous oxide was 30 ppm by volume, and it was prepared by mixing ammonia and nitrous oxide using a mass flow meter.

粗亜酸化窒素が充填されたボンベから供給された液化ガスを、図示しないオイルバスで８０℃に加温された配管中を通過させることにより気化させ、さらに図示しない加熱器で６０℃に昇温して圧力３．７ＭＰａの粗亜酸化窒素ガスとした。そして、粗亜酸化窒素ガスをソーダライム（矢橋工業株式会社製ソーダライム矢橋１号、装填量３２．９１ｇ）が装填された吸着塔に導入し、続いてモレキュラーシーブ３Ａ（ユニオン昭和株式会社製モレキュラーシーブ３Ａ、装填量２９．２５ｇ）が装填された吸着塔に導入した。２つの吸着塔の寸法は、いずれも外径１．９ｃｍ（３／４インチ）、内径１．５５ｃｍ、高さ２０ｃｍである。   The liquefied gas supplied from a cylinder filled with crude nitrous oxide is vaporized by passing it through a pipe heated to 80 ° C. with an oil bath not shown, and further heated to 60 ° C. with a heater not shown The crude nitrous oxide gas had a pressure of 3.7 MPa. Then, crude nitrous oxide gas is introduced into an adsorption tower loaded with soda lime (soda lime Yabashi No. 1 made by Yabashi Kogyo Co., Ltd., loading amount 32.91 g), and subsequently, molecular sieve 3A (Molecular made by Union Showa Ltd.) Sieve 3A, loading 29.25 g) was introduced into the adsorption column loaded. The dimensions of the two adsorption towers are an outer diameter of 1.9 cm (3/4 inch), an inner diameter of 1.55 cm, and a height of 20 cm.

粗亜酸化窒素の吸着塔への導入条件は、線速度０．２５ｍ／ｍｉｎ、空間速度７５とした。モレキュラーシーブ３Ａが装填された吸着塔から排出された亜酸化窒素をＦＴ−ＩＲで分析し、亜酸化窒素中のアンモニアの含有量が破過により１体積ｐｐｍ以上となった時点で実験を終了した。その結果、１体積ｐｐｍ未満であったアンモニアの含有量が１体積ｐｐｍ以上となったのは、吸着開始から約３０時間後であった。この結果から、吸着剤としてソーダライムとモレキュラーシーブ３Ａを組合わせることにより、亜酸化窒素中に含まれるアンモニアを効果的に除去できることが分かった。   The conditions for introducing crude nitrous oxide into the adsorption column were a linear velocity of 0.25 m / min and a space velocity of 75. The nitrous oxide discharged from the adsorption tower loaded with the molecular sieve 3A was analyzed by FT-IR, and the experiment was ended when the content of ammonia in the nitrous oxide reached 1 vol ppm or more by breakthrough. . As a result, it was about 30 hours after the start of adsorption that the content of ammonia, which was less than 1 volume ppm, became 1 volume ppm or more. From this result, it was found that ammonia contained in nitrous oxide can be effectively removed by combining soda lime and molecular sieve 3A as an adsorbent.

また、亜酸化窒素の精製が終了した後に、吸着塔内の使用済みソーダライムを新品のソーダライム３３．７３ｇに入れ替えた。さらに、吸着塔から使用済みモレキュラーシーブ３Ａを回収し、再生処理を施した後に吸着塔に戻した。再生処理は、窒素気流下で焼成するというものである。その条件は、温度２００℃、時間１５時間、窒素気流の線速度２．３ｍ／ｍｉｎ、空間速度７００である。このように吸着剤を入れ替えた吸着塔を用いて、上記と同様の条件で亜酸化窒素の精製を行ったところ、ほぼ同様の結果が得られることを確認した。   In addition, after purification of nitrous oxide was completed, the spent soda lime in the adsorption tower was replaced with 33.73 g of new soda lime. Furthermore, spent molecular sieve 3A was recovered from the adsorption tower, subjected to regeneration treatment, and returned to the adsorption tower. The regeneration treatment is performed by firing under a nitrogen stream. The conditions are a temperature of 200 ° C., a time of 15 hours, a linear velocity of nitrogen stream of 2.3 m / min, and a space velocity of 700. As described above, when nitrous oxide was purified under the same conditions as described above using the adsorption tower in which the adsorbent was replaced, it was confirmed that almost the same results were obtained.

〔実施例４：二酸化炭素、二酸化窒素、一酸化窒素の除去〕
図２とほぼ同様の精製設備を用い、加圧条件下において、不純物として二酸化炭素、二酸化窒素、及び一酸化窒素を含有する粗亜酸化窒素の精製を行った。吸着温度の条件は６０℃とした。粗亜酸化窒素中の二酸化炭素の含有量は５００体積ｐｐｍ、二酸化窒素の含有量は３０体積ｐｐｍ、一酸化窒素の含有量は１０体積ｐｐｍであり、マスフローメーターを用いて二酸化炭素、二酸化窒素、一酸化窒素、及び精亜酸化窒素を混合することにより調製した。 [Example 4: Removal of carbon dioxide, nitrogen dioxide, nitrogen monoxide]
Purification of crude nitrous oxide containing carbon dioxide, nitrogen dioxide, and nitric oxide as impurities was performed under pressurized conditions using a purification facility substantially similar to FIG. The condition of the adsorption temperature was 60.degree. The content of carbon dioxide in crude nitrous oxide is 500 ppm by volume, the content of nitrogen dioxide is 30 ppm by volume, the content of nitrogen monoxide is 10 ppm by volume, carbon dioxide, nitrogen dioxide, It was prepared by mixing nitric oxide and nitric oxide.

粗亜酸化窒素が充填されたボンベから供給された液化ガスを、図示しないオイルバスで８０℃に加温された配管中を通過させることにより気化させ、さらに図示しない加熱器で６０℃に昇温して圧力３．７ＭＰａの粗亜酸化窒素ガスとした。そして、粗亜酸化窒素ガスをソーダライム（矢橋工業株式会社製ソーダライム矢橋１号、装填量３３．６３ｇ、層高２０ｃｍ）が装填された吸着塔に導入し、続いてモレキュラーシーブ３Ａ（ユニオン昭和株式会社製モレキュラーシーブ３Ａ、装填量２９．７７ｇ、層高２０ｃｍ）が装填された吸着塔に導入した。２つの吸着塔の寸法は、いずれも外径１．９ｃｍ（３／４インチ）、内径１．５５ｃｍ、高さ２０ｃｍである。   The liquefied gas supplied from a cylinder filled with crude nitrous oxide is vaporized by passing it through a pipe heated to 80 ° C. with an oil bath not shown, and further heated to 60 ° C. with a heater not shown The crude nitrous oxide gas had a pressure of 3.7 MPa. Then, crude nitrous oxide gas is introduced into an adsorption tower loaded with soda lime (soda lime Yabashi No. 1 manufactured by Yabashi Kogyo Co., Ltd., loading amount 33.63 g, bed height 20 cm), and then molecular sieve 3A (Union Showa) Molecular sieve 3A manufactured by Co., Ltd., loading amount 29.77 g, bed height 20 cm) was introduced into the adsorption tower loaded. The dimensions of the two adsorption towers are an outer diameter of 1.9 cm (3/4 inch), an inner diameter of 1.55 cm, and a height of 20 cm.

粗亜酸化窒素の吸着塔への導入条件は、線速度０．２５ｍ／ｍｉｎ、空間速度７５とした。モレキュラーシーブ３Ａが装填された吸着塔から排出された亜酸化窒素をＦＴ−ＩＲで分析し、亜酸化窒素中の二酸化炭素、二酸化窒素、一酸化窒素、水の含有量を測定した。その結果、１体積ｐｐｍ未満であった二酸化炭素の含有量が破過により１体積ｐｐｍ以上となったのは、吸着開始から約７８時間後であった。   The conditions for introducing crude nitrous oxide into the adsorption column were a linear velocity of 0.25 m / min and a space velocity of 75. The nitrous oxide discharged from the adsorption tower loaded with the molecular sieve 3A was analyzed by FT-IR to measure the contents of carbon dioxide, nitrogen dioxide, nitric oxide, and water in nitrous oxide. As a result, it was about 78 hours after the start of adsorption that the content of carbon dioxide, which was less than 1 volume ppm, became 1 volume ppm or more due to breakthrough.

また、１体積ｐｐｍ未満であった一酸化窒素の含有量が吸着剤であるソーダライムの破過により１体積ｐｐｍ以上となったのは約２９時間後であり、１体積ｐｐｍ未満であった水の含有量が吸着剤であるモレキュラーシーブ３Ａの破過により１体積ｐｐｍ以上となったのは約８７時間後であった。二酸化窒素は破過しなかった。この結果から、吸着剤としてソーダライムとモレキュラーシーブ３Ａを組合わせることにより、亜酸化窒素中に含まれる二酸化炭素、二酸化窒素、及び一酸化窒素を効果的に除去できる上、ソーダライムから放出される水を効果的に除去できることが分かった。   In addition, the content of nitrogen monoxide, which was less than 1 volume ppm, increased to 1 volume ppm or more by breakthrough of soda lime which is an adsorbent after about 29 hours, and was less than 1 volume ppm. The content of H 2 was over 1 vol ppm by breakthrough of the molecular sieve 3A as an adsorbent after about 87 hours. The nitrogen dioxide did not break through. From this result, by combining soda lime and molecular sieve 3A as adsorbents, carbon dioxide, nitrogen dioxide and nitrogen monoxide contained in nitrous oxide can be effectively removed, and it is released from soda lime It turned out that water can be removed effectively.

また、実施例３と同様に、亜酸化窒素の精製が終了した後に、吸着塔内の使用済みソーダライムを新品のソーダライムに入れ替え、使用済みモレキュラーシーブ３Ａを回収し再生処理を施した後に、同条件で亜酸化窒素の精製を行ったところ、ほぼ同様の結果が得られることを確認した。   Further, as in Example 3, after the purification of nitrous oxide is completed, the spent soda lime in the adsorption tower is replaced with fresh soda lime, and after the spent molecular sieve 3A is recovered and subjected to a regeneration treatment, When nitrous oxide was purified under the same conditions, it was confirmed that almost the same results were obtained.

〔実施例５：アンモニア、一酸化窒素の除去〕
図３とほぼ同様の精製設備を用い、加圧条件下において、不純物としてアンモニア及び一酸化窒素を含有する粗亜酸化窒素の精製を行った。吸着温度の条件は６０℃とした。粗亜酸化窒素中のアンモニアの含有量は３０体積ｐｐｍ、一酸化窒素の含有量は１０体積ｐｐｍであり、マスフローメーターを用いてアンモニア、一酸化窒素、及び精亜酸化窒素を混合することにより調製した。 Example 5 Removal of Ammonia, Nitric Oxide
Purification of crude nitrous oxide containing ammonia and nitric oxide as impurities was carried out under pressurized conditions using a purification facility substantially similar to FIG. The condition of the adsorption temperature was 60.degree. The content of ammonia in crude nitrous oxide is 30 ppm by volume, and the content of nitric oxide is 10 ppm by volume, and it is prepared by mixing ammonia, nitric oxide, and nitrous oxide using a mass flow meter. did.

粗亜酸化窒素が充填されたボンベから供給された液化ガスを、図示しないオイルバスで８０℃に加温された配管中を通過させることにより気化させ、さらに図示しない加熱器で６０℃に昇温して圧力３．７ＭＰａの粗亜酸化窒素ガスとした。そして、上流側の領域にソーダライム（矢橋工業株式会社製ソーダライム矢橋１号、装填量３０ｇ、層高１８ｃｍ）が装填され下流側の領域に過マンガン酸アルカリ金属塩を含有する固体状吸着剤（ピュラフィル社製のＰｕｒａｆｉｌ ＳＰ（登録商標）、装填量３．７ｇ、層高２ｃｍ）が装填された吸着塔に粗亜酸化窒素ガスを導入し、続いてモレキュラーシーブ３Ａ（ユニオン昭和株式会社製モレキュラーシーブ３Ａ、装填量３０ｇ、層高２０ｃｍ）が装填された吸着塔に導入した。２つの吸着塔の寸法は、いずれも外径１．９ｃｍ（３／４インチ）、内径１．５５ｃｍ、高さ２０ｃｍである。   The liquefied gas supplied from a cylinder filled with crude nitrous oxide is vaporized by passing it through a pipe heated to 80 ° C. with an oil bath not shown, and further heated to 60 ° C. with a heater not shown The crude nitrous oxide gas had a pressure of 3.7 MPa. Then, a solid adsorbent containing soda lime (soda lime Yabashi No. 1 manufactured by Yabashi Kogyo Co., Ltd., loading amount 30 g, bed height 18 cm) in the upstream region and containing an alkali metal salt of permanganate in the downstream region Crude nitrous oxide gas was introduced into an adsorption tower loaded with (Purafil SP (registered trademark) made by Purafil Inc., loading amount: 3.7 g, bed height: 2 cm), followed by molecular sieve 3A (molecular made by Union Showa Co., Ltd. The sieve 3A, loading amount 30 g, bed height 20 cm) was introduced into the adsorption tower loaded. The dimensions of the two adsorption towers are an outer diameter of 1.9 cm (3/4 inch), an inner diameter of 1.55 cm, and a height of 20 cm.

粗亜酸化窒素の吸着塔への導入条件は、線速度０．２５ｍ／ｍｉｎ、空間速度７５とした。モレキュラーシーブ３Ａが装填された吸着塔から排出された亜酸化窒素をＦＴ−ＩＲで分析し、亜酸化窒素中のアンモニア、一酸化窒素の含有量を測定した。その結果、１体積ｐｐｍ未満であったアンモニアの含有量が破過により１体積ｐｐｍ以上となったのは、吸着開始から約４２時間後であり、実施例３よりもアンモニアの吸着容量は増加した。   The conditions for introducing crude nitrous oxide into the adsorption column were a linear velocity of 0.25 m / min and a space velocity of 75. The nitrous oxide discharged from the adsorption tower loaded with the molecular sieve 3A was analyzed by FT-IR to determine the contents of ammonia and nitrous oxide in nitrous oxide. As a result, it was about 42 hours after the start of adsorption that the content of ammonia, which was less than 1 volume ppm, became 1 volume ppm or more due to breakthrough, and the adsorption capacity of ammonia increased more than in Example 3. .

また、１体積ｐｐｍ未満であった一酸化窒素の含有量が過マンガン酸アルカリ金属塩を含有する固体状吸着剤の破過により１体積ｐｐｍ以上となったのは、吸着開始から約４８時間後であった。この結果から、吸着剤としてソーダライムと過マンガン酸アルカリ金属塩を含有する固体状吸着剤とモレキュラーシーブ３Ａとを組合わせることにより、亜酸化窒素中に含まれるアンモニア及び一酸化窒素を同時に効果的に除去できることが分かった。   In addition, the content of nitrogen monoxide, which was less than 1 volume ppm, increased to 1 volume ppm or more by breakthrough of the solid adsorbent containing an alkali metal salt of permanganate after about 48 hours from the start of adsorption Met. From this result, by combining solid adsorbent containing soda lime and alkali metal salt of permanganate as adsorbent with molecular sieve 3A, ammonia and nitrogen monoxide contained in nitrous oxide are simultaneously effective. Was found to be removable.

〔実施例６：二酸化炭素、二酸化窒素の除去〕
図３とほぼ同様の精製設備を用い、加圧条件下において、不純物として二酸化炭素及び二酸化窒素を含有する粗亜酸化窒素の精製を行った。吸着温度の条件は６０℃とした。粗亜酸化窒素中の二酸化炭素の含有量は５３０体積ｐｐｍ、二酸化窒素の含有量は３０体積ｐｐｍであり、マスフローメーターを用いて二酸化炭素、二酸化窒素、及び精亜酸化窒素を混合することにより調製した。 Example 6 Removal of Carbon Dioxide, Nitrogen Dioxide
Purification of crude nitrous oxide containing carbon dioxide and nitrogen dioxide as impurities was carried out under pressurized conditions using a purification facility substantially similar to FIG. The condition of the adsorption temperature was 60.degree. The content of carbon dioxide in crude nitrous oxide is 530 ppm by volume, and the content of nitrogen dioxide is 30 ppm by volume, and it is prepared by mixing carbon dioxide, nitrogen dioxide, and nitrous oxide using a mass flow meter. did.

粗亜酸化窒素が充填されたボンベから供給された液化ガスを、図示しないオイルバスで８０℃に加温された配管中を通過させることにより気化させ、さらに図示しない加熱器で６０℃に昇温して圧力３．７ＭＰａの粗亜酸化窒素ガスとした。そして、粗亜酸化窒素ガスを実施例５と同様の２つの吸着塔に導入した。粗亜酸化窒素の吸着塔への導入条件は、線速度０．２５ｍ／ｍｉｎ、空間速度７５とした。   The liquefied gas supplied from a cylinder filled with crude nitrous oxide is vaporized by passing it through a pipe heated to 80 ° C. with an oil bath not shown, and further heated to 60 ° C. with a heater not shown The crude nitrous oxide gas had a pressure of 3.7 MPa. Then, crude nitrous oxide gas was introduced into the same two adsorption towers as in Example 5. The conditions for introducing crude nitrous oxide into the adsorption column were a linear velocity of 0.25 m / min and a space velocity of 75.

モレキュラーシーブ３Ａが装填された吸着塔から排出された亜酸化窒素をＦＴ−ＩＲで分析し、亜酸化窒素中の二酸化炭素、二酸化窒素、水の含有量を測定した。その結果、１体積ｐｐｍ未満であった二酸化炭素の含有量が吸着剤であるソーダライムの破過により１体積ｐｐｍ以上となったのは、吸着開始から約７８時間後であり、１体積ｐｐｍ未満であった水の含有量が吸着剤であるモレキュラーシーブ３Ａの破過により１体積ｐｐｍ以上となったのは、吸着開始から約８７時間後であった。二酸化窒素は破過しなかった。
この結果から、吸着剤としてソーダライムと過マンガン酸アルカリ金属塩を含有する固体状吸着剤とモレキュラーシーブ３Ａとを組合わせることにより、亜酸化窒素中に含まれる二酸化炭素、二酸化窒素を同時に効果的に除去できる上、ソーダライムから放出される水を効果的に除去できることが分かった。 The nitrous oxide discharged from the adsorption tower loaded with the molecular sieve 3A was analyzed by FT-IR to determine the contents of carbon dioxide, nitrogen dioxide and water in nitrous oxide. As a result, the content of carbon dioxide, which was less than 1 volume ppm, became 1 volume ppm or more by breakthrough of soda lime which is the adsorbent, after about 78 hours from the start of adsorption, less than 1 volume ppm It was about 87 hours after the start of adsorption that the content of water was 1 ppm by volume or more by the breakthrough of the molecular sieve 3A which is the adsorbent. The nitrogen dioxide did not break through.
From this result, by combining solid adsorbent containing soda lime and alkali metal permanganate as adsorbent with molecular sieve 3A, carbon dioxide and nitrogen dioxide contained in nitrous oxide are simultaneously effective. It was found that the water released from soda lime could be removed effectively.

〔実施例７：二酸化炭素、二酸化窒素、酸素、窒素の除去〕
図４とほぼ同様の精製設備を用いて、不純物として二酸化炭素、二酸化窒素、酸素、及び窒素を含有する粗亜酸化窒素の精製を行った。この精製においては、まず吸着塔を用いた吸着工程により二酸化炭素、二酸化窒素を除去し、その後に蒸留塔を用いた蒸留工程により酸素、窒素の除去を行った。 [Example 7: Removal of carbon dioxide, nitrogen dioxide, oxygen, nitrogen]
Purification of crude nitrous oxide containing carbon dioxide, nitrogen dioxide, oxygen, and nitrogen as impurities was performed using a purification facility substantially similar to FIG. In this purification, carbon dioxide and nitrogen dioxide were first removed by an adsorption step using an adsorption column, and then oxygen and nitrogen were removed by a distillation step using a distillation column.

また、粗亜酸化窒素中の二酸化炭素の含有量は５３０体積ｐｐｍ、二酸化窒素の含有量は３０体積ｐｐｍ、酸素の含有量は２８０体積ｐｐｍ、窒素の含有量は５２０体積ｐｐｍであり、マスフローメーターを用いて二酸化炭素、二酸化窒素、酸素、窒素、及び精亜酸化窒素を混合することにより調製した。
粗亜酸化窒素が充填されたボンベから供給された液化ガスを、図示しないオイルバスで８０℃に加温された配管中を通過させることにより気化させ、さらに図示しない加熱器で６０℃に昇温して圧力３．７ＭＰａの粗亜酸化窒素ガスとした。そして、粗亜酸化窒素ガスを実施例６と同様の２つの吸着塔に導入して、加圧条件下、温度６０℃で吸着を行った。粗亜酸化窒素の吸着塔への導入条件は、線速度０．２５ｍ／ｍｉｎ、空間速度７５とした。 In addition, the content of carbon dioxide in crude nitrous oxide is 530 ppm by volume, the content of nitrogen dioxide is 30 ppm by volume, the content of oxygen is 280 ppm by volume, and the content of nitrogen is 520 ppm by volume, mass flow meter Prepared by mixing carbon dioxide, nitrogen dioxide, oxygen, nitrogen, and nitrous oxide.
The liquefied gas supplied from a cylinder filled with crude nitrous oxide is vaporized by passing it through a pipe heated to 80 ° C. with an oil bath not shown, and further heated to 60 ° C. with a heater not shown The crude nitrous oxide gas had a pressure of 3.7 MPa. Then, the crude nitrous oxide gas was introduced into the same two adsorption towers as in Example 6, and adsorption was performed at a temperature of 60 ° C. under pressurized conditions. The conditions for introducing crude nitrous oxide into the adsorption column were a linear velocity of 0.25 m / min and a space velocity of 75.

２つの吸着塔を通過した亜酸化窒素を１９５ｇ／ｈの流量で蒸留塔に供給し、圧力を３．６ＭＰａ、温度を７℃、低沸点成分排出管からの低沸点成分の排出量を５ｇ／ｈ、高純度亜酸化窒素抜出管からの精亜酸化窒素の抜出量を１９０ｇ／ｈに設定して蒸留を行った。蒸留塔の寸法は内径２０ｍｍ、高さ５．５ｍであり、蒸留用充填物であるディクソンパッキン（直径６ｍｍ）が約１．４Ｌ充填されている。   The nitrous oxide that has passed through the two adsorption columns is supplied to the distillation column at a flow rate of 195 g / h, the pressure is 3.6 MPa, the temperature is 7 ° C., and the low boiling point component discharge pipe discharges 5 g / h h, distillation was performed while setting the amount of removal of nitrous oxide from the high purity nitrous oxide outlet tube to 190 g / h. The dimensions of the distillation column are an inner diameter of 20 mm and a height of 5.5 m, and about 1.4 L of Dixon packing (6 mm in diameter) which is a packing for distillation is packed.

モレキュラーシーブ３Ａが装填された吸着塔から排出された亜酸化窒素をＦＴ−ＩＲで分析し、亜酸化窒素中の二酸化炭素、二酸化窒素、水の含有量を測定した。その結果、二酸化炭素、二酸化窒素、水については不検出であり、酸素の含有量は２８０体積ｐｐｍ、窒素の含有量は５２０体積ｐｐｍのままで変化はなかった。また、高純度亜酸化窒素抜出管から抜出した精亜酸化窒素を分析したところ、酸素の含有量は０．３体積ｐｐｍであり、窒素の含有量は０．５体積ｐｐｍであった。   The nitrous oxide discharged from the adsorption tower loaded with the molecular sieve 3A was analyzed by FT-IR to determine the contents of carbon dioxide, nitrogen dioxide and water in nitrous oxide. As a result, carbon dioxide, nitrogen dioxide, and water were not detected, the content of oxygen was 280 ppm by volume, and the content of nitrogen was unchanged at 520 ppm by volume. In addition, analysis of the purified nitrous oxide extracted from the high purity nitrous oxide outlet pipe revealed that the content of oxygen was 0.3 volume ppm and the content of nitrogen was 0.5 volume ppm.

１０ 吸着塔
２０ 吸着塔
３０ 蒸留塔 10 adsorption tower 20 adsorption tower 30 distillation tower

Claims (9)

二酸化炭素、二酸化窒素、一酸化窒素、及びアンモニアのうち少なくとも一種を不純物として含有する亜酸化窒素を、含水率３質量％以上のソーダライムを含有する固体状吸着剤及びモレキュラーシーブ３Ａを含有する固体状吸着剤を備える吸着塔に導入し、前記ソーダライムを含有する固体状吸着剤及び前記モレキュラーシーブ３Ａを含有する固体状吸着剤に前記亜酸化窒素を接触させて、前記亜酸化窒素から前記不純物を除去する吸着工程を含む亜酸化窒素の精製方法。 Solid adsorbent containing soda lime having a water content of 3% by mass or more and nitrous oxide containing at least one of carbon dioxide, nitrogen dioxide, nitrogen monoxide and ammonia as an impurity, and solid containing molecular sieve 3A The nitrous oxide is brought into contact with the solid adsorbent containing the soda lime and the solid adsorbent containing the molecular sieve 3A , introduced into the adsorption tower provided with the porous adsorbent, and the impurities from the nitrous oxide are brought into contact with the solid adsorbent. A method of purifying nitrous oxide comprising an adsorption step of removing 前記亜酸化窒素を０．１５ｍ／ｍｉｎ以上０．３ｍ／ｍｉｎ以下の線速度で前記吸着塔に導入する請求項１に記載の亜酸化窒素の精製方法。The method for purifying nitrous oxide according to claim 1, wherein the nitrous oxide is introduced into the adsorption tower at a linear velocity of 0.15 m / min to 0.3 m / min. 前記亜酸化窒素中の二酸化炭素の含有量は１０００体積ｐｐｍ未満であり、二酸化窒素の含有量は３０体積ｐｐｍ未満であり、一酸化窒素の含有量は１０体積ｐｐｍ未満であり、アンモニアの含有量は２５体積ｐｐｍ未満である請求項１又は請求項２に記載の亜酸化窒素の精製方法。The content of carbon dioxide in the nitrous oxide is less than 1000 ppm by volume, the content of nitrogen dioxide is less than 30 ppm by volume, the content of nitrogen monoxide is less than 10 ppm by volume, the content of ammonia The method for purifying nitrous oxide according to claim 1 or 2, wherein the amount of N is less than 25 ppm by volume. 前記亜酸化窒素を、前記ソーダライムを含有する固体状吸着剤に接触させた後に、前記モレキュラーシーブ３Ａを含有する固体状吸着剤にさらに接触させる請求項１〜３のいずれか一項に記載の亜酸化窒素の精製方法。 The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the nitrous oxide is further contacted with the solid adsorbent containing the molecular sieve 3A after being contacted with the solid adsorbent containing the soda lime . Purification method of nitrous oxide. 前記吸着塔は、過マンガン酸アルカリ金属塩を含有する固体状吸着剤をさらに備え、前記吸着工程は、前記ソーダライムを含有する固体状吸着剤、前記モレキュラーシーブ３Ａを含有する固体状吸着剤、及び前記過マンガン酸アルカリ金属塩を含有する固体状吸着剤に前記亜酸化窒素を接触させることを含む請求項１〜４のいずれか一項に記載の亜酸化窒素の精製方法。 The adsorption column further comprises a solid adsorbent containing an alkali metal salt of permanganate, and the adsorption step comprises: a solid adsorbent containing the soda lime ; a solid adsorbent containing the molecular sieve 3A; The method for purifying nitrous oxide according to any one of claims 1 to 4, further comprising contacting the nitrous oxide with a solid adsorbent containing the alkali metal permanganate. 前記亜酸化窒素を、前記ソーダライムを含有する固体状吸着剤に接触させた後に、前記過マンガン酸アルカリ金属塩を含有する固体状吸着剤にさらに接触させ、さらにその後に前記モレキュラーシーブ３Ａを含有する固体状吸着剤に接触させる請求項５に記載の亜酸化窒素の精製方法。 After contacting the nitrous oxide with the solid adsorbent containing soda lime , the nitrous oxide is further contacted with the solid adsorbent containing the alkali metal permanganate, and thereafter containing the molecular sieve 3A 6. The method for purifying nitrous oxide according to claim 5 , wherein the nitrous oxide is brought into contact with a solid adsorbent. 前記吸着工程を加圧条件下で行う請求項１〜６のいずれか一項に記載の亜酸化窒素の精製方法。 The method for purifying nitrous oxide according to any one of claims 1 to 6 , wherein the adsorption step is performed under pressure. 前記亜酸化窒素を蒸留する蒸留工程をさらに含む請求項１〜７のいずれか一項に記載の亜酸化窒素の精製方法。 The purification method of nitrous oxide according to any one of claims 1 to 7 , further comprising a distillation step of distilling the nitrous oxide. 前記亜酸化窒素が窒素及び酸素の少なくとも一方を不純物としてさらに含有し、前記蒸留工程は、窒素及び酸素の少なくとも一方を除去することを含む請求項８に記載の亜酸化窒素の精製方法。 The method for purifying nitrous oxide according to claim 8 , wherein the nitrous oxide further contains at least one of nitrogen and oxygen as an impurity, and the distillation step includes removing at least one of nitrogen and oxygen.
JP2015024054A 2015-02-10 2015-02-10 Purification method of nitrous oxide Active JP6510257B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015024054A JP6510257B2 (en) 2015-02-10 2015-02-10 Purification method of nitrous oxide
KR1020150165517A KR101812532B1 (en) 2015-02-10 2015-11-25 Purification process of nitrous oxide

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015024054A JP6510257B2 (en) 2015-02-10 2015-02-10 Purification method of nitrous oxide

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016147766A JP2016147766A (en) 2016-08-18
JP6510257B2 true JP6510257B2 (en) 2019-05-08

Family

ID=56691584

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015024054A Active JP6510257B2 (en) 2015-02-10 2015-02-10 Purification method of nitrous oxide

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6510257B2 (en)
KR (1) KR101812532B1 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107638787A (en) * 2017-10-17 2018-01-30 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 The system and method for nitrogen oxides in a kind of removing gas
CN110841428A (en) * 2019-10-28 2020-02-28 宿州伊维特新材料有限公司 Nitrous oxide's clean system
KR102342829B1 (en) * 2020-03-26 2021-12-24 주식회사 에프알디 High purity nitrous oxide refining apparatus for manufacturing semiconductor and OLED and for medical
KR102394305B1 (en) * 2020-05-22 2022-05-04 주식회사 에프알디 Impurity removing apparatus applied in high purity nitrous oxide refining facilities for manufacturing semiconductor and OLED and for medical
CN115430283B (en) * 2022-09-23 2023-03-28 全椒科利德电子材料有限公司 Method for purifying nitrous oxide

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2811181A1 (en) * 1978-03-15 1979-09-20 Hoechst Ag PROCESS FOR THE MANUFACTURING OF NITROGEN MONOXIDE
JP3294390B2 (en) * 1993-07-26 2002-06-24 日本エア・リキード株式会社 Ultra high purity nitrous oxide production method and apparatus
JP4312878B2 (en) * 1999-03-19 2009-08-12 高砂熱学工業株式会社 Advanced cleaning equipment
US6370911B1 (en) * 1999-08-13 2002-04-16 Air Liquide America Corporation Nitrous oxide purification system and process
US6238467B1 (en) * 1999-09-24 2001-05-29 Gore Enterprise Holdings, Inc. Rigid multi-functional filter assembly
JP2003277027A (en) 2002-03-19 2003-10-02 Sumitomo Seika Chem Co Ltd Method for recovering and purifying nitrous oxide
JP4031293B2 (en) 2002-06-05 2008-01-09 住友精化株式会社 Nitrous oxide recovery and purification method and recovery and purification equipment
JP2014108370A (en) * 2012-11-30 2014-06-12 Toyobo Co Ltd Nitrogen oxide remover
US10464813B2 (en) * 2013-06-18 2019-11-05 Versum Materials Us, Llc Process for recovery and purification of nitrous oxide

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016147766A (en) 2016-08-18
KR20160098019A (en) 2016-08-18
KR101812532B1 (en) 2017-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA3017323C (en) Carbon dioxide recovery method and recovery device
JP6510257B2 (en) Purification method of nitrous oxide
JP6575050B2 (en) Carbon dioxide recovery method and recovery apparatus
TWI460003B (en) Gas purifying method and gas purifying device
CA2738301C (en) Carbon dioxide purification using activated carbon as nox and so2 sorbent/catalyst
CA3017705C (en) Carbon dioxide recovery method and recovery apparatus
JP5392745B2 (en) Xenon concentration method, xenon concentration device, and air liquefaction separation device
JP2003175311A (en) Thermal swing adsorption method and adsorption unit and apparatus therefor
WO2008060544A2 (en) Method and apparatus for the recovery and re-use of process gases
WO2013084402A1 (en) Method and apparatus for separating hydrogen sulfide and hydrogen production system using same
KR20150125978A (en) Purification of argon through liquid phase cryogenic adsorption
JP5989916B2 (en) Improving the rate of CO2 absorption in aqueous potassium carbonate with ammonia-based catalysts
EP3218084B1 (en) Process for removing and recovering h2s from a gas stream by cyclic adsorption
US9174853B2 (en) Method for producing high purity germane by a continuous or semi-continuous process
JP5916949B2 (en) Method for purifying ammonia, a mixture of nitrogen and hydrogen, or a mixture of nitrogen, hydrogen and ammonia
Vakili et al. Removal of hydrogen sulfide from gaseous streams by a chemical method using ferric sulfate solution
JP2007245111A (en) Preprocessing method and apparatus for air liquefaction separation
JPH0230607A (en) Production of highly pure nitrogen
JP2002284512A (en) Method for manufacturing high-purity nitrogen trifluoride
JP5684898B2 (en) Gas purification method
JPS62117612A (en) Regenerating method for adsorption tower
WO2022155661A1 (en) Methods for producing anhydrous hydrogen iodide (hi)
SU831152A1 (en) Method of separating blowing gas at ammonia synthesis
JPS63251496A (en) Method of purifying gas mainly composed of carbon monoxide
KR20000040605A (en) Method for removing methane gas using activated carbon

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180118

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180823

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180828

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20181019

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190326

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190404

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6510257

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350