JPH01219009A - 一酸化二窒素の回収方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〉 本発明はヒドロキシルアンモニウム塩を製造する際に生
成する廃ガスから一酸化二窒素を回収する方法に関する
。

一酸化二窒素は麻酔剤等に用いられる。

〈従来の技術〉 一酸化二窒素を含むガスから一酸化二窒素を回収する方
法としては、シクロアルカノールの硝酸酸化によって生
成する廃ガスを圧縮液化して一酸化二窒素を回収する方
法が知られている（特開昭５４−２０９９４号公報）。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、圧縮液化する方法は水素を含まないガス
については適用できても、本発明のような水素を含む場
合は爆発の危険性が増加するので適用し難いし、この方
法では得られる一酸化二窒素の純度はあまり高くなく、
純度を上げるためにストリッピング等の精製手段を付は
加えなければならない。

かかる事情に鑑み、本発明者らヒドロキシルアンモニウ
ム塩の製造の際に生成する廃ガスから一酸化二窒素の安
全かつ効率的な回収方法見い出すべく鋭意検討した結果
、本発明を完成するに至った。

（課題を解決するための手段〉 すなわち本発明は、鉱酸水溶液中で触媒の存在下に一酸
化窒素を水素で接触還元することによりヒドロキシルア
ンモニウム塩を製造する際に生成する一酸化二窒素を含
有する廃ガスから一酸化二窒素を回収する方法において
、第一の熱交換器で該廃ガスを冷却して含有する水分を
伝熱面上に固化して除去し、第二の熱交換器で更に冷却
して一酸化二窒素を固化することを特徴とする一酸化二
窒素の回収方法である。

ヒドロキシルアンモニウム塩を製造する際に生成する廃
ガスには、通常、水素が４０〜８５容量％、一酸化窒素
が３〜１８容量％、一酸化二窒素が２〜１６容量％およ
び窒素が含まれ、水分が飽和している。

初めに第一の熱交換器において該廃ガスを約０〜−８５
℃、好ましくは一８５℃に近い温度に冷却し、水分等の
一酸化二窒素より高沸点成分または高凝固点成分を除去
する。この冷却は次の第二の熱交換器で一酸化二窒素を
分離したガス（以下、深冷ガスと称する）と第二の熱交
換器で用いた冷媒の一部を用いて容易に行うことができ
る。第二の熱交換器で更に冷却して一酸化二窒素を固化
するので一酸化二窒素が液化および固化しない範囲でで
きるだけ冷却するのが好ましい。それにより水分が殆ど
除去することができ、一酸化二窒素の純度が向上する。

水分の除去が不充分であると次の第二冷却器で固化し、
固化した水分は除去しにくいので出来るだけ除去するこ
とが望ましい。

これらの水分等は化学的方法等の他の方法で除去しても
構わないが、第二の熱交換器において更に冷却するため
に用いた冷媒の一部や、一酸化二窒素を分離した後の深
冷ガスを用いて効率的で容易に除去できるので冷却固化
する方法が好ましく用いられる。

水分等を除去した廃ガスは次いで第二の熱交換器におい
て更に約−９０〜−１５０℃に冷却して一酸化二窒素を
固化させる。温度が低すぎると他の不純物成分を含む原
因となるので、一酸化二窒素の固化温度（−９０，８℃
）より、約５〜３０℃低い約−９５〜−１２０℃で行う
のが望ましい。上記の冷却温度はガスの圧力により多少
変化する。

水素ガスを比較的多く含有する該廃ガスの場合は、−船
釣に圧力は低い程爆発範囲が狭く安全であり、例えば水
素５０％、一酸化窒素１０％一酸化二窒素１２％、窒素
２８％を含む場合には操作圧力は２ｋｇ／ｃａｔ　ａｂ
ｓ以下が望ましい。

これら水分除去から一酸化窒素の固化までは減圧下で行
うことも可能である。圧力は低い程安全上は好ましいが
、水分の分離が困難となるので約０．３〜２　ｋｇ／　
ｃｒｌａｂｓで通常行われる。

第二の熱交換器において用いられる冷媒は上記の冷却を
行えるものなら特に限定されるものではなく、例えばエ
タノールを液体窒素で冷却して用いられる。液体窒素を
直接用いても可能である。

第一の熱交換器に固化した水分は、定期的に廃ガスと深
冷ガスの流路を交互に切り替えて、深冷ガスを通してい
た側へ廃ガスを通して水分を固化し、水分が固化してい
る側へ深冷ガスを通すことにより深冷ガス中へ水分を揮
発させて除去する。この時深冷ガスの圧力を廃ガス圧力
の半分程度に低くしてやる必要がある。その圧力は冷却
温度によっても変わり、適宜設定される。別の熱源で氷
結固化した水分を除去する必要はなく上記の方法は効率
的である。また冷却熱量が不足する場合には第二の熱交
換器で使用した冷媒の一部が補給される。

第二の熱交換器に固化した一酸化二窒素は冷却を停止し
、加温用の冷媒を用いて凝固点以上に加温し熱交換器か
ら取り出す。加温用の冷媒は特に制限されるものではな
く、例えば冷却用に用いたエタノールを温度調整して用
いられこの一酸化二窒素が分離された深冷ガスはヒドロ
キシルアンモニウム塩の製造に回収使用が可能である。

以下、本発明の一態様を示す第１図に基づいて説明する
。本願発明の対象とする廃ガスがライン５より水分除去
用の熱交換器１に入り、約０〜−８５℃に冷却される。

水分は伝熱面上に氷結固化する。水分の除去された廃ガ
スはライン６より一酸化二窒素回収用の熱交換器２また
は３に入る。そこで約−９０〜−１５０℃に冷却され一
酸化二窒素が伝熱面上に固化する。この冷却は熱交換器
４で液体窒素１０で冷却されたエタノール９等によって
行われる。あるいは液体窒素等で直接冷却しても良い。

エタノールを冷却するのに用いられた液体窒素の一部は
ライン１０を通って熱交換器１へ送られ、水分除去のた
めの冷却熱量が不足する場合に用いられる。熱交換器１
の冷媒として液体窒素の代わりに熱交換器２または３で
使用したエタノールを用いてもよい。所定の量の一酸化
二窒素が固化した後に熱交換器を切り替え、また冷媒９
も加温用の媒体１１に切り替えて固化した一酸化二窒素
を凝固点以上に加温しライン１２から一酸化二窒素を取
り出す。一酸化二窒素を分離した深冷ガスは熱交換器１
へ廃ガスの約半分の圧力に減圧されて通され、廃ガスの
冷却と固化した水分の除去に用いられる。

熱交換器１では廃ガスと一酸化二窒素を回収した深冷ガ
スの流路を定期的に交互に切り替え、深冷ガスを通して
いた側へ廃ガスを通して水分を固化し、水分が固化して
いる側へ深冷ガスを通すことにより深冷ガス中へ水分を
揮発させて水分を除去する。

〈発明の効果〉 本発明の方法により、ヒドロキシルアンモニウム塩の製
造の際に生成する廃ガスから一酸化二窒素を純度良く、
効率的に、かつ安全に回収することができる。

〈実施例〉 以下、本発明を実施例によってさらに詳細に説明するが
、本発明はこれらの実施例によって限定されない。

白金グラファイトを触媒とし、希硫酸中で一酸化窒素を
水素還元することによりヒドロキシルアンモニウム硫酸
塩を合成する際に生成した廃ガスを約１気圧で−２０〜
−７０℃に冷却し、水分を除去した。水分除去後の廃ガ
ス流量を測定したところ２．４６Ｎｍ”／Ｈであった。

このガスをガスクロマトグラフで分析したところ、水素
５８．８容量％、一酸化窒素５．４容量％、一酸化二窒
素１２．６容量％、窒素２３．１容量％であった。

この廃ガスを更に−１００〜−１２０℃に冷却し、一酸
化二窒素を固化した。固化後の廃ガスの流量は２．２３
Ｎｍ”／Ｈで組成は水素６５．０容量％、一酸化窒素５
，７容量％、一酸化二窒素３．９容量％、窒素２５．４
容量％であった。従って一酸化二窒素の回収率は７２％
であった。

一酸化二窒素を分離した深冷ガスは約０．４５気圧に減
圧して水分除去のための冷却と固化水分の除去に用いた
。

廃ガスの冷却のための冷媒にはエタノールを用い、エタ
ノールの冷却は液体窒素で行った。

一酸化二窒素を固化するために用いたエタノールは引き
続き水分除去のための冷却に用いた。

廃ガスを冷却して水分を除去する熱交換器において、定
期的に原料ガスである廃ガスと一酸化二窒素を回収した
後の深冷ガスの流路を変更し、深冷ガス中へ水分を揮発
させて除去した。

固化した一酸化二窒素の純度を測定するために機器内を
アルゴンガスで置換した後に固体を気化させガスクロマ
トグラフで分析した結果、組成は一酸化二窒素が９９．
８４容量％、水素が０．１６容量％であった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施態様を示す図である。 １　−　水分除去用の熱交換器 ２．３　一酸化二窒素固化用の熱交換器４、　　　冷媒
冷却用の熱交換器 ５．６　　廃ガスライン ７．８　　深冷ガスライン ９　　　・−冷媒ライン １０　　　　液体窒素ライン １１　・　　加温媒体ライン 、　　１２　　　一酸化二窒素ライン ＼ ＼、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鉱酸水溶液中で触媒の存在下に一酸化窒素を水素で
   接触還元することによりヒドロキシルアンモニウム塩を
   製造する際に生成する一酸化二窒素を含有する廃ガスか
   ら一酸化二窒素を回収する方法において、第一の熱交換
   器で該廃ガスを冷却して含有する水分を伝熱面上に固化
   して除去し、第二の熱交換器で更に冷却して一酸化二窒
   素を固化することを特徴とする一酸化二窒素の回収方法
   。 ２、一酸化二窒素を分離した後の深冷ガスを廃ガスより
   低い圧力で第一の熱交換器に供給してその冷却媒体とし
   用い、かつ第一の熱交換器において廃ガスと深冷ガスの
   流路を交互に切り替えて伝熱面上に固化している水分を
   深冷ガス中へ揮発させて除去する請求項１記載の一酸化
   二窒素の回収方法。