(57)【要約】クロルアルカリプラントから高濃度の三塩化窒素夾雑物を含有する液体塩素を安全に気化させる方法。上昇型の流れ方向を有する垂直型のプラグフロー型気化器において、三塩化窒素を含有する液体塩素の流送物が受け取られる。空気、窒素、又は塩素ガス等のガスが、気化器の沸騰区画の上流で液体送物中に導入されて、気化器における三塩化窒素の大量蓄積を防止する流動様式、例えば、環状流又はミスト流を誘発する。三塩化窒素を含有する液体塩素は気化される。生じるガス流送物は、三塩化窒素を破壊するために処理されて、塩素製造の一連の流れに再利用される。
2013521210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非水平型に配向され、上昇型の流れ方向を有するプラグフロー型気化器において、三塩化窒素を含有する液体塩素を気化させる方法であって、
（ａ）三塩化窒素を含有する液体塩素を含む流送物を受け取るステップと、
（ｂ）気化器の沸騰区画の上流で、ステップ（ａ）の流送物中にガスを導入するステップと、
（ｃ）ステップ（ｂ）からの三塩化窒素を含有する液体塩素を気化させて、塩素ガスおよび三塩化窒素ガスを含む流送物を生産するステップと
を備える方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、
ステップ（ｂ）は、ステップ（ａ）の流送物中に、沸騰区画における三塩化窒素のいかなる大量蓄積も最小化する流動様式を誘発する方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の方法において、
ステップ（ａ）の流送物は、塩素製造プラントの塩素製造の一連の流れから受け取られる方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法において、
ステップ（ａ）の流送物は、塩素スクラバーから受け取られる方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法において、
ガスは、空気、窒素又は塩素蒸気、或いはこれらの混合物からなる方法。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法において、
ガスは、空気、窒素、塩素蒸気、水素、ヘリウム又は酸素、或いはこれらの混合物からなる方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法において、
ガスは、液体塩素１ｋｇ当たりガス０．０１〜１０ｋｇの範囲の流量を有する方法。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法において、
ガスは、液体塩素１ｋｇ当たりガス０．０１〜１ｋｇの範囲の流量を有する方法。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法において、
ガスは、液体塩素１ｋｇ当たりガス０．０２〜０．１５ｋｇの範囲の流量を有する方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法において、
気化器は、水平に対して０．１〜９０度の範囲の角度をなす方法。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法において、
気化器は、ほぼ垂直である方法。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法において、
ステップ（ｂ）の流動様式は、環状流及びミスト流のうちの１つである方法。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法において、
ステップ（ｂ）の流動様式は、沸騰区画における液体塩素のプール沸騰を最小化する方法。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法において、
ステップ（ｂ）の流動様式は、沸騰区画における液体塩素の逆混合を最小化する方法。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法において、
ステップ（ａ）の流送物は、５０ｐｐｍより高い三塩化窒素濃度を有する方法。
【請求項１６】
請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法において、
ステップ（ａ）の流送物は、２００ｐｐｍより高い三塩化窒素濃度を有する方法。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法は、更に、
ステップ（ｃ）の後に、
（ｄ）  ステップ（ｃ）の流送物中の三塩化窒素を破壊して塩素ガスと窒素ガスとを含む流送物を生成するように処理するステップを備える方法。
【請求項１８】
請求項１７記載の方法において、
ステップ（ｄ）は、ステップ（ｃ）の流送物を、５×１０４〜１×１０７Ｐａ（０．５〜１００バール）の範囲の圧力で、滞留時間を０．５秒〜５分の範囲として、３０〜３００℃の範囲の温度に加熱するステップからなる方法。
【請求項１９】
請求項１８記載の方法において、
前記温度は３５〜２５０度の範囲であり、前記滞留時間は１秒〜３分の範囲である方法。
【請求項２０】
請求項１７、１８又は１９記載の方法において、
ステップ（ｄ）は、過熱器において行われる方法。
【請求項２１】
請求項２０記載の方法において、
前記過熱器は、気化器の過熱区画からなる方法。
【請求項２２】
請求項２０又は２１記載の方法において、
前記過熱器は、三塩化窒素を破壊する触媒を含有する触媒床を有している方法。
【請求項２３】
請求項１７記載の方法において、
ステップ（ｄ）は、ステップ（ｃ）の流送物を、三塩化窒素を破壊する触媒を含有する触媒床に導入するステップからなる方法。
【請求項２４】
請求項２２又は２３記載の方法において、
前記触媒床は、−４０〜３００℃の範囲の温度および５×１０４〜１×１０７Ｐａ（０．５〜１００バール）の範囲の圧力で、０．１秒〜５分の範囲の滞留時間作動する方法。
【請求項２５】
請求項１７〜２４のいずれか一項に記載の方法は、更に、
ステップ（ｄ）の後に、ステップ（ｄ）の流送物の温度を調節するステップを備える方法。
【請求項２６】
請求項１７〜２５のいずれか一項に記載の方法は、更に、
ステップ（ｄ）の流送物を、塩素製造プラントの塩素製造の一連の流れに再利用するステップを備える方法。
【請求項２７】
請求項２６記載の方法において、
いかなる不用流出物も生産されず、またいかなる三塩化窒素処理用化学薬品も添加されない方法。
【請求項２８】
三塩化窒素を含有する液体塩素を気化させるための装置であって、
（ａ）非水平型に配向され、上昇型の流れ方向を有するプラグフロー型塩素気化器と、
（ｂ）三塩化窒素を含有する液体塩素を含む流送物を気化器の中に受け取るための導入口と、
（ｃ）段落（ｂ）の導入口の下流に設けられた気化器の沸騰区画と、
（ｄ）沸騰区画の上流に設けられ、ガスを液体流送物の中に導入するためのガス導入口と
を備える装置。
【請求項２９】
請求項２８記載の装置において、
段落（ｂ）の導入口は、塩素製造設備の塩素製造の一連の流れに対し作動可能に連結されている装置。
【請求項３０】
請求項２８又は２９記載の装置において、
ガスは、空気、窒素又は塩素蒸気、或いはこれらの混合物からなる装置。
【請求項３１】
請求項２８又は２９記載の装置において、
ガスは、空気、窒素、塩素蒸気、水素、ヘリウム又は酸素、或いはこれらの混合物からなる装置。
【請求項３２】
請求項２８〜３１のいずれか一項に記載の装置は、更に、
沸騰区画の下流に設けられて三塩化窒素ガスを破壊するための破壊手段を備える装置。
【請求項３３】
請求項３２記載の装置において、
前記破壊手段は、過熱器からなる装置。
【請求項３４】
請求項３３記載の装置において、
前記過熱器は、前記気化器の過熱区画からなる装置。
【請求項３５】
請求項３２記載の装置において、
前記破壊手段は、触媒床からなる装置。
【請求項３６】
請求項３２記載の装置において、
前記破壊手段は、過熱器及び触媒床の両方からなる装置。
【請求項３７】
請求項２８〜３６のいずれか一項に記載の装置は、更に、
ガスの供給源を備える装置。
【請求項３８】
請求項２８〜３７のいずれか一項に記載の装置において、
前記気化器は、水平に対して０．１〜９０度の範囲の角度をなす装置。
【請求項３９】
請求項２８〜３７のいずれか一項に記載の装置において、
前記気化器は、ほぼ垂直である装置。
【請求項４０】
請求項３２記載の装置は、更に、
三塩化窒素を破壊する手段からの塩素ガスおよび窒素ガスの流送物を、塩素製造プラントの塩素製造の一連の流れに再利用するための手段を備える装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塩素製造工程、例えば、クロルアルカリ製造工程からの三塩化窒素を含有する液体塩素の流送物の処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
塩素の工業的生産では、少量の副産物である三塩化窒素（ＮＣｌ３）が生成される。クロルアルカリ製造工程において、その生成量は、工程に供給された塩の中に存在するアンモニアの量に比例する。三塩化窒素は、クロルアルカリのセル室から流出する製品塩素に付随する。
【０００３】
三塩化窒素は、臨界濃度（約１３重量％であると報告された）に達すると爆発する不安定な化合物であるが、３重量％の低い濃度でも分解して危険な状態を引き起こすと考えられている。しかしながら、設備を損傷しかねないとみなすにあたっては、三塩化窒素の臨界量も必要とされる。クロリン・インスティテュート・インコーポレイテッド（Chlorine Institute Inc.）の報告書によれば、１２．７ｍｍ（１／２インチ）の壁厚を備えた典型的な塩素槽には、１．５ｇｍ／ｃｍ２ほどの純粋な三塩化窒素の液境膜により亀裂が入る可能性がある。塩素より著しく低い蒸気圧を有する化合物であることから、三塩化窒素を含有する液体塩素の蒸発に伴い、三塩化窒素が濃縮する可能性がある。三塩化窒素は、クロルアルカリ製造設備における爆発および惨事の原因と考えられる。
【０００４】
通常は、塩素製品は、液体として供給される。しかしながら、最終使用者は、通常は、使用に先立って液体塩素を蒸発させる。塩素の蒸発の仕方によっては、三塩化窒素濃度が増大する虞がある。従って、塩素製造工程において、最終使用者が安全に液体塩素を蒸発させることができるように、三塩化窒素濃度を最終的な塩素製品中において低く、一般的にはわずか数ｐｐｍに保つことが、非常に重要である。クロルアルカリ製法では、三塩化窒素は、塩素の圧縮及び液化よりも前に吸収ステップを通じて、例えば、塩素洗浄装置（塩素スクラバー）にて製品塩素から除去されることが多い。この洗浄ステップにおいて、三塩化窒素は、新しい清浄な製品塩素に吸収され、スクラバーから押し出されて、四塩化炭素又はクロロホルムが入った三塩化窒素分解装置と称される貯蔵タンクに入る。分解装置では、溶媒は塩素の沸点より高い温度に維持される。液体塩素が温溶媒と接触すると、液体塩素は塩素スクラバーの中へ瞬時に戻る一方、三塩化窒素は溶媒に吸収される。分解装置における条件は、三塩化窒素が徐々にかつ安全に分解するように選択される。やがて、タールおよび他の不純物が溶媒中で増大し、溶媒を定期的に交換する必要があり、処分されるべき不用流出物が生成される。
【０００５】
規制上の制約および製品品質の両方の理由から（すなわち、最終製品である塩素中の有機物含量を低減するため）、塩素製造の一連の流れにおいて四塩化炭素およびクロロホルムのような溶媒の使用を回避することが望ましい。
【０００６】
四塩化炭素溶媒またはクロロホルム溶媒を使用せずに三塩化窒素を処分する方法は、ファーガソン（Ferguson）らの特許文献１に記載されている。同文献では、乾燥塔からの塩素ガスが、圧縮ステップおよび液化ステップの上流で塩酸に接触させられる。しかしながら、この処理工程では、処分されるか又は他の場所で使用しなければならない酸性の不用流出物が生じることになる。
【０００７】
特許文献１に記載された方法では、塩素が気化されて、処理工程に再利用される。しかしながら、これらは、三塩化窒素含有物を除去又は破壊した後に限って行われる。現在実施される工業的方法では、塩素は同じく気化されて処理工程に再利用されるが、三塩化窒素が四塩化炭素もしくはクロロホルム、または他の適切な有機溶媒へ吸収された後に限られる。塩素の気化は、クロルアルカリ生産設備の最終的な塩素製品から三塩化窒素を除去するために提案されたほとんどの方法において重要なステップである。
【０００８】
分解装置および有機溶媒の使用、または処理が必要な不用流出物を生じる他の化学薬品の使用を回避するため、塩素スクラバーからの高濃度の三塩化窒素を含有する液体塩素流送物を気化させることができることは望ましい。しかしながら、現在工業的に使用される塩素気化器は、そのような流送物の気化において欠点を有している。工業用塩素気化器として、一般に、垂直型バヨネット式ユニットのような非水平型ユニット、または釜型リボイラー式ユニットのような水平型気化器ユニットが挙げられる。以降の考察における便宜のため、正の傾斜を備えた非水平型ユニットを、水平から０．１〜９０度の角度を有する「垂直型」ユニットと称する。これらの水平型および垂直型の塩素気化器として、プール沸騰型気化器およびプラグフロー型気化器として２つのタイプが挙げられる。垂直型バヨネット式または釜型リボイラー式気化器のようなプール沸騰型気化器では、液体塩素の主本体から液体塩素が蒸発する。塩素としての液体塩素の主本体中の塩素濃縮物よりも低い蒸気圧を有する化合物は蒸発する。フッカー式気化器またはチューブ式気化器のような上昇流型気化器では、液体塩素が気化器を通って移動するにつれて蒸発する。上昇流型気化器では、現れた流動様式に応じて、塩素より低い蒸気圧を有する化合物が、後述するようにユニット内で局所的に濃縮可能である。いずれのタイプの気化器も、三塩化窒素を濃縮する危険があることから、通常は、高濃度の三塩化窒素を含有する液体塩素の気化には使用されない。ユーロ・クロル（Euro Chlor）は、「リボイラー」中の液体塩素における三塩化窒素の濃度について、過度な濃縮を回避するために１０００ｐｐｍ未満に維持することを推奨している。濃縮する傾向と三塩化窒素が分解する傾向との間には、複雑かつ完全には理解されていないバランスが存在する。
【０００９】
従来の垂直型の上昇流型気化器では、塩素は、３つの異なる様式の区画を通って該ユニットの全長を流れる。第１区画では、液体塩素がその沸点にまで加熱される。第２区画では塩素が蒸発し、第３区画では生じた塩素ガスが過熱される。三塩化窒素が危険なまでに濃縮する可能性があるのは、垂直型の上昇流型気化器の第２区画内すなわち沸騰区画内である。しかしながら、沸騰区画から予熱区画への液体の還流も濃縮を引き起こす可能性がある。
【００１０】
一般に、従来の垂直型の上昇流型気化器の沸騰区画では、３つの流動様式が対立している。第１の流動様式は、蒸気がまだほとんど生じていない沸騰の初期に起こり、「チャーン」流動様式が現われる。チャーン流動様式では、蒸気と液体とが無秩序に混合および逆混合する。十分な蒸気が生成されると、蒸気が液体を前方かつ伝熱壁に向かって押しながら伝熱チャンバ（例えばチューブ）の中心を通って流れる「環状」流動様式が現われる。最後に、十分な蒸気が生成されて、該システムを、液体が小さな液滴に分割されて蒸気と無秩序に混合すると同時に沸騰区画を通って前進する「ミスト」流動様式へと導く。三塩化窒素が濃縮して大量蓄積する可能性があるのは、チャーン流動様式が存在する沸騰区画である。この区画では、液体塩素は逆混合する可能性があり、局所的な「プール」沸騰が現れる可能性がある。
【００１１】
環状流動様式がひとたび沸騰区画内に現れれば、液体は生成された蒸気によって前方に押し進められ、逆混合と、それによる三塩化窒素の蓄積とが最小限に抑えられる。逆混合は、ミスト流動様式においても最小限に抑えられる。液体が環状およびミスト流動様式によって前方に流れるにつれ、液体塩素は、溶解した三塩化窒素よりも速く蒸発する。しかしながら、液体中の三塩化窒素の量は減少し、蓄積されない。
【００１２】
従来の垂直型の上昇流型塩素気化器では、液体およびチャーン流動様式が存在し、かつ環状流動様式が達成される前の区画において、三塩化窒素濃度を大幅に増大させないようにことは困難である。その結果、このタイプの気化器は、三塩化窒素を多く含む液体塩素流送物の処理にはほとんど使用されない。
【００１３】
水平型または下降傾斜型のプラグフロー型気化器では、逆混合を伴わずに（すなわち局所的に三塩化窒素を濃縮することなく）液体塩素を蒸発させる機会が、垂直型の上昇流型ユニットと比べて大幅に増大する。これらのユニットでは、生じた蒸気によりユニットの容積が次第に占有されると共に、重力によって液体塩素が前方へと押し流される。適切に設計されれば、沸騰チャーン区画を完全に回避することは可能である。しかしながら、上記のタイプのユニットに対する懸念として、例えば、ユニットの気化処理能の超過（すなわち、あまりにも多くの液体塩素の供給）により、ユニットが偶発的に溢汪する可能性がある。ひとたび溢汪してしまえば、液体塩素の蒸発がプラグフロー型気化ではなくプール沸騰をもたらす。これにより、三塩化窒素が濃縮されて、危険な状態をもたらす可能性がある。他方、液体塩素で溢汪した垂直型の上昇流型気化器は、十分な気体塩素が再び生成されるとすぐに元の供給タンクへ急速に流出されて、プール沸騰状態を回避する。
【００１４】
要するに、垂直型の上昇流型、水平型、および下降流型の気化器はいずれも、三塩化窒素を多く含む液体塩素流送物への対処に欠点を有している。高濃度の三塩化窒素を含有する塩素流送物を気化させるための改善された方法が産業界において必要とされている。
【００１５】
四塩化炭素もしくはクロロホルムのような有機溶媒、またはその他の液体化学薬品を使用せずに、塩素流送物から取り出された三塩化窒素を処分する処理工程を提供することも望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】米国特許第３，５６８，４０９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
垂直型の上昇流型、水平型、および下降流型の気化器はいずれも、三塩化窒素を多く含む液体塩素流送物への対処において欠点を有している。高濃度の三塩化窒素を含有する塩素流送物を気化させるための改善された方法が産業界において必要とされている。
【００１８】
四塩化炭素もしくはクロロホルムのような有機溶媒、またはその他の液体化学薬品を使用せずに、塩素流送物から取り出された三塩化窒素を処分する処理工程を提供することも望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、非水平型に配向され、上昇型の流れ方向を有するプラグフロー型気化器において、三塩化窒素を含有する液体塩素を気化させる方法を提供する。該方法は、三塩化窒素を含有する液体塩素を含む流送物を受け取るステップと、気化器の沸騰区画の上流で該液体流送物中にガスを導入して、該液体流送物中に、沸騰区画における三塩化窒素のいかなる大量蓄積も防止または最小化する流動様式を誘発するステップと、該液体流送物を気化させて、塩素ガスおよび三塩化窒素ガスを含む流送物を生産するステップとを備える。
【００２０】
いくつかの実施形態によれば、該方法は、気化する流送物中の三塩化窒素を破壊して、三塩化窒素の分解により形成された窒素ガスを伴った塩素ガスを含む流送物を生成するように処理するステップを備える。窒素ガスとともに塩素ガスを含む流送物を、塩素製造工程の塩素の一連の流れに再利用してもよい。
【００２１】
本発明は、更に、本発明の方法を実行するための装置を提供する。該装置は、非水平型に配向され、上昇型の流れ方向を有するプラグフロー型塩素気化器を備える。該装置は、三塩化窒素を含有する液体塩素の流送物を気化器の中に受け取るための導入口を有する。該液体導入口の下流には、気化器の沸騰区画が設けられている。該装置は、存在するガス、例えば、空気、窒素又は塩素ガスを液体流送物の中に導入するためのガス導入口を沸騰区画の上流に有する。
【００２２】
従って、本発明は、三塩化窒素を多く含む液体塩素流送物を安全に蒸発させるための方法および装置を提供する。この塩素気化処理工程は、上昇型のプラグフロー型塩素気化器の沸騰区画内におけるチャーン流動様式を回避し、したがって、高濃度、例えば、５０ｐｐｍ超の三塩化窒素を含有する液体塩素を安全に気化させる手段を提供する、有効な手段を提示する。気化器の姿勢が縦向であることから、気化器の偶発的な溢汪によりプール沸騰が引き起こされず、三塩化窒素濃縮の可能性が回避される。該処理工程は、気化器の沸騰区画内における著しい逆混合またはプール沸騰をもたらさない任意の流動様式へと供給原料の液体塩素を至らしめるのに十分な量のガス（蒸気）を、塩素気化器の沸騰区画の上流のいずれかの地点において導入することを含む。プラグフロー型気化器は、水平姿勢から０．１°〜９０°のいずれかの角度をなす。液体流送物に導入されるガスは、任意の適切なガスまたは蒸気であってよく、例えば、限定しないが、空気、窒素、塩素ガス、水素、ヘリウムおよび酸素、ならびにこれらの混合物であってよい。気化器への液体塩素供給原料は、気化器の沸騰区画に到達する前に強制的に適正な流動様式とされるので、液体塩素の安全な気化が可能となる。
【００２３】
本発明の上記およびその他の特徴は、以降の説明および特定の実施形態の図面から明白となろう。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の処理工程の第１の実施形態の概略図。
【図２】塩素気化器の概略図。
【図３】三塩化窒素が過熱器を使用して破壊される、処理工程の第２の実施形態の概略図。
【図４】三塩化窒素が触媒床を使用して破解される、処理工程の第３の実施形態の概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以降の説明および図面において、対応する要素および類似の要素は同じ参照数字によって言及される。
図１に示すように、本発明の処理工程の第１の実施形態において、垂直型で上昇型のプラグフロー型気化器２０は、クロルアルカリプラントの塩素製造の一連の流れ２４から、三塩化窒素を含有する液体塩素の流送物（流送物２２）を受け取る。製造の一連の流れ２４は、塩水の電気分解によって塩素ガスが製造されるクロルアルカリのセル室１０を有している。塩素スクラバー１１は、セル室からガス状塩素の流送物１２を受け取り、かつ液体塩素流送物１３を受け取る。クロルアルカリのセル室１０と塩素スクラバー１１との間に通常は存在する他のユニット作業が、図示されていない。スクラバーからのガス状塩素流送物１４は、圧縮機１５に供給されてから、液化される。塩素スクラバー１１の底部から、三塩化窒素を多く含む液体塩素（流送物１６）が貯蔵タンク１７に供給され、該タンクから流送物２２が気化器２０へと送られる。別例として、三塩化窒素を多く含む液体塩素を、いかなる貯蔵タンクも使用せずにスクラバー１１から気化器２０に直接供給してもよい（流送物１６Ａ）。一般に、流送物２２は、５０ｐｐｍ以上の三塩化窒素を有する。
【００２６】
気化器２０は、図２に図示されている。気化器は、ほぼ垂直であるが、水平に対し０．１〜９０°の範囲の任意の角度をなしてもよい；即ち、気化器は、上向きに傾斜する非水平型であり、上昇型の流れ方向を有する。気化器２０は本体２６を有し、加熱マントル３０を通って流れる加熱媒体の流送物２８によって加熱される。気化器２０は、入口端３４に、液体流送物が加熱される加熱区画３２と、該加熱区画の下流に、液体塩素が蒸発される沸騰区画３６とをそれぞれ有している。気化器の出口端３８では、塩素ガスおよび三塩化窒素ガスの流送物４０が気化器から出る。
【００２７】
ガス供給源４２からのガス、例えば、空気、窒素もしくは塩素ガス、またはこれらの混合物（流送物４４）は、気化器の沸騰区画３６の上流で、液体塩素および三塩化窒素の流送物２２へと導入される。ガス流送物４４は、気化器に入る前に、液体流送物２２の中へ導入されてもよく、或いは、図２中の任意選択の流送物４４Ａ，４４Ｂに示すように、気化器の加熱区画３２へ直接導入されてもよい。
【００２８】
ガス流送物４４は、供給原料である液体塩素を、気化器の沸騰区画３６内部での著しい逆混合又はプール沸騰を許容しない気化器２０内部での流動様式とするのに十分な流量をもって供給される。そのような流動様式の例として、環状流動様式およびミスト流動様式が挙げられる。ガス流送物４４の流量は、液体塩素１ｋｇ当たりガス０．０１〜１０ｋｇの範囲であってもよいし、液体塩素１ｋｇ当たりガス０．０１〜１ｋｇ、または０．０２〜０．１５ｋｇであってもよい。効果は、塩素および三塩化窒素が蒸発するにつれて、三塩化窒素が気化器のプールおよび沸騰区画内に蓄積しないようにすることである。三塩化窒素の濃度は、塩素の蒸気圧が高い（沸点が低い）ことから、沸騰区画を通じて高められる。しかしながら、誘発された流動様式により、気化器内部での三塩化窒素の濃度増加および大量蓄積が制限されて、処理するのに安全なレベルとなる。
【００２９】
気化器の出口端３８では、三塩化窒素ガスを伴った塩素ガスと、液体流送物中に供給されたガスとを含む流送物４０が、ステップ４６での更なる処理のために送られる。例えば、流送物４０は、塩素が水素と反応して塩酸を製造する塩酸プラントに送られてもよい。別例として、ガス流送物４０は、次亜塩素酸システムに吸収されてもよい。別の選択肢として、後述するように、三塩化窒素を破壊して流送物４０を塩素製造の一連の流れに再利用することもある。
【００３０】
本発明の処理工程の第２の実施形態においては、気化器２０で生じたガス混合物は、三塩化窒素を破壊するための１以上のユニット作業へと送られる。三塩化窒素破壊ステップから出るガス、即ち、塩素ガスおよび窒素ガスは、クロルアルカリ生産工程の塩素の一連の流れに再利用される。従って、本発明は、三塩化窒素を処理するための不用流出物の生成、または他の化学薬品もしくは溶媒の添加を回避することができる。三塩化窒素を破壊するステップは、様々な方法で行なうことができる。例えば、気化器中で蒸発したガス混合物は、過熱器へ導入されてもよく、該過熱器は、気化器ユニットの一部であってもよい。これは図３に示されており、図中、気化器２０は、沸騰区画３６の下流に過熱器区画３７を備えている。過熱器の操作条件は、三塩化窒素のほぼ完全な破壊を達成するように選択される。過熱器の平均操作温度は３０°〜３００℃の範囲、操作圧は５×１０４〜１×１０７Ｐａ（０．５〜１００バール）の範囲、および滞留時間は０．５秒〜５分の範囲であってよい。別例として、平均操作温度は３５°〜２５０℃の範囲、操作圧は大気圧〜９×１０６Ｐａ（９０バール）の範囲、および滞留時間は１秒〜３分の範囲であってよい。
【００３１】
過熱器から出る塩素ガス及び窒素ガスを含むガス流送物５２は、クロルアルカリ生産工程の塩素製造の一連の流れ２４に再利用される。
過熱器の使用に代えて、図４に示すように、気化器２０で蒸発したガスを、三塩化窒素が破壊される触媒床５４に送るようにしてもよい。触媒床は、例えば、三塩化窒素を破壊するための触媒としてＭｏｎｅｌ（商標）を含有していることが好ましい。触媒床は、−４０〜３００℃の範囲の温度、５×１０４〜１×１０７Ｐａ（０．５〜１００バール）の範囲の圧力、および０．１秒〜５分の範囲の滞留時間で操作されてもよい。触媒床から出る塩素ガス及び窒素ガスを含むガス流送物５２は、塩素製造の一連の流れ２４に戻って再利用されるか、または他のユニット作業に送られる。
【００３２】
任意選択で、処理工程は、三塩化窒素を破壊するために過熱器および触媒床の両方を使用してもよい。触媒床は、個別のユニットよりはむしろ、気化器の過熱器区画の内部に設けられてもよい。
【００３３】
任意選択で、三塩化窒素破壊ステップ（例えば、過熱器または触媒床）から出るガスは、図３及び図４に示すように、塩素の一連の流れに戻って再利用される前に、温度調節ステップ５６に送られてもよい（流送物６０）。これにより、約８０°〜１２０℃の温度である三塩化窒素破壊ステップから出るガス流送物の温度が、約−３５℃の温度である塩素の一連の流れへ導入するためのより低い温度へと低下させられる。
【００３４】
本発明について様々な実施形態によって説明してきたが、本発明がこれらの実施形態に限定されることは意図されない。本発明の範囲内の様々な改変形態は当業者には明白であろう。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって定義される。
【図１】
2013521210.tif 000003
【図２】
2013521210.tif 000004
【図３】
2013521210.tif 000005
【図４】
2013521210.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成25年2月20日(2013.2.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法において、
気化器は、垂直である方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３９】
請求項２８〜３７のいずれか一項に記載の装置において、
前記気化器は、垂直である装置。
【国際調査報告】
2013521210.tif 000007
2013521210.tif 000008
2013521210.tif 000009