(57)【要約】  本発明は、腐食の低減に関する。本発明はアンモニア抽出中の腐食を減少させる方法を含む。方法はアンモニア抽出機器を使用してアンモニアを抽出するプロセスを実施することを含む。アンモニア抽出機器はアンモニアアブソーバ、アンモニアデソーバ、および水溶液を含む。水溶液は酸またはそのアンモニウム塩を含む。方法はまた、酸素含有ガスを水溶液中に、アンモニアアブソーバ、アンモニアデソーバ、およびそれらの間においてスパージすることを含む。発明はまた、その方法を実施することができるシステムを提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンモニア抽出中の腐食を減少させる方法であって、
アンモニアアブソーバ、アンモニアデソーバ、および酸またはそのアンモニウム塩を含む水溶液を備えてなるアンモニア抽出機器を使用しアンモニアを抽出するプロセスを行うことと、及び、
前記アンモニアアブソーバ、前記アンモニアデソーバ、およびそれらの間のうちの少なくとも１つにおいて、前記溶液中に、酸素を含むガスをスパージすることとを含んでなる、方法。
【請求項２】
前記スパージングが、少なくとも前記アンモニアデソーバおよび前記アンモニアデソーバのためのリボイラの腐食を低減させるのに十分なものである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記水溶液が、前記アブソーバと前記デソーバとの間で循環される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記デソーバにおいて、前記溶液中のアンモニウム塩が、アンモニアを含む生成混合物に変換される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記アブソーバにおいて、前記アンモニアが、アンモニア含有ガスストリームから前記水溶液中にアンモニウム塩として抽出される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ガスが、前記アンモニアデソーバ中にスパージされる、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記アンモニアデソーバが、ストリッパー塔およびストリッパー塔リボイラを備えてなる、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記アンモニアデソーバの腐食が低減される、請求項２に記載の方法。
【請求項９】
前記アンモニアアブソーバと前記アンモニアデソーバとの間の移送配管の腐食が低減される、請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
前記酸が、リン酸、硫酸、塩酸、硝酸、または酢酸である、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記アンモニウム塩が、リン酸一アンモニウムまたはリン酸二アンモニウムである、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記腐食を低減させることが、前記スパージングを含まないアンモニア抽出プロセスにおいて対応する機器の腐食と比べて、腐食速度または腐食重大度を低減させることを含んでなる、請求項２に記載の方法。
【請求項１３】
前記ガスが空気である、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
ガスコンプレッサーが、前記ガスをスパージするために使用される、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記アンモニア抽出機器が、アンモニア吸収塔、アンモニア吸収塔頂部、アンモニア吸着塔底部、アンモニアストリッパー塔、アンモニアストリッパー塔頂部、アンモニアストリッパー塔底部、ストリッパー塔リボイラ、アンモニア凝縮器、蒸留カラム、アンモニア濃縮器、熱交換器、バルブ、フィルタおよび移送配管のうちの少なくとも１つを備えてなる、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記アンモニアが、ガス状または蒸気ストリームから抽出される、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記アンモニアが、シアン化水素生成プロセス、肥料生成プロセス、廃水精製プロセス、アンモニア生成プロセス、公害防止プロセス、化石燃料燃焼プロセス、コーク製造プロセス、家畜管理プロセス、または冷蔵プロセスから抽出される、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記アンモニア抽出するプロセスが、未反応アンモニアをシアン化水素生成プロセスから回収することにより行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記アンモニアが、シアン化水素を生成するためのアンドルソフ法から回収される、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
腐食低減を有する前記アンモニアデソーバおよび前記アンモニアデソーバのための前記リボイラのうちの前記少なくとも１つが、ステンレス鋼を含んでなる、請求項２に記載の方法。
【請求項２１】
腐食低減を有する前記アンモニアデソーバおよび前記アンモニアデソーバのための前記リボイラのうちの前記少なくとも１つが、オーステナイト鋼、フェライト鋼、マルテンサイト鋼、ステンレス鋼シリーズ（４４０Ａ、４４０Ｂ、４４０Ｃ、４４０Ｆ、４３０、３１６、４０９、４１０、３０１、３０１ＬＮ、３０４Ｌ、３０４ＬＮ、３０４、３０４Ｈ、３０５、３１２、３２１、３２１Ｈ、３１６Ｌ、３１６、３１６ＬＮ、３１６Ｔｉ、３１６ＬＮ、３１７Ｌ、２３０４、２２０５、９０４Ｌ、１９２５ｈＭｏ／６ＭＯ、２５４ＳＭＯシリーズ鋼を含む）、またはそれらの組み合わせを含んでなる、請求項２に記載の方法。
【請求項２２】
腐食低減を有する前記アンモニアデソーバおよび前記アンモニアデソーバのための前記リボイラのうちの前記少なくとも１つが、超合金、ニッケル−銅合金、モネル４００、析出強化型ニッケル−鉄−クロム合金、インコロイブランド合金、インコロイ８００シリーズ、オーステナイトニッケル−クロム系インコネルブランド合金、ニッケル−クロム−モリブデン合金、ハステロイブランド合金、ハステロイＧ−３０、スーパーオーステナイトステンレス鋼、ＡＬ６ＸＮ、２５４ＳＭＯ、９０４Ｌ、二相ステンレス鋼、２２０５、スーパー二相ステンレス鋼、２５０７、ニッケル系合金、Ｃ２７６、Ｃ２２、Ｃ２０００、６００、６２５、８００、８２５、チタン合金、ジルコニウム合金、Ｚｒ７０２、ハステロイ２７６、デュプレックス２２０５、スーパーデュプレックス２５０７、エブライト（Ｅｂｒｉｔｅ）２６−１、エブライト（Ｅｂｒｉｔｅ）１６−１、ハステロイ２７６、デュプレックス２２０５、３１６ＳＳ、３１６Ｌおよび３０４ＳＳ、ジルコニウム、ジルコニウムクラッド３１６、フェラリウム２５５、またはそれらの任意の組み合わせを含んでなる、請求項２に記載の方法。
【請求項２３】
腐食低減を有する前記アンモニアデソーバおよび前記アンモニアデソーバのための前記リボイラのうちの前記少なくとも１つが、３０４または３１６オーステナイト鋼を含んでなる、請求項２に記載の方法。
【請求項２４】
前記水溶液中にスパージされる前記ガスの量が、前記溶液中への酸素スパージングの速度を所定の最低速度超で維持するのに十分である、請求項１に記載の方法。
【請求項２５】
前記所定の最低速度が、腐食低減を有する前記アンモニア抽出機器上の腐食低減層の形成、再生、または修復を可能にするのに十分なものである、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記水溶液中にスパージされる前記ガスの量が、腐食低減を有する前記アンモニア抽出機器上の腐食低減層を維持、再生、または修復するのに十分なものである、請求項１に記載の方法。
【請求項２７】
前記ガスが、前記水溶液中に十分低い量でまたは十分低い撹拌でスパージされ、
腐食低減を有する前記アンモニア抽出機器上の腐食低減層を破壊せず、腐食の低減を阻害しないものである、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記ガスが、前記水溶液中に十分低い量でスパージされ、
前記ガスが、スパージされるアンモニア抽出機器の温度制御を阻害しないものである、請求項１に記載の方法。
【請求項２９】
前記水溶液中へのガススパージングの速度が、前記水溶液中への酸素スパージングの速度を所定の最高速度未満で維持するのに十分なものである、請求項１に記載の方法。
【請求項３０】
前記所定の最高速度が、前記水溶液と平衡にあるガス相が不燃性であるようなものである、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記水溶液中への前記ガススパージングが、前記溶液中への酸素スパージングの速度を前記デソーバから前記アブソーバに流れる前記水溶液約１００ｌｂ〜約１０，０００ｌｂ毎に約１ｓｃｆで維持するのに十分な速度で行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項３２】
前記水溶液中への前記ガススパージングが、前記溶液中への酸素スパージングの速度を前記デソーバから前記アブソーバに流れる前記水溶液約５００ｌｂ〜約５０００ｌｂ毎に約１ｓｃｆで維持するのに十分な速度で行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項３３】
制御装置を使用して、前記水溶液中への酸素スパージングの速度が、所定の最低速度と所定の最高速度の間で維持されるように、前記ガススパージングを制御することをさらに含んでなる、請求項１に記載の方法。
【請求項３４】
前記スパージングが、前記アンモニアデソーバおよび前記アンモニアデソーバのためのリボイラのうちの少なくとも１つの腐食を低減させるのに十分であり、
腐食低減を有する前記アンモニアアブソーバおよび前記アンモニアデソーバのうちの前記少なくとも１つに生じた腐食の量を用いて、前記所定の最低速度または所定の最高速度を決定することをさらに含んでなる、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記生じた腐食の量が、視覚的に、または即時腐食速度測定により決定されるものである、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
腐食を減少させ、アンモニアを抽出するためのシステムであって、
アンモニア抽出機器と、ストリームと、およびガススパージャとを備えてなり、
前記アンモニア抽出機器が、アンモニアアブソーバ、アンモニアデソーバ、および酸またはそのアンモニウム塩を含む水溶液を備えてなるものであり、
前記ストリームが、アンモニアを含むガス状ストリームであり；前記アンモニアアブソーバにおいて、前記ガス状ストリーム中の前記アンモニアの少なくとも一部をアンモニウム塩に変換し；前記アンモニアデソーバにおいて、前記アンモニウム塩の少なくとも一部をアンモニアに変換し；及び、前記アブソーバと前記デソーバとの間で、前記水溶液を循環させてなるものであり、
前記ガススパージャが、前記アンモニアアブソーバ、前記アンモニアデソーバ、およびそれらの間のうちの少なくとも１つにおいて、前記水溶液中に、酸素を含むガスをスパージするものである、システム。
【請求項３７】
前記スパージが、前記アブソーバまたは前記デソーバのうちの少なくとも１つの腐食を低減させるのに十分なものである、請求項３６に記載のシステム。
【請求項３８】
制御装置をさらに備えてなるものであり、
前記制御装置が、前記水溶液中への酸素スパージングの速度が所定の最低速度と所定の最高速度との間で維持されるように前記ガススパージングを制御するものである、請求項３６に記載のシステム。
【請求項３９】
腐食センサをさらに備えてなり、
前記腐食センサが、腐食速度を測定するものであり、
前記腐食速度が、前記所定の最低速度または前記所定の最高速度を決定するために使用されるものである、請求項３８に記載のシステム。
【請求項４０】
アンモニア抽出中の腐食を減少させる方法であって、
未反応アンモニアを、シアン化水素を生成するためのアンドルソフ法からのガス状反応器排出ストリームから回収するプロセスを行うものであり、
前記プロセスが、アンモニアアブソーバと、アンモニアストリッパー塔およびアンモニアストリッパー塔リボイラを含むアンモニアデソーバと、酸またはそのアンモニウム塩を含む水溶液とを備えたアンモニア回収機器を使用して行うものであり、
前記アンモニアアブソーバにおいて、前記ガス状ストリーム中の前記アンモニアの少なくとも一部を、アンモニウム塩に変換し、
前記アンモニアデソーバにおいて、前記アンモニウム塩の少なくとも一部を、アンモニアに変換し、
前記水溶液が、前記アブソーバと前記デソーバとの間で循環され、
前記アンモニアデソーバまたは前記デソーバのリボイラにおいて、前記水溶液中に、酸素を含むガスを十分にスパージし、前記デソーバまたは前記リボイラの腐食を低減させることを含んでなり、
前記水溶液中への前記ガススパージングが、前記溶液中への酸素スパージングの速度を、前記デソーバから前記アブソーバに流れる前記水溶液約５００ｌｂ〜約５０００ｌｂ毎に約１ｓｃｆで維持するのに十分な速度で行われるものである、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は２０１２年７月１９に出願された米国仮特許出願第６１／６７３，４９５号の優先権の恩典を主張する。本出願はこれにより、参照により、この出願を、その全体を組み込む。
【背景技術】
【０００２】
酸などの腐食性材料の大規模使用は、多くの工業手順の必須部分となり得る。腐食は、多くの技術領域における機器の有用な寿命の著しい減少に至らしめる可能性がある。いくつかの例では、寿命の短縮がひどいので、機器修理または交換が、長期運転費の大部分を形成する可能性がある。大規模手順において使用される腐食性材料の１つの例は、アンモニアを抽出するための酸性水溶液の使用である。
【０００３】
アンドルソフ法は、メタンおよびアンモニアから酸素および白金触媒の存在下で、シアン化水素酸（ＨＣＮ）を生成させる。反応器排出ストリームからアンモニアを吸収する酸性水溶液吸着ループを使用して、未反応アンモニアを回収およびリサイクルしながらアンドルソフＨＣＮを行うことは経済的である。酸は、リン酸などの鉱酸とすることができ、これは、アンモニウム塩、例えばリン酸アンモニウムとしてアブソーバ中で捕捉することによりアンモニアガスを抽出することができる。アンモニアは、ストリッパー中で加熱することにより水溶液から解放させることができる。酸と接触する機器、例えばアブソーバ、ストリッパー、および関連する移送配管は、高い腐食速度を起こす可能性がある。機器のある領域、例えばストリッパーおよび関連するリボイラ内で起こる温度上昇は、腐食作用を悪化させる可能性がある。
【０００４】
耐食材料の使用は、機器の腐食速度を低減することができる。耐食材料の例としては、超合金、例えば、少量の鉄および微量の他の元素を含むニッケル−銅合金、例えばモネル（登録商標）４００、析出強化型ニッケル−鉄−クロム合金、例えばインコロイ（登録商標）ブランド合金、例えばインコロイ（登録商標）８００シリーズ、またはオーステナイトニッケル−クロム系インコネル（登録商標）ブランド合金、またはニッケル−クロム−モリブデン合金、例えばハステロイ（登録商標）ブランド合金、例えば、ハステロイ（登録商標）Ｇ−３０（登録商標）、またはジルコニウム、例えばＺｒ７０２、またはスーパー二相ステンレス鋼、例えば２５０７または２２０５が挙げられる。しかしながら、耐食材料を用いて製造した機器のコストは、より手頃な、従来の材料、例えばオーステナイトステンレス鋼、例えば３１６Ｌを使用（構成）して作製した機器のコストを著しく超える可能性がある。
【発明の概要】
【０００５】
本発明は、アンモニア抽出中の腐食を減少させる方法を提供する。方法は、アンモニア抽出機器を使用してアンモニアを抽出するためのプロセスを実施することを含む。アンモニア抽出機器はアンモニアアブソーバ、アンモニアデソーバ、および水溶液を含む。水溶液は酸またはそのアンモニウム塩を含む。方法はまた、酸素含有ガスを溶液中に、アンモニアアブソーバ、アンモニアデソーバ、またはその間においてスパージ（sparging）拡散、散布、振り掛け、注入、撒き散らす等）することを含む。
【０００６】
本発明は、他の腐食低減法を超えるある特定の利点を提供することができる。本発明の実施形態で起こる腐食低減は驚くべき利点である。酸素は酸化的化学的メカニズムを介して金属の腐食の一因となると一般に理解されている。例えば、水性液体中の溶存酸素は、とりわけ加熱水中で、金属の腐食を引き起こすと一般に考えられる。水性液体関連腐食に悩まされるいくつかの産業は、腐食を低減させようと酸素を除去するために著しい資源およびエネルギーを使用する。例えば、大きなまたは高価な腐食しやすい機器、例えばスチームプラントにおけるボイラーユニットにおいて水を加熱する前の、熱、真空圧力、スチームスパージング、酸素捕捉剤の使用を介した、または他の脱ガス方法を介した水性液体中の酸素の低減は業界の一般的慣習である。よって、水溶液への酸素の添加が腐食を低減するであろうということは、直観に反している。同様に、酸またはその塩を含む水溶液のすでに腐食した環境への酸素の添加が腐食を低減するであろうということは直観に反している。水性液体中での酸素腐食は液体が加熱される場合ずっと大きな危険となると考えられるということを考慮すると、加熱水溶液への酸素の添加が腐食の低減につながることはさらにいっそう直観に反している。本発明の実施形態は、安全で、信頼でき長持ちする構成材料として、オーステナイトステンレス鋼、例えば、例として３０４または３１６を使用することができるアンモニア抽出プロセスを提供することができる。本発明の実施形態のガススパージングは、高価でエキゾチックな耐食材料の使用よりも安価で効率的なものとすることができる。加えて、本発明の実施形態は、本明細書で記載されるガススパージングを含まない同様のアンモニア抽出プロセスよりも、より腐食を受けにくい耐食材料を使用することができるアンモニア抽出プロセスを提供することができる。驚いたことに、いくつかの実施形態では、本発明のガススパージングは、カルバミン酸塩またはイオンが存在しないのにも関わらず、腐食を低減するようにうまく作用することができる。驚いたことに、本発明のガススパージングはアンモニアアブソーバの酸性環境において腐食を低減するようにうまく作用することができる。スパージングはガスのアンモニア回収システムへの有利な送達方法を提供することができる。
【０００７】
本発明はより過酷でない条件下で、アンモニアを抽出し、よって腐食を減少させるためのシステムを提供する。アンモニア抽出機器はアンモニアアブソーバ、アンモニアデソーバ、および水溶液を含む。水溶液は酸またはそのアンモニウム塩を含む。システムはまた、アンモニアを含むガス状ストリームを含む。アンモニアアブソーバ中では、ガス状ストリーム中のアンモニアの少なくとも一部は、アンモニウム塩に変換される。アンモニアデソーバ中では、アンモニウム塩の少なくとも一部は、アンモニアに変換される。水溶液はアブソーバとデソーバの間で循環される。システムはまた、ガススパージャを含む。ガススパージャは酸素含有ガスを水溶液中に、アンモニアアブソーバ、アンモニアデソーバ、および配管を含む関連機器の少なくとも１つにおいて加える。
【０００８】
本発明はアンモニア抽出中の腐食を減少させる方法を提供する。方法は未反応アンモニアを、化学プロセスからのガス状反応器排出ストリームから回収するためのプロセスを実施することを含む。アンモニアが回収される化学プロセスはシアン化水素を生成させるアンドルソフ法である。アンモニア回収プロセスは、アンモニア回収機器を用いて実施される。アンモニア回収機器は、アンモニアアブソーバを含む。アンモニア回収機器はまた、アンモニアデソーバを含む。アンモニアデソーバはアンモニアストリッパー塔およびアンモニアストリッパー塔リボイラを含む。アンモニア回収機器はまた、酸またはそのアンモニウム塩を含む水溶液を含む。水溶液はアブソーバとデソーバの間で循環される。アンモニアアブソーバでは、ガス状ストリーム中のアンモニアの少なくとも一部は、アンモニウム塩に変換される。アンモニアデソーバでは、アンモニウム塩の少なくとも一部は、アンモニアに変換される。方法はまた、酸素含有ガスを水溶液中に、アンモニアデソーバまたはデソーバのためのリボイラにおいてスパージすることを含む。スパージングは、デソーバまたはリボイラの腐食を低減させるのに十分である。水溶液中へのガススパージングは、溶液中への酸素スパージングの速度を、デソーバからアブソーバに流れる水溶液約５００ｌｂ〜約５０００ｌｂ毎に約１ｓｃｆで維持するのに十分な速度で起こる。
【０００９】
図面では、必ずしも縮尺通りに描かれておらず、同様の数字はいくつかの図を通して実質的に同様の構成要素を示す。異なる添え字を有する同様の数字は、実質的に同様の構成要素の異なる場合を表す。図面は一般に、例として、本文書において記載される様々な実施形態を図示しているが、限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】様々な実施形態によるアンモニア回収システムを示す。
【図２】様々な実施形態によるアンモニア回収システムを示す。
【図３】様々な実施形態による、時間に伴うクロム濃度を示す。
【図４】様々な実施形態による、時間に伴うクロム濃度を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、開示された対象物のある特定の特許請求の範囲について詳細に言及する。その例が、添付の図面に図示される。開示された対象物は、列挙された特許請求の範囲と併用して記載されるが、それらは、開示された対象物をそれらの特許請求の範囲に制限することを意図しないことが理解されるであろう。それどころか、開示された対象物は、全ての代替物、改変、および等価物に及ぶことが意図され、それらは、特許請求の範囲により規定されるここで開示された対象物の範囲内に含めることができる。
【００１２】
本明細書における、「１つの実施形態」「一実施形態」「実施形態の一例」などへの言及は、記載される実施形態は特定の特性、構造、または特徴を含むことができるが、全ての実施形態が必ずしもその特定の特性、構造、または特徴を含まなくてもよいことを示す。その上、そのような句は必ずしも同じ実施形態を示さない。さらに、特定の特性、構造、または特徴が一実施形態との関連で記載される場合、明確に記載されているかどうかに関係なく、他の実施形態との関連でそのような特性、構造、または特徴に影響することは当業者の知識の範囲内にあると考えられる。
【００１３】
範囲形式で表される値は、範囲の限界として明確に列挙された数値だけを含むのでなく、その範囲内に包含される個々の数値またはサブ範囲を全て、各数値およびサブ範囲が明確に列挙されているかのように含むと、柔軟な形で解釈されるべきである。例えば、「約０．１％〜約５％」の濃度範囲は、約０．１ｗｔ％〜約５ｗｔ％の明確に列挙された濃度だけでなく、示された範囲内の個々の濃度（例えば、１％、２％、３％、および４％）およびサブ範囲（例えば、０．１％〜０．５％、１．１％〜２．２％、３．３％〜４．４％）もまた含むと解釈されるべきである。
【００１４】
この文書では、「１つの（ａ、ａｎ）」または「その（ｔｈｅ）」という用語は、文脈で明確に別記されない限り、１つ以上のものを含むために使用される。「または」という用語は、別記されない限り、非排他的な「または」を示すために使用される。加えて、本明細書で使用され、別様に規定されない表現または専門用語は、説明目的のためのものにすぎず、制限するものではないことが理解されるべきである。いずれの項見出しの使用も、文書の読み取りを助けることを意図し、制限するものと解釈されるべきではなく；項見出しに関する情報はその特定の項内または外で起こり得る。さらに、この文書で言及される刊行物、特許、および特許文書は全て、個々に、参照により組み込まれたかのように、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。この文書とそのように参照により組み込まれるそれらの文書の間に矛盾した使用があった場合には、組み込まれた参考文献における使用は、この文書の使用の補足であると考えるべきであり；相いれない矛盾では、この文書における使用が優先する。
【００１５】
本明細書で記載される製造方法では、工程は、一時的なまたは動作順序が明確に列挙されている場合を除き、発明の原理から逸脱せずに、任意の順序で実施することができる。
【００１６】
さらに、特定された工程は、明確な特許請求の範囲の言葉が、それらは別々に実施されると述べない限り、同時に実施することができる。例えば、Ｘを実施する、特許請求された工程およびＹを実施する、特許請求された工程は、単一動作内で同時に実施することができ、得られたプロセスは、特許請求されるプロセスの文字通りの範囲内に含まれるであろう。
【００１７】
定義
「約」という用語は、値または範囲においてある変動の程度、例えば、定められた値または範囲の定められた限界の１０％以内、５％以内、または１％以内を可能にする。範囲または連続値のリストが与えられた場合、別記されない限り、その範囲内の任意の値または与えられた連続値間の任意の値もまた開示される。
【００１８】
本明細書では、「実質的に」は、少なくとも約５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、９９．５％、９９．９％、９９．９９％、または少なくとも約９９．９９９％における場合のように、過半数、または大部分を示す。
【００１９】
本明細書で使用される「ｓｃｆ」という用語は、標準立方フィートを示す。「Ｓｃｆｈ」は、標準立方フィート／時間を示す。
【００２０】
本明細書で使用される「空気」という用語は、一般に地表レベルで大気から取られたガスの天然組成とおよそ同一の組成を有するガス混合物を示す。いくつかの例では、空気は周辺環境から取られる。空気はおよそ７８％の窒素、２１％の酸素、１％のアルゴン、および０．０４％の二酸化炭素、ならびに少量の他のガスを含む組成を有する。
【００２１】
本明細書で使用される「室温」という用語は、周囲温度を示し、これは、例えば、約１５℃〜約２８℃の間とすることができる。
【００２２】
本明細書で使用される「ガス」という用語は、蒸気を含む。
【００２３】
本明細書で使用される「スパージする」という用語は、ガスの液体中への注入を示し、よってガスは、液体と接触する。
【００２４】
本明細書で使用される「吸収する」または「吸収」という用語は、ガスの液体中での溶解またはガスの液体中の可溶性または不溶性塩への変換を示す。
【００２５】
本明細書で使用される「脱着する」または「脱着」という用語は、液体中に溶解されているガスの、液体中にもはや溶解していないガスへの変換、または液体中での、脱着される化合物の可溶性または不溶性塩の脱着された化合物への変換を示す。１つの例では、可溶性または不溶性塩はアンモニウム塩であり、脱着される化合物はアンモニアである。
【００２６】
本明細書で使用される「アブソーバ」という用語は、１つ以上の化合物をガス、蒸気、または液体から、液体中に吸収または抽出する１つ以上の機器を示す。吸収または抽出される１つまたは複数の化合物は吸収液中に溶解させることができ、または吸収液中の別の化合物、例えば、吸収される化合物の可溶性または不溶性塩の形態とすることができる。１つの例では、可溶性または不溶性塩はアンモニウム塩であり、吸収される化合物はアンモニアである。
【００２７】
本明細書で使用される「デソーバ」という用語は、１つ以上の化合物を液体から脱着する、例えば１つ以上のガスを液体から脱着する１つ以上の機器を示す。１つ以上の化合物は、液体に溶解させることができ、または、脱着される化合物の可溶性または不溶性塩の形態で、液体中に吸収させることができる。１つの例では、可溶性または不溶性塩はアンモニウム塩であり、脱着される化合物はアンモニアである。熱を使用して、１つ以上の化合物を液体から脱着させることができる。圧力差または添加化合物を使用して、１つ以上の化合物を液体から脱着させることができる。任意の好適な方法または方法の組み合わせを使用して、１つ以上の化合物を液体から脱着させることができる。
【００２８】
本明細書で使用される「リボイラ」という用語は、液体を加熱するために使用される熱伝達ユニットを示す。リボイラは塔の底付近に存在することができ、熱を塔の内容物に提供し、そのため塔は分離目的、例えばストリッピング（例えば脱着）または蒸留のために使用することができる。
【００２９】
本明細書で使用される「移送配管」という用語は、材料および機器、例えばパイプ、ポンプ、および他の機器を示し、これらは、水性液体または蒸気と、それが１つの機器から別の機器へ、例えばリボイラとストリッパー塔の間、ストリッパー塔とアブソーバ塔の間、またはストリッパー塔と凝縮器の間で移送させられる時に、接触する。
【００３０】
本明細書で使用される「腐食」という用語は、その周囲との化学反応による材料の崩壊を示す。
【００３１】
本明細書で使用される「不動態化層」という用語は、例えば腐食保護または他の耐食材料の遮蔽外層を示し、これはより深くより破壊的な腐食に対して保護するシェルを生成することができる。例えば、不動態化層は、下層の材料を破壊的腐食から遮蔽する金属酸化物または窒化物の層とすることができる。別の例では、不動態化層は、１つ以上の金属原子の好適な数の対イオンまたは共有結合された部分との組み合わせを含む化合物の層とすることができる。不動態化層は任意の好適な材料から作ることができる。
【００３２】
本明細書で使用される「ミル」という用語は、１インチの１０００分の１を示し、よって１ミル＝０．００１インチである。
【００３３】
本発明はアンモニア抽出中の腐食を減少させる方法を提供する。本発明はまた、その方法を実施することができるシステムを提供する。本発明は、アンモニアを抽出するために使用される水溶液中に酸素を含むガスをスパージすることにより、アンモニア抽出中の過度の腐食の技術的問題を解決する。
【００３４】
アンモニア抽出機器
アンモニア抽出機器は、任意の好適なアンモニア抽出機器を含むことができる。アンモニア抽出機器は、アンモニアアブソーバ、アンモニアデソーバ、および水溶液を含む。例えば、アンモニア抽出機器は、アンモニア吸着塔、アンモニア吸着塔頂部、アンモニア吸着塔底部、アンモニアストリッパー塔、アンモニアストリッパー塔頂部、アンモニアストリッパー塔底部、ストリッパー塔リボイラ、アンモニア凝縮器、蒸留カラム、アンモニア濃縮器、熱交換器、および存在する各機器のための移送配管のうちの少なくとも１つを含むことができる。移送配管は、例えば、パイプまたは機器を含むことができる。移送配管は、水溶液と、それが様々な機器の間を流れる時に接触する任意の材料を含むことができる。アンモニア抽出機器は工業的サイズとすることができる。
【００３５】
アンモニア抽出機器はアンモニアを供給ストリームから抽出する。供給ストリームは任意の好適な形態、例えばガス、蒸気、液体、またはそれらの組み合わせとすることができる。供給ストリームは、水を含むことができ、または供給ストリームは実質的に水を含まないものとすることができる。特定の組成を有するアンモニア供給ストリームは、供給ストリームの温度および圧力によって、異なる形態とすることができる。例えば、高圧または冷却供給ストリームは、液体状態の材料を含むことができ、一方、より低圧またはより高温下の実質的に同一の組成を有する供給ストリームは、ガス状態の材料を含むことができる。抽出機器は、任意の好適な数の成分を供給ストリームから抽出することができる。アンモニア供給ストリームは任意の好適な組成を有することができ、任意の好適な量のアンモニアおよび他のガスを含むことができる。例えば、アンモニア供給ストリームは、約１ｗｔ％、２、５、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、９５、９８、または約９９ｗｔ％アンモニアとすることができる。アンモニア供給ストリームは、アンモニアおよびシアン化水素を含むことができる。例えば、アンモニア供給ストリームは約１ｗｔ％、２、５、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、９５、９８、または約９９ｗｔ％シアン化水素とすることができる。
【００３６】
アンモニア抽出機器により抽出されるアンモニア供給ストリームは、任意の好適な源を起源とすることができる。例えば、アンモニア供給ストリームは、シアン化水素生成プロセス、肥料生成プロセス、廃水精製プロセス、アンモニア生成プロセス、公害防止プロセス、化石燃料燃焼プロセス、コーク製造プロセス、家畜管理プロセス、または冷蔵プロセスを起源とすることができる。アンモニア供給ストリームは、シアン化水素生成プロセスからの未反応アンモニアを含むことができる。アンモニア抽出機器は、シアン化水素を生成させるためのアンドルソフ法由来のアンモニアを回収することができ、この場合、メタンおよびアンモニアが、酸素と、白金族触媒の存在下で反応させられ、シアン化水素および水が得られる。
【００３７】
アンモニア抽出機器は水溶液を使用してアンモニアを抽出する。抽出中、水溶液は機器の内側の少なくとも一部と接触し、その中で、アンモニアアブソーバとアンモニアデソーバの間で、その間に配置された移送配管を介して循環される。アンモニアは水溶液中に、溶解されたガスとして、またはアンモニウム塩として吸収され、その後、水溶液からデソーバにおいて解放される。解放されたアンモニアは凝縮させることができる。アンモニアは凝縮されず、または一部しか凝縮されない。回収されたアンモニアは、これが回収された化学反応またはプロセス、例えば、ＨＣＮを生成するためのアンドルソフ法において再利用することができ、他の反応において使用することができ、または価値のある副産物として販売することができる。水溶液の一部は、抽出中に除去することができる。除去された溶液は処理して、抽出機器に戻すことができ、または処理もしくは分離して、その中の１つ以上のアンモニウム塩を回収することができ、これは任意で精製することができ、価値のある副産物として販売することができ、よってアンモニウム塩が回収される。
【００３８】
アンモニアアブソーバは任意の好適なアンモニアアブソーバとすることができる。アンモニアアブソーバは、アンモニアをアンモニア供給ストリームから水溶液中に吸収する。アンモニアアブソーバは任意の好適な量のアンモニアをアンモニア供給ストリームから吸収することができ、例えば、アンモニア供給ストリーム中の、約１ｗｔ％、２、５、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、９５、９８、９９、９９．５、９９．９、９９．９９、または約１００ｗｔ％のアンモニアが、水溶液中に、アンモニアアブソーバにおいて吸収され得る。アンモニアアブソーバでの吸収を受けたアンモニア供給ストリームは、さらなる処理のために他の機器に進むことができる。さらなる処理は、吸収されなかったアンモニアの少なくとも一部をリサイクルしてアブソーバに戻すことを含むことができる。さらなる処理は、他の化合物の抽出を含むことができ、または、大気中への放出のための好適な処理を含むことができる。
【００３９】
アンモニアは、溶解されたガスの形態で、またはアンモニウム塩、例えばリン酸アンモニウム（（ＮＨ4）3ＰＯ4）、リン酸二アンモニウム（（ＮＨ4）2ＨＰＯ4）、またはリン酸一アンモニウム（（ＮＨ4）（Ｈ2ＰＯ4））の形態で吸収される。塩は水溶液中に存在するイオンから形成され、そのイオンは、塩の形態で存在しても、しなくてもよい。アンモニアアブソーバはアンモニア供給ストリームを水溶液と接触させアンモニアを水溶液中に抽出する。接触は任意の好適な様式で起こり得る。例えば、接触は向流接触とすることができ、この場合、アンモニア供給ストリームおよび水溶液は反対方向でアブソーバを通って移動し、これにより、これらの間の接触を最大化するのが助けられ得る。いくつかの例では、アンモニア供給ストリームはアブソーバに底部セクション付近で入ることができ、一方、水溶液は頂部セクション付近で入る。アンモニア供給ストリームはアブソーバの頂部に向かって、水溶液を通って移動することができる。水溶液は液体、蒸気、またはそれらの組み合わせとすることができる。水溶液はアブソーバの頂部セクションからアブソーバの底部セクションに移動することができる。アブソーバは、その中に、水溶液とアンモニア供給ストリームの間の接触を増加させる機能的構造または充填材料を含むことができ、これにより、そのアブソーバ内での滞留中に供給ストリームから吸収されるアンモニアの量を最大化するのが助けられ得る。アブソーバは吸収塔とすることができる。
【００４０】
アンモニアアブソーバは任意の好適な設計とすることができ、一般に向流的に動作する。酸リスク吸着剤液はアブソーバ塔に、頂部付近で入ることができ、下方に流れる。アブソーバ塔は液体−液体接触を促進する内部を含み得る。好適な内部の例は、Ｋｉｒｋ−Ｏｔｈｍｅｒ  Ｅｎｃｙｃｌｏｐａｅｄｉａ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，  ３rd  Ｅｄｉｔｉｏｎ，  ｖｏｌ．  １，  ｐｐ．  ５３−９６  （Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ，  １９７８）において教示され、トレー、プレート、リングおよびサドルが挙げられるが、ほんの数例を挙げたにすぎない。アンモニア含有ガスは塔に底部付近で入ることができ、上方に流れ、液体がカラムの頂部付近で導入される場合、吸着剤液と向流的に接触する。カラムを氾濫させる（過度に高い液体添加による）、液体をアンモニアリッチガス中に同伴させる（過度のガス流による）、または吸収カラムへの不十分なガス流により引き起こされる低吸収性能の間、アブソーバカラムへのガスおよび液体流は、効率的な接触を提供するように制御される。カラム長、直径、および内部（複数可）の型の選択は、アンモニアリサイクルストリームに対するスループットおよび純度要求を考慮して、当業者により決定することができる。アンモニアをリサイクルする動機は、使用されたアンモニアストリームを廃棄するコストまたはアンモニアを大気に放出する可能性を最小に抑えることを含むことができる。アンモニアはアンドルソフ法にリサイクルさせることができる。
【００４１】
アンモニアアブソーバ塔から得られたＨＣＮ含有排出ストリームは、例えば、約０ｗｔ％〜約３ｗｔ％のアンモニア、または約３ｗｔ％〜約５ｗｔ％のアンモニア、または約５ｗｔ％〜約２０ｗｔ％アンモニアを含むことができる。
【００４２】
吸収されたアンモニアを含む水溶液はその後、移送配管を介して、デソーバに移動する。水溶液、または水溶液の一部は、デソーバに入る前に任意の好適な処理を受けることができる。いくつかの例では、水溶液の一部はアブソーバとデソーバの間で除去することができる。除去された部分は、好適に処理し、好適な場所で水溶液に戻すことができ、または永遠に除去することができる。除去された部分は濾過することができる。
【００４３】
アンモニア吸収システムを形成するためのカラムの任意の好適な構成は本発明により包含され、例えば、１つのカラム、または複数のカラム配列が挙げられる。単一のカラムは、所望の量のアンモニアを効果的に除去するために、水溶液と供給ストリームの間で必須の接触時間を提供することができるが、１つではなく複数のカラムを使用することが時としてより好都合である可能性がある。例えば、高い、または大きなカラムは構築し、収容し、および維持するには高価なものになり得る。アンモニアアブソーバの本明細書における記載はいずれも、一緒に、アンモニアアブソーバを形成する任意の好適な数のカラムを包含することができる。アンモニアアブソーバは、アブソーバユニットおよびストリッパーユニット、例えば、アンモニアをアンドルソフ法反応排出物から分離する実施形態では、ＨＣＮストリッパーユニットを含むことができる。アブソーバユニットはアンモニアを供給ストリームから、水溶液を使用して抽出することができる。アブソーバユニットに入る水溶液は、デソーバからの水溶液リサイクルストリームとすることができる。アブソーバは供給ストリームおよび水溶液を、少なくともある程度、分離させることができる。アブソーバユニットの頂部ストリームはアンモニアの大部分から分離されたＨＣＮを含むことができ、その後、ＨＣＮ回収システムに移動することができる。水溶液は、ＨＣＮを含む、残留供給ストリーム材料を含むことができ、その後、ストリッパーユニットに入り、これは水溶液を加熱する。ストリッパーユニットは水溶液および他の材料を分離させることができ、例えば残留ＨＣＮを含む残留供給ストリーム材料は、ストリッパーユニットにおいてより完全に、水溶液から分離させることができる。アンモニア吸収はまた、ストリッパーユニットにおいて起こり得る。ストリッパーユニットの頂部ストリームは、残留ＨＣＮまたは他の材料を含むことができ、アブソーバユニットに戻ることができ、例えば、供給ストリームと共に入る。ストリッパーユニットの底部ストリームはその後、アンモニアデソーバに移動することができる。
【００４４】
アンモニアデソーバは任意の好適なデソーバとすることができる。アンモニアデソーバはアンモニアを水溶液から脱着する。アンモニアデソーバは任意の好適な量のアンモニアを水溶液から脱着することができ、例えば、水溶液中の約１ｗｔ％、２、５、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、９５、９８、９９、９９．５、９９．９、９９．９９、または約１００ｗｔ％のアンモニアは、水溶液からアンモニアデソーバにおいて脱着させることができる。脱着されたアンモニアはデソーバから除去することができ、さらに処理され、例えば、凝縮または加圧されて、液体形態とされ、または液化なしで直接使用される。凝縮器を使用して水をアンモニアガスから除去することができ、これにより、その使用目的に対しより好適なものとすることができる。いくつかの例は、一連の凝縮器、例えば、水または他の材料を脱着されたものから出て行くガスストリームから除去するように設計された凝縮器、およびアンモニアを液化するように設計された別の冷却器または低圧凝縮器を含むことができる。脱着されたアンモニアはリサイクルさせることができ、アンドルソフＨＣＮ法のためのアンモニア供給物の少なくとも一部を提供することができる。
【００４５】
アンモニア脱着システムを形成するカラムの任意の好適な構成は本発明により包含され、例えば、１つのカラム、または複数のカラム配列が挙げられる。単一のカラムは水溶液およびアンモニアの必要な加熱および分離を提供することができるが、１つではなく複数のカラムを使用することが時としてより好都合で可能性がある。アンモニアデソーバの本明細書における記載はいずれも、一緒にアンモニアデソーバを形成する任意の好適な数のカラムを含むことができる。アンモニアデソーバは、アンモニアストリッパーユニットおよびアンモニア濃縮器ユニットを含むことができる。アンモニアデソーバは水溶液を加熱し、アンモニアをそこから除去することができる。アンモニアデソーバはアンモニアを水溶液から、ある程度分離させる。ストリッパーユニットの底部ストリームは、アブソーバに戻すことができる水溶液を含む。頂部ストリームは濃縮器ユニットに送ることができるアンモニアおよび水溶液を含む。濃縮器はさらに水溶液を加熱し、さらにアンモニアを水溶液から除去し、水溶液をアンモニアから分離させる。濃縮器の底部ストリームは、デソーバのストリッパーユニットに戻ることができる。濃縮器の頂部ストリームは主にアンモニアおよび水蒸気を含む。水蒸気はアンモニアから凝縮させることができ、アンモニアは、例えばリサイクルさせて、アンドルソフＨＣＮ法のための開始材料として使用することにより、任意の好適な様式で使用することができる。
【００４６】
水溶液中に、溶解されたガスまたはアンモニウム塩の形態で吸収されたアンモニアは、水溶液から脱着され、アンモニアおよび対応するイオンを提供し、これは、塩の形態で存在しても、しなくてもよい。アンモニアデソーバは水溶液を加熱し、真空圧力を適用し、または別様に処理し、アンモニウム塩に、アンモニアを放出させる。処理は、任意の好適な様式で起こり得る。デソーバは塔、またはストリッピング塔とすることができる。塔は水溶液のより良好な温度制御を可能にし、例えば、より冷たい水溶液が塔に入ると、これは、その中のより少ない部分の液体と接触することができ、その後、加熱され、これにより、塔内の加熱された液体の大部分は加熱されたままとすることができる。加熱は、塔の底部でのガス注入により、例えば任意の好適なガス、例えば空気またはスチームを用いて、起こることができ、塔はガスとその中の水溶液の間の接触および熱伝達を促進することができる。酸素含有ガスのストリッパー塔中へのスパージングを含む実施形態では、ガスと水溶液の間の接触は便宜的に塔設計により促進される。デソーバは、その中に、水溶液とその中に存在し得る任意のガスの間の接触を増加させる、またはその中の水溶液の混合を増加させることができる機能的構造もしくはその中の媒体を含むことができ、それは、供給ストリームから、そのデソーバ中での滞留中に脱着されるアンモニアの量を最大化するのを助けることができる。
【００４７】
リボイラは、熱をデソーバ中の水溶液に提供することができる。いくつかの例では、アンモニアデソーバはストリッパー塔およびストリッパー塔リボイラを含む。リボイラはストリッピング塔に、移送配管を介して、塔の任意の好適なセクションで、例えば塔の底部セクション付近で接続することができる。リボイラは任意の好適なリボイラとすることができる。水溶液は、塔に、塔の任意の好適なセクションで、例えば塔の頂部セクション付近で供給することができる。１つ以上のポンプはストリッパーとリボイラの間に配置された移送配管中に含めることができ、これにより、水溶液をストリッパー塔とリボイラの間で循環させることができる。ストリッパーとリボイラの間の液体の循環速度、またはリボイラにより液体に伝達される熱の量は、好適に調整することができ、よって、エネルギー使用とアンモニア回収の間の経済的な均衡をとることができる。アンモニアガスおよび水は、例えば、移送配管を介して、塔の頂部に移動することができる（そこで除去され得る）。水溶液は、デソーバから、任意の好適な場所で除去することができる。例えば、水溶液はストリッパーから、ストリッパーの底部セクションで、またはリボイラとストリッパーの間の移送配管から、またはストリッパーの頂部セクションで除去することができる。
【００４８】
本明細書におけるストリッパーは、任意の好適な設計とすることができる。一般に、ストリッパーは、蒸留カラムに類似し、内容物を加熱するリボイラユニットを底部付近に有する。より揮発性の内容物はカラムの頂部から出て行き、より揮発性の低い内容物は塔の底部から出て行く。ストリッパー塔は、ガス相と液相の間の化学反応および多重平衡を促進する内部を含むことができる。好適な内部の例はＫｉｒｋ−Ｏｔｈｍｅｒ  Ｅｎｃｙｃｌｏｐａｅｄｉａ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，  ３rd  Ｅｄｉｔｉｏｎ，  ｖｏｌ．  １，  ｐｐ．  ５３−９６  （Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ，  １９７８）において教示され、トレー、プレート、リングおよびサドルが挙げられるが、ほんの数例を挙げたにすぎない。カラム長、直径、および内部（複数可）の型の選択は、アンモニアリサイクルストリームに対するスループットおよび純度要求を考慮して、当業者により決定することができる。
【００４９】
脱着された水溶液は移送配管を介してアブソーバに戻ることができる。水溶液、または水溶液の一部は、アブソーバに入る前に、任意の好適な処理を受けることができる。いくつかの例では、水溶液の一部はデソーバとアブソーバの間で除去することができる。除去された部分は好適に処理し、水溶液に好適な場所で戻すことができ、または永遠に除去することができる。
【００５０】
アブソーバもしくはデソーバのいずれかまたはその任意の構成要素で起こる圧力は任意の好適な圧力とすることができる。例えば、好適な圧力は１ｐｓｉｇ、２ｐｓｉｇ、５ｐｓｉｇ、７ｐｓｉｇ、９ｐｓｉｇ、１１ｐｓｉｇ、１３ｐｓｉｇ、１５ｐｓｉｇ、１７ｐｓｉｇ、１９ｐｓｉｇ、２１ｐｓｉｇ、２３ｐｓｉｇ、２５ｐｓｉｇ、２７ｐｓｉｇ、２９ｐｓｉｇ、３１ｐｓｉｇ、３３ｐｓｉｇ、３５ｐｓｉｇ、３７ｐｓｉｇ、３９ｐｓｉｇ、４１ｐｓｉｇ、４３ｐｓｉｇ、４５ｐｓｉｇ、４７ｐｓｉｇ、４９ｐｓｉｇ、５１ｐｓｉｇ、５３ｐｓｉｇ、５５ｐｓｉｇ、５７ｐｓｉｇ、または５９ｐｓｉｇ以上に等しい、またはそれ以下とすることができる。アブソーバもしくはデソーバのいずれかまたはその任意の構成要素で起こる温度は任意の好適な温度とすることができる。例えば、好適な温度は、５０℃、６０℃、７０℃、８０℃、９０℃、１００℃、１１０℃、１２０℃、１３０℃、１４０℃、１５０℃、１６０℃、１７０℃、１８０℃、１９０℃、２００℃、２１０℃、２２０℃、２３０℃、２４０℃、または２５０℃以上に等しい、またはそれ以下とすることができる。アブソーバもしくはデソーバのいずれかまたはその任意の構成要素で起こるｐＨは任意の好適なｐＨとすることができ、例えば、ｐＨは、１、２、３、４、５、６、７、または約８に等しい、またはそれ未満とすることができる。
【００５１】
図１は様々な実施形態によるアンモニア回収システム１００を示す。供給ストリーム１１０はアンドルソフ法由来の反応排出物とすることができ、ＨＣＮおよびアンモニアを含むことができる。アンモニアアブソーバは、アブソーバユニット１０５を含むことができる。アンモニアアブソーバ１０５は、リボイラユニット１０６を有することができる。アブソーバユニット１０５は、アンモニアを供給ストリーム１１０から水溶液を用いて抽出する。アブソーバユニット１０５に入る水溶液はデソーバ１４５からの水溶液リサイクルストリーム１３０とすることができる。アブソーバは供給ストリームおよび水溶液を分離させる。アブソーバユニット１０５の頂部の出て行くストリーム１２０は、アンモニアの大部分から分離されたＨＣＮを含むことができ、その後、ＨＣＮ回収システムに移動することができる（図示せず）。アブソーバユニット１０５の底部の出て行くストリーム１４０はその後、アンモニアデソーバ１４５に移動することができる。
【００５２】
さらに、図１について説明すると、アンモニア回収システム１００はアンモニアデソーバ１４５を含む。アンモニアデソーバ１４５は、アンモニアデソーバリボイラ１４６を含むことができる。アンモニアデソーバ１４５は、水溶液を加熱し（リボイラ１４６を使用して）、アンモニアをそれから除去することができる。アンモニアデソーバ１４５はアンモニアを水溶液から分離させる。ストリッパーユニット１４５の底部ストリーム１３０は水溶液を含み、これはアブソーバユニット１０５に戻すことができる。頂部ストリーム１５０は主にアンモニアおよび水蒸気を含む。水蒸気はアンモニアから凝縮させることができ、アンモニアは、例えば、リサイクルさせて、アンドルソフＨＣＮ法のための開始材料として使用することにより、任意の好適な様式で使用することができる。本明細書で記載される酸素を含むガスのスパージングは、本明細書で記載されるように、例えば、デソーバ１４５の底部または下部セクションにおいて、デソーバ１４５のリボイラ１４６において、またはデソーバ１４５とデソーバリボイラ１４６の間の移送配管において起こり得る。
【００５３】
図２は、様々な実施形態によるアンモニア回収システム２００を示す。供給ストリーム２１０は、アンドルソフ法由来の反応排出物とすることができ、ＨＣＮおよびアンモニアを含むことができる。アンモニアアブソーバは、アブソーバユニット２０５およびストリッパーユニット２４５を含むことができる。アンモニアアブソーバ２０５は、リボイラユニット２０６を有することができる。ストリッパーユニット２４５は、リボイラユニット２４６を有することができる。アブソーバユニット２０５はアンモニアを、供給ストリーム２１０から水溶液を用いて抽出する。アブソーバユニット２０５に入る水溶液はデソーバストリッパーユニット２７０からの水溶液リサイクルストリーム２３０とすることができる。アブソーバは供給ストリーム２１０および水溶液を分離させる。アブソーバユニット２０５の頂部ストリーム２２０は、アンモニアの大部分から分離されたＨＣＮを含むことができ、その後、ＨＣＮ回収システムに移動することができる（図示せず）。水溶液２４０はＨＣＮを含む残留供給ストリーム材料を含むことができ、その後、ストリッパーユニット２４５に入ることができ、これは水溶液を加熱する（リボイラ２４６を使用して）。ストリッパーユニット２４５は水溶液および他の材料を分離させ、例えば残留ＨＣＮを含む残留供給ストリーム材料は、ストリッパーユニット２４５において、より完全に、水溶液から分離させることができる。アンモニア吸収はまた、ストリッパーユニット２４５において起こり得る。ストリッパーユニット２４５の頂部ストリーム２５０は、残留ＨＣＮまたは他の材料を含むことができ、アブソーバユニット２０５に戻ることができ、例えば供給ストリーム２１０と共に入る。ストリッパーユニット２４５の底部ストリーム２６０はその後、アンモニアデソーバストリッパーユニット２７０に移動することができる。
【００５４】
さらに、図２について説明すると、アンモニアデソーバは、アンモニアストリッパーユニット２７０およびアンモニア濃縮器ユニット２９０を含むことができる。アンモニアストリッパーユニット２７０は、リボイラ２７１を有することができる。アンモニア濃縮器ユニット２９０は、リボイラ２９１を有することができる。アンモニアストリッパー２７０は水溶液を加熱し（リボイラ２７１を使用して）、アンモニアをそれから除去することができる。アンモニアストリッパー２７０はアンモニアを水溶液から分離させる。ストリッパーユニット２７０の底部ストリーム２３０は、水溶液を含み、これはアブソーバユニット２０５に戻すことができる。頂部ストリーム２８０は、アンモニアおよび水溶液を含み、これは濃縮器ユニット２９０に送ることができる。濃縮器２９０はさらに水溶液を加熱し（リボイラ２９１を使用して）、さらにアンモニアを水溶液から除去し、水溶液をアンモニアから分離させる。濃縮器２９０の底部ストリーム２９５は、デソーバのストリッパーユニット２７０に戻ることができる。濃縮器２９０の頂部ストリーム２９８は主にアンモニアおよび水蒸気を含む。水蒸気はアンモニアから凝縮させることができ、アンモニアは、例えば、リサイクルさせて、アンドルソフＨＣＮ法のための開始材料として使用することにより、任意の好適な様式で使用することができる。本明細書で記載される酸素を含むガスのスパージングは、本明細書で記載されるように、例えば、アンモニアストリッパーユニット２７０の底部または下部セクションにおいて、アンモニアストリッパーユニット２７０のリボイラ２７１において、またはアンモニアストリッパーユニット２７０とアンモニアストリッパーユニットリボイラ２７１の間の移送配管において起こり得る。
【００５５】
水溶液
アンモニア抽出機器は水溶液を含む。水溶液はアブソーバとデソーバの間で循環し、アンモニアをアンモニア供給ストリームから吸収するために使用される。水溶液は、アンモニアを溶解されたガスとして、またはアンモニウム塩として吸収する。水溶液は、アブソーバ、デソーバ、および関連する移送配管を含む、アンモニア抽出機器の内部の少なくとも一部と接触する。水溶液と接触する機器の部分は腐食を受ける可能性があり、その少なくともいくらかは本発明により、本明細書で記載される酸素含有ガスのスパージングを実施せずに受ける対応する腐食と比べて低減される。
【００５６】
水溶液は、アンモニアを溶解されたガスとして、またはアンモニウム塩として吸収する。アンモニウム塩はアンモニウムイオンおよび対イオンを含む。対イオンは水溶液中の酸から提供され得る。あるいは、対イオンは溶液中にすでに存在する塩により提供され得る。
【００５７】
例えば、水溶液は、鉱酸、例えば塩酸または硫酸を含むことができる。例えば、酸が塩酸である場合、アンモニア供給ストリームを水溶液と接触させると、アンモニアは塩酸と反応することができ塩化アンモニウムを形成する。デソーバでは、塩化アンモニウムは、アンモニアおよび塩化水素に変換させることができる。
【００５８】
別の例では、水溶液は、リン酸（Ｈ3ＰＯ3）、リン酸一アンモニウム（（ＮＨ4）（Ｈ2ＰＯ4））（例えば「リン酸二水素アンモニウム」）、リン酸二アンモニウム（（ＮＨ4）2（ＨＰＯ4））（例えば「リン酸水素アンモニウム」）、リン酸アンモニウム（（ＮＨ4）3ＰＯ4）（例えば「リン酸三アンモニウム」）、またはそれらの任意の組み合わせを含むことができる。アブソーバでは、水溶液は、リン酸、リン酸一アンモニウム、およびリン酸二アンモニウムの少なくとも１つ、またはそれらの任意の組み合わせを含むことができ、任意でまた、リン酸アンモニウムを含む。デソーバでは、水溶液は、リン酸アンモニウム、リン酸二アンモニウム、およびリン酸一アンモニウムの少なくとも１つ、またはそれらの任意の組み合わせを含むことができ、任意でまた、リン酸を含む。アンモニアは水溶液と、アンモニア供給ストリームとの接触時に反応し、対イオン、例えば（Ｈ2ＰＯ4）-1、（ＨＰＯ4）-2、または（ＰＯ3）-3とアンモニウム塩を形成することができる。例えば、１分子のリン酸（Ｈ3ＰＯ3）は１分子のアンモニアと反応し、１分子のリン酸一アンモニウム（（ＮＨ4）（Ｈ2ＰＯ4））を形成することができる。別の例では、１分子のリン酸一アンモニウム（（ＮＨ4）2（ＨＰＯ4））は、１分子のアンモニアと反応し、１分子のリン酸二アンモニウム（（ＮＨ4）2（ＨＰＯ4））を形成することができる。別の例では、１分子のリン酸二アンモニウム（（ＮＨ4）2（ＨＰＯ4））は、１分子のアンモニアと反応し、１分子のリン酸三アンモニウム（（ＮＨ4）3ＰＯ4）を形成することができる。あるいは、複数の分子のアンモニアは単一の分子のリン酸塩またはリン酸と一緒になり、単一の塩分子を形成することができる。例えば、２分子のアンモニアは、１分子のリン酸と反応し、１分子のリン酸二アンモニウム（（ＮＨ4）2（ＨＰＯ4））を形成することができる。別の例では、２分子のアンモニアは、１分子のリン酸一アンモニウム（（ＮＨ4）（Ｈ2ＰＯ4））と反応し、１分子のリン酸アンモニウム（（ＮＨ4）3ＰＯ4）を形成することができる。別の例では、３分子のアンモニアは、１分子のリン酸（Ｈ3ＰＯ3）と反応し、１分子のリン酸アンモニウム（（ＮＨ4）3ＰＯ4）を形成することができる。デソーバでは、リン酸塩は、アンモニアおよび対応するリン化合物に変換させることができる。例えば、１分子のリン酸アンモニウム（（ＮＨ4）3ＰＯ4）は、１分子のアンモニアおよび１分子のリン酸二アンモニウム（（ＮＨ4）2（ＨＰＯ4））を与えることができる。別の例では、１分子のリン酸二アンモニウム（（ＮＨ4）2（ＨＰＯ4））は、１分子のアンモニアおよび１分子のリン酸一アンモニウム（（ＮＨ4）（Ｈ2ＰＯ4））を与えることができる。別の例では、１分子のリン酸一アンモニウム（（ＮＨ4）（Ｈ2ＰＯ4））は、１分子のアンモニアおよび１分子のリン酸（Ｈ3ＰＯ3）を与えることができる。あるいは、単一分子のアンモニウム塩は、単一分子のリン酸塩またはリン酸および複数の分子のアンモニアを形成することができる。例えば、１分子のリン酸二アンモニウム（（ＮＨ4）2（ＨＰＯ4））は、１分子のリン酸（Ｈ3ＰＯ3）および２分子のアンモニアを形成することができる。別の例では、１分子のリン酸アンモニウ���（（ＮＨ4）3ＰＯ4）は、１分子のリン酸一アンモニウム（（ＮＨ4）（Ｈ2ＰＯ4））および２分子のアンモニアを形成することができる。別の例では、１分子のリン酸アンモニウム（（ＮＨ4）3ＰＯ4）は、１分子のリン酸（Ｈ3ＰＯ3）および３分子のアンモニアを形成することができる。当業者であれば、ある特定のイオンは相互変換することができる、例えば、プロトンは（ＨＰＯ4）-2と（Ｈ2ＰＯ4）-1の間で移動することができ、（Ｈ2ＰＯ4）-1および（ＨＰＯ4）-2を形成することを容易に理解するであろう。
【００５９】
水溶液は、硫酸（Ｈ2ＳＯ4）、重硫酸アンモニウム（ＮＨ4（ＨＳＯ4））、硫酸アンモニウム（（ＮＨ4）2ＳＯ4）、またはそれらの任意の組み合わせを含むことができる。アブソーバでは、水溶液は、硫酸および重硫酸アンモニウムのうちの少なくとも１つを含むことができ、任意で、硫酸アンモニウムを含むことができる。デソーバでは、水溶液は、重硫酸アンモニウムおよび硫酸アンモニウムのうちの少なくとも１つを含むことができ、任意で、硫酸を含むことができる。アブソーバでは、アンモニアは酸または硫酸塩と一緒になり、硫酸塩を形成することができる。例えば、１分子の硫酸は１分子のアンモニアと一緒になり、１分子の重硫酸アンモニウムを形成することができる。別の例では、１分子の重硫酸アンモニウムは１分子のアンモニアと一緒になり、１分子の硫酸アンモニウムを形成することができる。別の例では、１分子の硫酸は２分子のアンモニアと一緒になり、１分子の硫酸アンモニウムを形成することができる。デソーバでは、硫酸塩は、アンモニアおよび硫酸塩または酸を形成することができる。例えば、１分子の硫酸アンモニウムは、１分子のアンモニアおよび１分子の重硫酸アンモニウムを形成することができる。別の例では、１分子の重硫酸アンモニウムは、１分子のアンモニアおよび１分子の硫酸を形成することができる。別の例では、１分子の硫酸アンモニウムは、２分子のアンモニアおよび１分子の硫酸を形成することができる。
【００６０】
水溶液は、硝酸または酢酸を含むことができる。アンモニアは、酸とアブソーバにおいて反応し、硝酸アンモニウムまたは酢酸アンモニウムを生成させることができる。デソーバでは、硝酸アンモニウムまたは酢酸アンモニウムは、アンモニアおよび酸に変換させることができる。
【００６１】
スパージング
方法はまた、酸素含有ガスを水溶液中に、アンモニアアブソーバ、アンモニアデソーバ、デソーバリボイラ、または、それらの間の任意の好適な場所においてスパージすることを含む。スパージングでは、ガスは液体中に注入することができ、例えば、よってガスの泡が液体中で形成され；あるいは、ガスは直接、ガスまたは蒸気相に注入することができ、その場合、スパージングが起こる溶液は、上から降り注いでいる。ガスは少量の液体中にスパージすることができ、よって泡が形成されず、むしろ、スパージされたガスは、ガスまたは蒸気相に直ちに入る。スパージングはスパージされるガスからの酸素を水溶液中に溶解させる、または装置のガスまたは蒸気相に分散させることができる。液相に溶解された、スパージされたガスは液体上で蒸気圧を発生させる。スパージされるガス中に存在し得る他のガスもまた、水溶液中に溶解させることができ、またはこれはその中のガスまたは蒸気相に入ることができる。
【００６２】
スパージングによりガスの泡が形成する実施形態では、泡は、短いまたは長い時間、装置内で浮遊させることができる。いくつかの例では、大きな泡は分解して、小さな泡になることができ（例えば約１００ｍｍ未満〜約１ｍｍ直径）、これは分解して、マイクロバブルになることができる（例えば約１００μｍ未満〜約１μｍ直径）。他の例では、最初に形成された泡は大きな泡、小さな泡、またはマイクロバブルとすることができる。泡は、例えば混合作用により、装置内で分解して、より小さな泡になることができ、これは、装置の構造によりまたはその中の充填材料により補助することができる。同様に、泡は、結合してより大きな泡を形成することができる。いずれの泡内のガスも周囲の液体に溶解することができ、泡内に浮遊された泡として残ることができ、またはそれらの組み合わせとすることができる。より小さな泡における表面積のガス体積に対するより大きな比率のために、より小さな泡内のガスが周囲の水溶液に溶解する速度はより大きな泡内のものよりも大きくなる可能性がある。泡は、装置内の液体層の頂部に到達するとすぐに、破裂することができ、よって、その中に含まれるガスは装置内のガスまたは蒸気の一部となる。スパージング環境はガスが上方に移動するにつれ液体が降り注ぐものとすることができ；よって泡はカラムの下部セクション中にスパージされた後間もなく、ガスまたは蒸気相に入ることができる。
【００６３】
水溶液中にスパージされるガスは任意の好適な様式でスパージさせることができる。例えば、ガスは装置に、任意の好適な形状のオリフィスを介して、任意の好適な数のオリフィスを介して入ることができ、ここで、オリフィスは、任意の好適なサイズパターンまたは分布パターンを有することができる。スパージング機器のいくつかの例としては、焼結金属パイプ（金属スポンジ）、特殊な噴射噴霧型ノズル、またはディフューザーありまたはなしのオープンパイ（ｏｐｅｎ  ｐｉｅ）が挙げられる。ガスはキャップを有するパイプのような形状の装置によりスパージさせることができ、この場合、パイプはその中に多くの穴を有する。そのような装置においてスパージングのために使用される圧力は、穴の数およびサイズに依存し、パイプ内の穴の全てまたは大部分がガスをそこから放出させるように十分である。パイプは液体中に沈めることができ、部分的に沈めることができ、または直接ガスまたは蒸気相中にスパージすることができる。
【００６４】
ガスは、任意の好適な速度で、装置中にスパージさせることができる。ガスは抗腐食作用を得るのに十分な酸素をスパージするのに十分な最低速度でスパージさせることができる。ガスは最高速度（これを超えると、抗腐食作用が低減し、または他の有害作用が起こる）でスパージさせることができる。例えば、ガス混合物は、５ｓｃｆｈ、１０ｓｃｆｈ、１００ｓｃｆｈ、５００ｓｃｆｈ、１０００ｓｃｆｈ、１５００ｓｃｆｈ、２０００ｓｃｆｈ、２５００ｓｃｆｈ、３０００ｓｃｆｈ、３５００ｓｃｆｈ、４０００ｓｃｆｈ、４５００ｓｃｆｈ、５０００ｓｃｆｈ、５５００ｓｃｆｈ、６０００ｓｃｆｈ、６５００ｓｃｆｈ、７０００ｓｃｆｈ、７５００ｓｃｆｈ、８０００ｓｃｆｈ、８５００ｓｃｆｈ、９０００ｓｃｆｈ、９５００ｓｃｆｈ、１０，０００ｓｃｆｈ、１５，０００ｓｃｆｈ、または５０，０００ｓｃｆｈもしくはそれ以上と同等で、またはそれ未満で装置内にスパージさせることができる。スパージされる装置を通る液体の流速は、約５，０００ｌｂ／時、１０，０００ｌｂ／時、５０，０００ｌｂ／時、１００，０００ｌｂ／時、２００，０００ｌｂ／時、３００，０００ｌｂ／時、４００，０００ｌｂ／時、５００，０００ｌｂ／時、６００，０００ｌｂ／時、７００，０００ｌｂ／時、８００，０００ｌｂ／時、９００，０００ｌｂ／時、１，０００，０００ｌｂ／時、１０，０００，０００ｌｂ／時もしくはそれ以上と同等、またはそれ未満とすることができる。いくつかの実施形態では、好適な量のアンモニア清浄化を維持するのに必要とされるのに応じて、アブソーバ／デソーバループ内の液体の総体積に等しい液体の量を、約０．１ｈ、０．３ｈ、０．５ｈ、０．７ｈ、０．９ｈ、１ｈ、１．２ｈ、１．４ｈ、１．６ｈ、１．８ｈ、２ｈ、３ｈ、４ｈ、５ｈ、１０ｈ、または約２４ｈで、ループを通って十分に循環させることができる。
【００６５】
スパージされるガスの組成は、少なくともいくらかの酸素を含むように、任意の好適なガス組成とすることができる。例えば、ガス組成は約０．０１ｍｏｌ％、０．１、１、２、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、９５、９８、９９、９９．５、９９．９、９９．９９、または約１００ｍｏｌ％の酸素とすることができる。いくつかの実施形態では、ガス組成は約１〜２１ｍｏｌ％の酸素、または約８〜１２ｍｏｌ％の酸素、または約９．５〜１０ｍｏｌ％の酸素とすることができる。腐食低減効果を維持するのに好適であるように、より低いｍｏｌ％の酸素を有するガス組成物の流速は、より高いｍｏｌ％の酸素を有するガス組成物に対する流速よりも大きくすることができる。スパージされるガス中に存在することができる他のガスは、窒素、酸素、二酸化炭素、水蒸気、水素、ヘリウム、希ガス（例えばアルゴン）、または任意の好適なガスを含むことができる。いくつかの例では、スパージされるガスは空気、例えばおよそ７８％窒素、２１％の酸素、１％アルゴン、および０．０４％二酸化炭素、ならびに少量の他のガスである。スパージされるガスは、酸素濃度が約１〜２０ｍｏｌ％、または約５〜１５ｍｏｌ％、または約８〜１２ｍｏｌ％、または約９．５〜１０ｍｏｌ％となるように添加された十分な窒素を有する周囲空気とすることができる。周囲空気は圧縮空気とすることができる。
【００６６】
ガスのスパージング速度は、システムにスパージ速度で入る酸素の量に基づいて決定することができる。システムに入る酸素の量は、システムを通って流れる液体の量、例えばデソーバからアブソーバに流れる水溶液の量に合わせて調整することができる。スパージされる機器を通って、例えばデソーバからアブソーバに流れる水溶液の量に基づくシステム中にスパージされる酸素は約１ｓｃｆ酸素／１００ｌｂ水溶液、１ｓｃｆ／５００ｌｂ、１ｓｃｆ／１０００ｌｂ、１ｓｃｆ／１２００ｌｂ、１ｓｃｆ／１４００ｌｂ、１ｓｃｆ／１６００ｌｂ、１ｓｃｆ／１８００ｌｂ、１ｓｃｆ／２０００ｌｂ、１ｓｃｆ／２５００ｌｂ、１ｓｃｆ／３０００ｌｂ、１ｓｃｆ／４０００ｌｂ、１ｓｃｆ／５０００ｌｂ、１ｓｃｆ／７５００ｌｂ、または約１ｓｃｆ酸素／１０，０００ｌｂ水溶液もしくはそれ以上と同等、またはそれ未満とすることができる。
【００６７】
スパージングは、アンモニア抽出機器内の任意の好適な場所で、または好適な場所の任意の組み合わせで起こり得る。スパージングは、単一の場所、または複数の場所で起こり得る。スパージングは、アブソーバ内、デソーバ内、または移送配管内で起こり得る。例えば、スパージングは、吸収塔の底部セクション内で起こり得る。スパージングは、吸収塔の頂部セクション内で起こり得る。スパージングは、吸収塔と脱着装置の間の移送配管において、例えば液体をアブソーバからデソーバに流させる移送配管、または液体をデソーバからアブソーバに流させる移送配管において起こり得る。スパージングは、脱着塔の底部セクションにおいて起こり得る。スパージングは、脱着塔の頂部セクションにおいて起こり得る。スパージングは、脱着塔に接続されたリボイラにおいて起こり得る。スパージングは、リボイラと脱着塔の間に配置された移送配管において起こり得る。スパージングは、ストリッピング塔の下部セクション、ストリッピング塔に接続されたリボイラにおいて、または両方において起こり得る。
【００６８】
腐食の低減
酸素含有ガスの溶液中への、アンモニアアブソーバ、アンモニアデソーバ、またはその間におけるスパージングは、アンモニアアブソーバまたはアンモニアデソーバの腐食を低減させるのに十分とすることができる。低減は、酸素含有ガスのスパージングなしで実施されるプロセスと比べたものであり、この場合、低減された腐食では単位時間あたりの腐食の量が少なくなる。腐食の低減は、スパージングが実施される機器において、スパージングが実施される機器に接続された機器において、スパージングが実施される機器を他の機器に接続する移送配管において、またはそれらの任意の組み合わせにおいて起こり得る。１つの例では、スパージングが実施される機器は、周辺機器（これもまた腐食の低減を受ける）と比べて、最大の腐食低減を有する。
【００６９】
腐食はその周囲との化学反応による材料の崩壊である。腐食は任意の好適な様式で測定することができる。例えば、腐食は、単位期間あたりに失われる材料の量として測定することができる。材料の量は、材料の体積として、または材料の厚さとして規定することができる。そのような量は必ずしも等しくない。というのも、ピッチングが時として起こり得るからであり、腐食された材料の厚さは機器の全体で一貫していない可能性があるからである。失われた材料の体積測定は腐食速度の非常に正確な測定とすることができるが、一般に、単位時間あたりの厚さの変化を測定することがより実用的で実質的に有用なものとなる。いくつかの例では、単位時間あたりの厚さ変化は、機器の腐食しやすい表面積全体にわたって平均化することができ、機器の表面積の特定のセクションにわたって平均化することができ、または、機器の特定の部分の厚さの変化測定値とすることができる。
【００７０】
腐食は、水溶液と接触する、または凝縮する溶液と接触するアンモニア抽出機器の表面で起こり得る。腐食速度は、加熱された水溶液と接触するアンモニア抽出機器の領域においてとりわけ深刻であり得る。加熱された水溶液と接触する機器は、デソーバ、例えばストリッピング塔、リボイラ、およびそれらの間に配置された移送配管を含むことができる。アンモニア回収機器のいずれかで使用される材料は任意の好適な腐食しやすいまたは耐食材料のいずれか一つまたは任意の組み合わせとすることができる。
【００７１】
「腐食しやすい」という用語は、本明細書では、全ての金属、例えば鉄または非ステンレス鋼（例えば、腐食に対する保護酸化クロムバリアの形成を可能にするのに十分なクロムを有さない鋼）と比べて一般に腐食しやすい材料と比べてではなく、特殊なおよび一般により高価な耐食材料と比べて腐食しやすい材料を示すために使用（構成）される。耐食材料の例は、超合金、例えば、少量の鉄および微量の他の元素を含むニッケル−銅合金、例えばモネル（登録商標）４００、析出強化型ニッケル−鉄−クロム合金、例えばインコロイ（登録商標）ブランド合金、例えばインコロイ（登録商標）８００シリーズ、またはオーステナイトニッケル−クロム系インコネル（登録商標）ブランド合金、またはニッケル−クロム−モリブデン合金、例えばハステロイ（登録商標）ブランド合金、例えば、ハステロイ（登録商標）Ｇ−３０（登録商標）とすることができる。耐食材料の例としては、任意の好適な耐食材料、例えばスーパーオーステナイトステンレス鋼（例えばＡＬ６ＸＮ、２５４ＳＭＯ、９０４Ｌ）、二相ステンレス鋼（例えば２２０５）、スーパー二相ステンレス鋼（例えば２５０７）、ニッケル系合金（例えば合金Ｃ２７６、Ｃ２２、Ｃ２０００、６００、６２５、８００、８２５）、チタン合金（例えば、グレード１、２、３）、ジルコニウム合金（例えば７０２）、ハステロイ２７６、デュプレックス２２０５、スーパーデュプレックス２５０７、エブライト（Ｅｂｒｉｔｅ）２６−１、エブライト（Ｅｂｒｉｔｅ１６−１）、ハステロイ２７６、デュプレックス２２０５、３１６ＳＳ、３１６Ｌおよび３０４ＳＳ、ジルコニウム、ジルコニウムクラッド３１６、フェラリウム２５５、またはそれらの任意の組み合わせが挙げられる。
【００７２】
水溶液と接触するアンモニア抽出機器の腐食しやすい部分は腐食する可能性がある。腐食しやすい領域は水溶液と接触する金属を含む。腐食しやすい金属は、任意の好適な腐食しやすい金属を含むことができる。例えば、腐食しやすい金属としては、鋼、例えばステンレス鋼が挙げられる。例えば、腐食しやすい金属は、鋼、例えばステンレス鋼を含むことができる。ステンレス鋼としては、例えば、オーステナイト鋼、フェライト鋼、マルテンサイト鋼、および任意の好適な比率のそれらの組み合わせが挙げられる。ステンレス鋼としては、ステンレス鋼の任意の好適なシリーズが挙げられ、例えば、例として４４０Ａ、４４０Ｂ、４４０Ｃ、４４０Ｆ、４３０、３１６、４０９、４１０、３０１、３０１ＬＮ、３０４Ｌ、３０４ＬＮ、３０４、３０４Ｈ、３０５、３１２、３２１、３２１Ｈ、３１６Ｌ、３１６、３１６ＬＮ、３１６Ｔｉ、３１６ＬＮ、３１７Ｌ、２３０４、２２０５、９０４Ｌ、１９２５ｈＭｏ／６ＭＯ、２５４ＳＭＯである。オーステナイト鋼としては、例えば、最高約０．１５％の炭素、最低約１６％のクロム、および合金の極低温領域から融点までの実質的に全ての温度でオーステナイト構造を保持するのに十分なニッケルまたはマンガンを有する、３００シリーズ鋼が挙げられる。オーステナイト鋼としては、例えば、３０４および３１６鋼、例えば３１６Ｌ鋼が挙げられる。機器、例えば、例としてアブソーバ、デソーバ、および移送配管の大部分または全体は腐食しやすい材料から製造（構成）することができる。
【００７３】
耐食材料はまた、腐食を受ける可能性があるが、一般に、腐食はこれらの材料上では、腐食しやすい材料と比べて低い速度で起こる。本発明のアンモニア抽出機器は、水溶液または蒸気との接触により腐食する表面の全てまたは一部上で耐食材料を含むことができる。最も腐食性の高い条件を受け得る機器、例えばデソーバは、水溶液または蒸気と接触する場所の全てまたはいくつかにおいて耐食材料を含むことができる。より腐食性の低い条件を受ける可能性がある機器、例えばアブソーバは、水溶液または蒸気と接触する場所の全てまたはいくつかにおいて耐食材料を含むことができる。水溶液または蒸気と接触しない機器の場所もまた、耐食材料を含むことができ、腐食性蒸気に曝露され得る領域が含まれ、および機器の特定のセクションの残りが製造されている材料とは異なる材料から作製するのが困難であろう機器の領域が含まれる。任意の機器は耐食材料と腐食しやすい材料の組み合わせから製造することができる。
【００７４】
いくつかの例では、スパージングありの腐食速度は、スパージングなしの腐食速度の約１％、または約２％、３％、４％、５％、６％、７％、８％、９％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、または約９５％とすることができる。いくつかの実施形態では、スパージングありでは、アンモニアアブソーバ、デソーバ、リボイラ、および関連する移送配管の領域の大部分における腐食は約０．１ミル／年、または約０．５ミル／年、１ミル／年、２ミル／年、３ミル／年、４ミル／年、５ミル／年、１０ミル／年、１５ミル／年、２０ミル／年、２５ミル／年、３０ミル／年、３５ミル／年、４０ミル／年、４５ミル／年、５０ミル／年、５５ミル／年、６０ミル／年、６５ミル／年、７０ミル／年、７５ミル／年、８０ミル／年、８５ミル／年、９０ミル／年、９５ミル／年、１００ミル／年、１０５ミル／年、１１０ミル／年、１１５ミル／年、１２０ミル／年、１２５ミル／年、１３０ミル／年、１３５ミル／年、１４０ミル／年、１４５ミル／年、または約１５０ミル／年とすることができる。いくつかの実施形態では、スパージングは、クロムを含む金属の腐食速度を十分低下させることができ、よって水溶液中のクロムの濃度は、回収システムの９０日の動作後１０００ｐｐｍ、または９０日後約９００ｐｐｍ、８００ｐｐｍ、７００ｐｐｍ、６００ｐｐｍ、５００ｐｐｍ、４００ｐｐｍ、３００ｐｐｍ、２００ｐｐｍ、１００ｐｐｍ５０ｐｐｍ、２５ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、５ｐｐｍ、または約１ｐｐｍとすることができる。
【００７５】
腐食の観察または検出
腐食、または、腐食の程度もしくは速度は、任意の好適な様式で検出することができる。１つの例では、腐食しやすい表面の目視検査により腐食または腐食速度を検出することができる。別の例では、機械測定装置、例えばルーラーまたはキャリパーが使用され得る。容器壁厚の全般的な減少の非破壊試験では、超音波厚さ計が使用され得る。そのようなゲージの例としては、Ｍａｇｎａｆｌｕｘ  ＭＴ−２１Ｂ厚さ計（Ｍａｇｎａｆｌｕｘ、３６２４  Ｗ．  Ｌａｋｅ  Ａｖｅ．、Ｇｌｅｎｖｉｅｗ、ＩＬ  ６００２６から入手可能）、ＤｅＦｅｌｓｋｏ  Ｐｏｓｉｔｅｃｔｏｒ  ＵＴＧ  スタンダード（ＤｅＦｅｌｓｋｏ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、８０２  Ｐｒｏｃｔｏｒ  Ａｖｅｎｕｅ、Ｏｇｄｅｎｓｂｕｒｇ、ＮＹ  １３６６９から入手可能）、およびＧｅｎｅｒａｌ  Ｔｏｏｌｓ  ＵＴＥＧＥＭＴＴ２超音波厚さ計（Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｔｏｏｌｓ、８０  Ｗｈｉｔｅ  Ｓｔｒｅｅｔ、Ｓｕｉｔｅ  ＃１、Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ、ＮＹ  １００１３から入手可能）が挙げられる。任意の好適な非破壊試験方法を使用することができ、例えば、超音波（内側または外側から）、比較するための元の壁のモールドの使用、ピッチングを測定するための深さゲージのキャリパー、隣接壁（例えば溶接）との比較、Ｘ線、などが挙げられる。
【００７６】
別の例では、腐食速度は即時腐食測定を用いて検出することができる。即時腐食速度は、Ｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓ  Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ  Ｒａｔｅ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｗｉｔｈ  Ｓｍａｌｌ−Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ  Ｉｎｔｅｒｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ  Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ  ５２，  ２０４  （１９９６）；デジタルオブジェクト識別子（ｄｏｉ）：１０．５００６／１．３２９２１１５，  Ｒ．  Ｗ．  Ｂｏｓｃｈ  ａｎｄ  Ｗ．  Ｆ．  Ｂｏｇａｅｒｔｓ，  ＫａｔｈｏｌｉｅｋｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｅｉｔ  Ｌｅｕｖｅｎ，  Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ  ａｎｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，  ｄｅ  Ｃｒｏｙｌａａｎ  ２，  ３００１，  Ｈｅｖｅｒｌｅｅ，  Ｂｅｌｇｉｕｍ、またはＥｄｅｎ（Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ）の米国特許第７，７１９，２９２号、“Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ  ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ” で記載されるものなどの技術を用いて測定することができる。１つの例では、即時腐食測定は、腐食プローブ、例えば任意の好適な腐食プローブを用いて実施することができる。１つの例では、腐食プローブは、好適な金属をその間の絶縁体と共に含むことができ、金属は腐食を検出することができる計器に接続される。別の例では、腐食反応から生成される化合物の濃度を測定することができる。
【００７７】
最低および最高酸素濃度または最低および最高スパージング速度
本発明の方法を実施する場合、または本発明のシステムを使用する場合に起こる腐食低減のメカニズムは動作のいずれの特定の様式または理論にも限定されるべきではない。たとえ１を超える異なる腐食低減メカニズムが、異なる実施形態間で、または単一の実施形態において作用し得るとしても、スパージングにより引き起こされるいずれの腐食低減メカニズムも、本発明により包含されると考えられるべきである。腐食低減は、スパージングに関連する１つの変数に関連させることができ、または腐食低減は、スパージングに関連する複数の変数に関連させることができる。
【００７８】
本発明のスパージングは水溶液中の任意の好適な量の酸素濃度を生成または維持することができる。水溶液中の酸素の濃度は、起こる腐食低減の程度に直接または間接的に関連し得る。水溶液中の酸素の濃度は、起こる腐食低減の程度に関連しない場合がある。水溶液中に存在する酸素の濃度または酸素濃度が変化する速度は、ガスがアンモニア抽出機器中にスパージされる速度に依存する可能性がある。あるスパージング速度では、水溶液中の酸素の濃度または酸素の濃度の変化速度は、スパージされるガスの組成に依存する可能性があり、スパージングの方法、例えばガスが水溶液中にスパージされるのに通るオリフィスの数、形状および配列に依存する可能性がある。酸素濃度はスパージングが実施される機器と、スパージングが実施されない別の機器の間で変動する可能性があり、この場合、スパージされる機器における酸素濃度が最も高い。酸素濃度は接続された機器間で実質的に同じとすることができる。
【００７９】
酸素濃度は特定の機器における水溶液全体にわたって、例えば、バルクの溶液に比べて腐食しやすい表面に最も近いところで変動する可能性がある。酸素濃度は特定の機器における水溶液全体にわたって比較的一貫している可能性がある。時間と共に酸素濃度は均一分布にまたは不均一分布の間で変動または振動する可能性がある。
【００８０】
水溶液中の酸素濃度と腐食低減効果の程度の間に直接的または間接的な関係を有する実施形態では、関係は任意の好適な関係とすることができる。例えば、最低濃度が溶液中で達成されるとすぐに、腐食低減効果を観察することができ、濃度が上昇するにつれ、腐食低減効果の程度は例えば直線的に、指数関数的に、または他の一貫性のない様式で変動する可能性があり、例えば実質的に変動しない。腐食低減効果の程度は、異なる濃度に対し、酸素濃度に関して異なる様式で変動する可能性がある。例えば、酸素濃度のいくらかの範囲では、関係は線形となる可能性があり、他の範囲では関係は非線形、指数関数的、またはさらには一貫性のないものとなる可能性がある。酸素濃度は、腐食しやすい表面での腐食低減層、例えば不動態化層の形成または維持を可能にするのに十分なものとすることができ、この場合、不動態化層は、これが位置する表面の腐食速度を低減させるのに十分である。酸素濃度は、腐食イオン破壊または緩和効果の形成または維持を可能にするのに十分なものとすることができる。
【００８１】
水溶液中の酸素濃度は、最高濃度を超えないように維持することができ、ここで、その最高濃度を超えると、機器の塔頂空間内のガスは、十分高い酸素濃度を有し、可燃性となる組成を有する可能性がある。アンモニア抽出機器内の可燃性ガス組成物は非常に危険となる可能性があり、好適な最高濃度は、それらが回避されるように選択することができる。窒素は酸素濃度を低下させ、よって爆発のリスクを低下させるために添加することができる。
【００８２】
腐食低減が起こる機器における水溶液中の全体平均酸素濃度は、腐食低減効果を起こさせるために所定の濃度を超えて維持することができる。最低酸素濃度は、それを超えると腐食低減が起こり得る、任意の好適な最低濃度とすることができる。例えば、最低濃度は、約０．０１ｗｔ％、０．１、１、２、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、３０、４０、もしくは約５０ｗｔ％酸素と等しいまたはそれ未満とすることができる。
【００８３】
腐食低減が起こる機器における水溶液中の全体平均酸素濃度は、腐食低減効果を起こさせるために所定の濃度未満で維持することができる。最高酸素濃度は、それ未満だと腐食低減が、起こり得る任意の好適な最高濃度とすることができる。例えば、最高濃度は約１ｗｔ％、２、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、９５、９８、９９、９９．５、９９．９、９９．９９、または約１００ｗｔ％酸素とすることができる。
【００８４】
本発明のスパージングは、水溶液中へのガス流の任意の好適な速度を用いて起こすことができる。ガス流の速度は、起こる腐食低減の程度に直接または間接的に関連し得る。ガス流の速度は、起こる腐食低減の程度に関連しない場合がある。ガス流の速度は水溶液混合物中の酸素濃度に影響する可能性がある。ガス流の速度は水溶液で起こる撹拌のその量に影響する可能性がある。あるガス流速では、撹拌の量はスパージングの方法、例えばガスが水溶液中にスパージされるのに通るオリフィスの数、形状および配列に依存する可能性がある。
【００８５】
水溶液中で起こる撹拌の量は、ガス流の速度に関連するので、溶液のスパージングの場所に対する近接によって水溶液全体にわたって変動する可能性がある（例えば、単純に近接または、スパージされるガスが最も激しく移動するスパージング場所上方の空間の垂直カラムに近接）。スパージングの場所と水溶液内のある場所での撹拌の程度の間の関係もまた、混合または撹拌を引き起こすことができる機器内の構造または充填材料の存在に依存する可能性がある。そのような構造または充填材料は、ある流速のスパージされるガスに対し、混合撹拌の量をカラム全体にわたってより均一に分配させることができる。
【００８６】
スパージングガス流速と腐食速度の間に直接的または間接的な関係を有する実施形態では、関係は任意の好適な関係とすることができる。例えば、最低ガス流速が使用されると、腐食低減効果を観察することができ、ガス流速が上昇するにつれ、腐食低減効果の程度は直線的に、指数関数的に、または他の一貫性のない様式で変動する可能性があり、例えば実質的に変動しない。腐食低減効果の程度は、異なる流速では、流速に対し異なる様式で変動し得る。例えば、流速のいくつかの範囲では、関係は線形である可能性があり、他の範囲では関係は非線形、指数関数的、またはさらには一貫性のないモノである可能性がある。流速は、腐食しやすい表面上の、腐食低減層またはその形成、例えば不動態化層を破壊するのに十分な撹拌を引き起こすことを回避するように十分低くすることができ、ここで、不動態化層はこれが位置する表面の腐食速度を低減させる。流速は、スパージングが実施される機器、または他の周辺機器の温度調節の阻害を回避するために十分低くすることができる。
【００８７】
水溶液中へのガス流速は最高流速を超えないように維持することができ、ここで、その最高濃度を超えると、機器の塔頂空間内のガスは、十分高い酸素濃度を有し、可燃性となる組成を有する可能性がある。上記のように、アンモニア抽出機器内の可燃性ガス組成物は非常に危険となる可能性があり、好適な最高流速はそれらが回避されるように選択することができる。爆発性混合物が生成される可能性があり、システムは、発火源がガス混合物に曝露されないように動作させることができる。
【００８８】
ガス流の平均速度は、腐食低減効果を起こさせるために、所定の流速を超えて維持することができる。ガス流速はそれを超えると腐食低減が起こり得る任意の好適なガス流速とすることができる。ガス流の平均速度は腐食低減効果を起こさせるために、所定の流速未満で維持することができる。そのような実施形態では、ガス流速はそれ未満で腐食低減が起こり得る任意の好適なガス流速とすることができる。
【００８９】
制御システム
本発明は、制御システムを含むことができる。制御システムはスパージングに関連する様々な因子、例えばガス流の速度、スパージされるガスの組成（例えば、酸素量または他のガスの量）、または水溶液の酸素濃度の調整を可能にすることができる。制御システムは当技術分野で知られており、当業者であれば、本明細書で記載される方法およびシステムが任意の好適な制御システムの使用に適しており、よって腐食低減が起こることを容易に認識するであろう。
【００９０】
制御システムは手動で動作させることができ、よって、オペレーターは特定のデータまたは動作手順に基づき決定し、制御装置に、特定の因子が特定の様式で設定されるべきであることを伝える。手動で設定された因子は、永遠にそのようなものとしてまたは別の事象が起こるまで、例えば設定期間が経過するまで、もしくは別の事象が変化に終わりをもたらす、もしくは新しい変化をもたらすまで、そのようなものとして設定することができる。手動制御装置は水溶液中の酸素濃度を最低濃度超、もしくは最高濃度未満で維持するために使用され得、または流速を好適な最低値超もしくは好適な最高値未満で維持するために使用され得る。例えば、腐食の目視検査または腐食の即時測定により、オペレーターは酸素濃度または流速を調整することができ、よって腐食低減の速度が維持され、または増加される。
【００９１】
制御システムは自動とすることができ、よって情報またはデータが、制御システムに送られ、制御システムはデータに応じてスパージングに関連する特定の因子を維持または改変する。例えば、例として水溶液中または水溶液上方のヘッドスペース中の酸素濃度についての情報は制御装置に送ることができ、制御装置はスパージされるガスの組成またはガス流速を調整することができ、よって水溶液中の酸素濃度は、好適な最低濃度超または好適な最高濃度未満で維持される。別の例では、スパージされる機器内の撹拌についての情報は制御装置に送ることができ、制御装置はスパージされるガスのガス流速を調整することができ、よって水溶液中の酸素濃度は、好適な撹拌の量超または未満で維持される。別の例では、オペレーターは視覚的に決定された腐食または腐食速度についての情報を制御装置に送り込むことができ、それに応じて、制御装置は、腐食低減の程度を維持または増加させるために、スパージングの様々な側面を調整することができる。別の例では、腐食は、即時に測定することができ、その測定値は制御装置に送ることができ、それに応じて、制御装置はスパージングの様々な側面を調整し、腐食低減の程度を維持または増加させることができる。任意の好適な情報は制御装置に送ることができ、それに応じて、制御装置はスパージングの側面、またはアンモニア抽出機器の動作の任意の他の側面を改変することができ、それに応じて腐食低減効果の最大化または持続の達成を助けることができる。
【実施例】
【００９２】
本発明は、例として提供される下記実施例を参照することにより、よりよく理解することができる。本発明は、本明細書で提供される実施例に制限されない。
【００９３】
一般手順
アブソーバ
メタンのアンモニアガスとの、酸素および白金触媒の存在下での反応からのガス状反応排出物（主としてシアン化水素およびアンモニアを含む）は、アブソーバ塔に送られる。添加したアンモニアのおよそ９９ｗｔ％が除去される。反応排出物はアブソーバ塔の底部セクションに入り、一方、リン酸および／またはリン酸アンモニウム塩、例えばリン酸一アンモニウムおよびリン酸二アンモニウムを含む水溶液はアブソーバ塔の頂部セクションに入る。アブソーバ／デソーバシステムは工業的なサイズとされ、およそ５００，０００ｌｂの総体積の液体を有し、１ｗｔ％未満のアンモニアを有する清浄化されたＨＣＮを生成する。清浄化されたガス状反応排出物はアブソーバ塔の頂部から出て行った。アンモニウム塩溶液はアブソーバ塔の底部から出て行く。
【００９４】
デソーバ
アンモニア塩溶液はアンモニアストリッパー塔の頂部セクションに入る。ストリッパー塔は、加熱し、アンモニウム塩にアンモニアを放出させることにより、アンモニアを溶液から除去する。ストリッパー塔はストリッパー塔の底部付近にリボイラユニットを含み、これは熱をストリッパー塔内の液体中にリボイラループを介して伝達させる。ガスが液体から、ストリッパー塔内で放出され、ストリッパー塔の頂部セクションから出て行く。液体はストリッパー塔の底部セクションから出て行き、少なくとも一部がアブソーバ塔にリサイクルして戻される。
【００９５】
アブソーバ、デソーバ、およびリボイラは主として、オーステナイトステンレス鋼（３０４および３１６）製である。
【００９６】
比較例１．スパージングなし。
一般手順に従うが、ガスのスパージングはない。
【００９７】
アンモニアアブソーバ、デソーバ、リボイラ、および関連する移送配管の領域の大部分におけるオーステナイトステンレス鋼の腐食速度はおよそ０〜１５０ミル／年であり、平均は約２０〜４０ミル／年であり、ピッチングなどの深い腐食が局所で起こり、とりわけリボイラおよびデソーバにおいて集中している。図３は時間に伴うシステムにおけるクロムの蓄積を示す。クロムは、オーステナイト鋼が腐食されると生成される。クロムが蓄積する速度はクロムを含む金属の全体の腐食速度を一般的に示す。図３は、約９０日後、クロムの濃度は約６００ｐｐｍとなることを示す。
【００９８】
実施例１．ストリッパーリボイラにおけるスパージング
一般手順に従うが、ガスのスパージングがある。使用されるガスは酸素濃度を約９ｍｏｌ％とするために添加された十分な窒素を有する圧縮周囲空気である。ガスは水溶液中に、ストリッパーリボイラにおいてスパージされる。約３０００ｓｃｆｈのガスの流速が使用され、ガスは約９．５〜１０モル％の酸素を有する。アンモニアアブソーバ、デソーバ、リボイラ、および関連する移送配管の領域の大部分におけるオーステナイトステンレス鋼の腐食速度はおよそ０〜５０ミル／年であり、平均は約５〜２０ミル／年であり、特にリボイラおよびデソーバにおいてなど、ピッチングなどの深い腐食の局所は比較例１より少ない。図４は時間に伴うシステムにおけるクロムの蓄積を示す。図４は約９０日後、クロムの濃度は約２５０ｐｐｍとなり、腐食速度は、空気スパージングなしの腐食速度のおよそ４２％であることが示される。
【００９９】
実施例２．ストリッパー塔中にスパージされるガス
一般手順に従うが、ガスのスパージングがあり、ガス組成および流速は実施例１で記載される通りである。この実施例では、ガスは、ストリッパー塔中にスパージされる。ストリッパー塔、ストリッパー塔リボイラ、アブソーバ、および関連する移送配管は、実施例１で受けた改善と同様に、比較例１と比べて、腐食の減少および寿命の増大を受ける。
【０１００】
実施例３ａ．ストリッパー塔リボイラ中にスパージされるガス
一般手順に従うが、ガスのスパージングがあり、流速は実施例１で記載される通りである．ガスの組成は３０ｍｏｌ％酸素を含む周囲空気である。この実施例では、ガスは、ストリッパー塔リボイラ中にスパージされる。ストリッパー塔、ストリッパー塔リボイラ、アブソーバ、および関連する移送配管は、実施例１で受けた改善と同様に、比較例１と比べて、腐食の減少および寿命の増大を受ける。
【０１０１】
実施例３ｂ．ストリッパー塔リボイラ中にスパージされるガス
一般手順に従うが、ガスのスパージングがあり、流速は実施例１で記載される通りである。ガスの組成は１〜２１ｍｏｌ％酸素を含む周囲空気であり、より低いｍｏｌ％の酸素に対しては流速が増加される。この実施例では、ガスは、ストリッパー塔リボイラ中にスパージされる。ストリッパー塔、ストリッパー塔リボイラ、アブソーバ、および関連する移送配管は、実施例１で受けた改善と同様に、比較例１と比べて、腐食の減少および寿命の増大を受ける。
【０１０２】
実施例４．ストリッパー塔中にスパージされるガス
一般手順に従うが、ガスのスパージングがあり、ガス組成および流速は実施例１で記載される通りである。この実施例では、ガスは、ストリッパー塔の底部中にスパージされる。ストリッパー塔、ストリッパー塔リボイラ、アブソーバ、および関連する移送配管は、実施例１で受けた改善と同様、比較例１と比べて腐食の減少および寿命の増大を受ける。
【０１０３】
実施例５．ストリッパー塔およびストリッパー塔リボイラの両方中にスパージされるガス
一般手順に従うが、ガスのスパージングがあり、ガス組成および流速は実施例１で記載される通りである。この実施例では、ガスは、ストリッパー塔の底部およびストリッパー塔リボイラ中にスパージされる。ストリッパー塔、ストリッパー塔リボイラ、アブソーバ、および関連する移送配管は実施例１で受けた改善と同様、比較例１と比べて、腐食の減少および寿命の増大を受ける。
【０１０４】
実施例６．吸着塔中にスパージされるガス
一般手順に従うが、ガスのスパージングがあり、ガス組成および流速は実施例１で記載される通りである。この実施例では、ガスは、吸収塔の底部中にスパージされる。ストリッパー塔、ストリッパー塔リボイラ、アブソーバ、および関連する移送配管は実施例１で受けた改善と同様、比較例１と比べて、腐食の減少および寿命の増大を受ける。
【０１０５】
実施例７．吸着塔およびストリッパー塔中にスパージされるガス
一般手順に従うが、ガスのスパージングがあり、ガス組成および流速は実施例１で記載される通りである。この実施例では、ガスは、吸収塔の底部およびストリッパー塔中にスパージされる。ストリッパー塔、ストリッパー塔リボイラ、アブソーバ、および関連する移送配管は実施例１で受けた改善と同様、比較例１と比べて、腐食の減少および寿命の増大を受ける。
【０１０６】
実施例８．吸着塔、ストリッパー塔、およびストリッパー塔リボイラ中にスパージされるガス
一般手順に従うが、ガスのスパージングがあり、ガス組成および流速は実施例１で記載される通りである。この実施例では、ガスは、吸収塔の底部、ストリッパー塔、およびストリッパー塔リボイラ中にスパージされる。ストリッパー塔、ストリッパー塔リボイラ、アブソーバ、および関連する移送配管は実施例１で受けた改善と同様、比較例１と比べて、腐食の減少および寿命の増大を受ける。
【０１０７】
実施例９．制御回路。即時腐食速度測定に基づくスパージング。
一般手順に従うが、ストリッパー塔リボイラにおいてガスのスパージングがあり、ガス組成および流速は実施例１で記載される通りである。この実施例では、即時腐食速度測定に基づいて空気スパージング速度を制御するフィードバックループが使用される。ストリッパー塔、ストリッパー塔リボイラ、アブソーバ、および関連する移送配管は実施例１で受けた改善と同様、比較例１と比べて、腐食の減少および寿命の増大を受ける。
【０１０８】
実施例１０．制御回路。制御装置は下限と上限間で空気流速を維持する。
一般手順に従うが、ガスのスパージングがあり、ガス組成は実施例１で記載される通りである。この実施例では、制御回路が使用され、酸素レベルが約２０００〜約７０００ｓｃｆｈの間で維持され、平均流速は約３０００ｓｃｆｈである。ストリッパー塔、ストリッパー塔リボイラ、アブソーバ、および関連する移送配管は実施例１で受けた改善と同様、比較例１と比べて、腐食の減少および寿命の増大を受ける。
【０１０９】
実施例１１．他のプロセスからのアンモニアの抽出
一般手順に従うが、ガスのスパージングがあり、ガス組成および流速は実施例１で記載される通りである。この実施例ではアンモニアは、肥料生成プロセス、廃水精製プロセス、アンモニア生成プロセス、公害防止プロセス、化石燃料燃焼プロセス、コーク製造プロセス、家畜管理プロセス、または冷蔵プロセスから抽出される。全てのプロセスにおいて、ストリッパー塔、ストリッパー塔リボイラ、アブソーバ、および関連する移送配管は、実施例１で受けた改善と同様、比較例１と比べて腐食の減少および寿命の増大を受ける。
【０１１０】
実施例１２．他の材料
一般手順に従うが、ガスのスパージングがあり、ガス組成および流速は実施例１で記載される通りである。この実施例では、デソーバ、リボイラ、および移送配管は、スーパーオーステナイトステンレス鋼（例えばＡＬ６ＸＮ、２５４ＳＭＯ、９０４Ｌ）、二相ステンレス鋼（例えば２２０５）、スーパー二相ステンレス鋼（例えば２５０７）、ニッケル系合金（例えば合金Ｃ２７６、Ｃ２２、Ｃ２０００、６００、６２５、８００、８２５）、チタン合金（例えばグレード１、２、３）、ジルコニウム合金（例えば７０２）、ハステロイ２７６、デュプレックス２２０５、スーパーデュプレックス２５０７、エブライト（Ｅｂｒｉｔｅ）２６−１、エブライト（Ｅｂｒｉｔｅ）１６−１、ハステロイ２７６、デュプレックス２２０５、３１６ＳＳ、３１６Ｌおよび３０４ＳＳ、ジルコニウム、ジルコニウムクラッド３１６、フェラリウム２５５、またはそれらの任意の組み合わせから構成される。ストリッパー塔、ストリッパー塔リボイラ、アブソーバ、および関連する移送配管は、実施例１または２で受けた改善と同様、比較例１または２の条件に従って実行されるが、スパージされる機器のために使用されるこの実施例で使用される同じ材料で構成された実験と比べて、腐食の減少および寿命の増大を受ける。
【０１１１】
採用されている用語および表現は、説明するが、制限しない用語として使用され、そのような用語および表現の使用において、示され、記載された特徴またはその一部のいずれの等価物も排除することは意図されず、様々な改変が特許請求される発明の範囲内で可能であることが認識される。よって、本発明は好ましい実施形態および任意的な特徴により特定的に開示されているが、当業者であれば本明細書で開示される概念の改変および変更を用いることができ、そのような改変および変更は添付の特許請求の範囲により規定されるこの発明の範囲内にあると考えられることが理解されるべきである。
【０１１２】
追加の実施形態
本発明は下記例示的な実施形態を提供し、その番号付けは重要性のレベルを示すものとして解釈されるべきではない：
【０１１３】
実施形態１は、下記を含む、アンモニア抽出中の腐食を減少させる方法を提供する：アンモニアアブソーバ、アンモニアデソーバ、および酸またはそのアンモニウム塩を含む水溶液を含むアンモニア抽出機器を使用してアンモニアを抽出するプロセスを実施すること；酸素を含むガスを溶液中に、アンモニアアブソーバ、アンモニアデソーバ、およびそれらの間の少なくとも１つにおいてスパージすること。
【０１１４】
実施形態２は、スパージングは少なくともアンモニアデソーバおよびアンモニアデソーバのためのリボイラの腐食を低減させるのに十分である、実施形態１の方法を提供する。
【０１１５】
実施形態３は、水溶液はアブソーバとデソーバの間で循環される、実施形態１〜２のいずれか一つの方法を提供する。
【０１１６】
実施形態４は、デソーバでは、溶液中のアンモニウム塩はアンモニアを含む生成混合物に変換される、実施形態１〜３のいずれか一つの方法を提供する。
【０１１７】
実施形態５は、アブソーバでは、アンモニアはアンモニア含有ガスストリームから水溶液中にアンモニウム塩として抽出される、実施形態１〜４のいずれか一つの方法を提供する。
【０１１８】
実施形態６は、ガスはアンモニアデソーバ中にスパージされる、実施形態１〜５のいずれか一つの方法を提供する。
【０１１９】
実施形態７は、アンモニアデソーバはストリッパー塔およびストリッパー塔リボイラを含む、実施形態１〜６のいずれか一つの方法を提供する。
【０１２０】
実施形態８は、アンモニアデソーバの腐食は低減される、実施形態２〜７のいずれか一つの方法を提供する。
【０１２１】
実施形態９は、アンモニアアブソーバとアンモニアデソーバの間の移送配管の腐食は低減される、実施形態２〜８のいずれか一つの方法を提供する。
【０１２２】
実施形態１０は、酸はリン酸、硫酸、塩酸、硝酸、または酢酸である、実施形態１〜９のいずれか一つの方法を提供する。
【０１２３】
実施形態１１は、アンモニウム塩はリン酸一アンモニウムまたはリン酸二アンモニウムである、実施形態１〜１０のいずれか一つの方法を提供する。
【０１２４】
実施形態１２は、腐食を低減させることは、スパージングを含まないアンモニア抽出プロセスにおける対応する機器の腐食と比べた、腐食の速度または重大度の低減を含む、実施形態２〜１１のいずれか一つの方法を提供する。
【０１２５】
実施形態１３は、ガスは空気である、実施形態１〜１２のいずれか一つの方法を提供する。
【０１２６】
実施形態１４は、ガスコンプレッサーはガスをスパージするために使用される、実施形態１〜１３のいずれか一つの方法を提供する。
【０１２７】
実施形態１５は、アンモニア抽出機器は、アンモニア吸収塔、アンモニア吸収塔頂部、アンモニア吸着塔底部、アンモニアストリッパー塔、アンモニアストリッパー塔頂部、アンモニアストリッパー塔底部、ストリッパー塔リボイラ、アンモニア凝縮器、蒸留カラム、アンモニア濃縮器、熱交換器、バルブ、フィルタおよび移送配管のうちの少なくとも１つを含む、実施形態１〜１４のいずれか一つの方法を提供する。
【０１２８】
実施形態１６は、アンモニアは、ガス状または蒸気ストリームから抽出される、実施形態１〜１５のいずれか一つの方法を提供する。
【０１２９】
実施形態１７は、アンモニアは、シアン化水素生成プロセス、肥料生成プロセス、廃水精製プロセス、アンモニア生成プロセス、公害防止プロセス、化石燃料燃焼プロセス、コーク製造プロセス、家畜管理プロセス、または冷蔵プロセスから抽出される、実施形態１〜１６のいずれか一つの方法を提供する。
【０１３０】
実施形態１８は、アンモニア抽出プロセスは未反応アンモニアをシアン化水素生成プロセスから回収する、実施形態１〜１７のいずれか一つの方法を提供する。
【０１３１】
実施形態１９は、アンモニアは、シアン化水素を生成させるためのアンドルソフ法から回収される、実施形態１〜１８のいずれか一つの方法を提供する。
【０１３２】
実施形態２０は、腐食低減を有するアンモニアデソーバおよびアンモニアデソーバのためのリボイラのうちの少なくとも１つはステンレス鋼を含む、実施形態２〜１９のいずれか一つの方法を提供する。
【０１３３】
実施形態２１は、腐食低減を有するアンモニアデソーバおよびアンモニアデソーバのためのリボイラのうちの少なくとも１つはオーステナイト鋼、フェライト鋼、マルテンサイト鋼、ステンレス鋼シリーズ（４４０Ａ、４４０Ｂ、４４０Ｃ、４４０Ｆ、４３０、３１６、４０９、４１０、３０１、３０１ＬＮ、３０４Ｌ、３０４ＬＮ、３０４、３０４Ｈ、３０５、３１２、３２１、３２１Ｈ、３１６Ｌ、３１６、３１６ＬＮ、３１６Ｔｉ、３１６ＬＮ、３１７Ｌ、２３０４、２２０５、９０４Ｌ、１９２５ｈＭｏ／６ＭＯ、２５４ＳＭＯシリーズ鋼を含む）、またはそれらの組み合わせを含む、実施形態２〜２０のいずれか一つの方法を提供する。
【０１３４】
実施形態２２は、腐食低減を有するアンモニアデソーバおよびアンモニアデソーバのためのリボイラのうちの少なくとも１つは超合金、ニッケル−銅合金、モネル４００、析出強化型ニッケル−鉄−クロム合金、インコロイブランド合金、インコロイ８００シリーズ、オーステナイトニッケル−クロム系インコネルブランド合金、ニッケル−クロム−モリブデン合金、ハステロイブランド合金、ハステロイＧ−３０、スーパーオーステナイトステンレス鋼、ＡＬ６ＸＮ、２５４ＳＭＯ、９０４Ｌ、二相ステンレス鋼、２２０５、スーパー二相ステンレス鋼、２５０７、ニッケル系合金、Ｃ２７６、Ｃ２２、Ｃ２０００、６００、６２５、８００、８２５、チタン合金、ジルコニウム合金、Ｚｒ７０２、ハステロイ２７６、デュプレックス２２０５、スーパーデュプレックス２５０７、エブライト（Ｅｂｒｉｔｅ）２６−１、エブライト（Ｅｂｒｉｔｅ）１６−１、ハステロイ２７６、デュプレックス２２０５、３１６ＳＳ、３１６Ｌおよび３０４ＳＳ、ジルコニウム、ジルコニウムクラッド３１６、フェラリウム２５５、またはそれらの任意の組み合わせを含む、実施形態２〜２１のいずれか一つの方法を提供する。
【０１３５】
実施形態２３は、腐食低減を有するアンモニアデソーバおよびアンモニアデソーバのためのリボイラのうちの少なくとも１つは３０４または３１６オーステナイト鋼を含む、実施形態２〜２２のいずれか一つの方法を提供する。
【０１３６】
実施形態２４は、水溶液中にスパージされるガスの量は、溶液中への酸素スパージングの速度を所定の最低速度超で維持するのに十分である、実施形態１〜２３のいずれか一つの方法を提供する。
【０１３７】
実施形態２５は、所定の最低速度は、腐食低減を有するアンモニア抽出機器上の腐食低減層の形成、再生、または修復を可能にするのに十分である、実施形態２４の方法を提供する。
【０１３８】
実施形態２６は、水溶液中にスパージされるガスの量は、腐食低減を有するアンモニア抽出機器上の腐食低減層を維持、再生、または修復するのに十分である、実施形態１〜２５のいずれか一つの方法を提供する。
【０１３９】
実施形態２７は、ガスは、水溶液中に十分低い量でまたは十分低い撹拌でスパージされ、よって、腐食低減を有するアンモニア抽出機器上の腐食低減層は破壊されず、腐食の低減の阻害もされない、実施形態２６の方法を提供する。
【０１４０】
実施形態２８は、ガスは、水溶液中に十分低い量でスパージされ、よってガスがスパージされるアンモニア抽出機器の温度制御は阻害されない、実施形態１〜２７のいずれか一つの方法を提供する。
【０１４１】
実施形態２９は、水溶液中へのガススパージングの速度は、水溶液中への酸素スパージングの速度を所定の最高速度未満で維持するのに十分である、実施形態１〜２８のいずれか一つの方法を提供する。
【０１４２】
実施形態３０は、所定の最高速度は、水溶液と平衡にあるガス相が不燃性であるようなものである、実施形態２９の方法を提供する。
【０１４３】
実施形態３１は、水溶液中へのガススパージングは、溶液中への酸素スパージングの速度をデソーバからアブソーバに流れる水溶液約１００ｌｂ〜約１０，０００ｌｂ毎に約１ｓｃｆで維持するのに十分な速度で起こる、実施形態１〜３０のいずれか一つの方法を提供する。
【０１４４】
実施形態３２は、水溶液中へのガススパージングは、溶液中への酸素スパージングの速度をデソーバからアブソーバに流れる水溶液約５００ｌｂ〜約５０００ｌｂ毎に約１ｓｃｆで維持するのに十分な速度で起こる、実施形態１〜３１のいずれか一つの方法を提供する。
【０１４５】
実施形態３３は、さらに、制御装置を使用して、水溶液中への酸素スパージングの速度が、所定の最低速度と所定の最高速度の間で維持されるように、ガススパージングを制御することを含む、実施形態１〜３２のいずれか一つの方法を提供する。
【０１４６】
実施形態３４は、スパージングは、アンモニアデソーバおよびアンモニアデソーバのためのリボイラのうちの少なくとも１つの腐食を低減させるのに十分であり、さらに、腐食低減を有するアンモニアブソーバおよびアンモニアデソーバのうちの少なくとも１つに起こった腐食の量を使用して、所定の最低速度または所定の最高速度を決定することを含む、実施形態３３の方法を提供する。
【０１４７】
実施形態３５は、起こった腐食の量は、視覚的に、または即時腐食速度測定により決定される、実施形態３４の方法を提供する。
【０１４８】
実施形態３６は、下記を含む、腐食の減少を伴う、アンモニアを抽出するためのシステムを提供する：アンモニアアブソーバ、アンモニアデソーバ、および酸またはそのアンモニウム塩を含む水溶液を含むアンモニア抽出機器；アンモニアを含むガス状ストリームであって、アンモニアアブソーバでは、ガス状ストリーム中のアンモニアの少なくとも一部は、アンモニウム塩に変換され、アンモニアデソーバでは、アンモニウム塩の少なくとも一部は、アンモニアに変換され、ならびに水溶液はアブソーバとデソーバの間で循環される、ストリーム；ならびに、酸素を含むガスを水溶液中に、アンモニアアブソーバ、アンモニアデソーバ、およびそれらの間のうちの少なくとも１つにおいてスパージするガススパージャ。
【０１４９】
実施形態３７は、スパージングは、アブソーバまたはデソーバのうちの少なくとも１つの腐食を低減させるのに十分である、実施形態３６のシステムを提供する。
【０１５０】
実施形態３８は、さらに、制御装置を含み、制御装置は、水溶液中への酸素スパージングの速度が所定の最低速度と所定の最高速度の間で維持されるようにガススパージングを制御する、実施形態３６〜３７のいずれか一つのシステムを提供する。
【０１５１】
実施形態３９は、さらに腐食センサを含み、腐食センサは腐食速度を測定し、腐食速度は所定の最低速度または所定の最高速度を決定するために使用される、実施形態３８のシステムを提供する。
【０１５２】
実施形態４０は、下記を含む、アンモニア抽出中の腐食を減少させる方法を提供する：未反応アンモニアを、シアン化水素を生成させるためのアンドルソフ法からのガス状反応器排出ストリームから回収するためのプロセスを実施すること、ここで、プロセスはアンモニアアブソーバ、アンモニアストリッパー塔およびアンモニアストリッパー塔リボイラを含むアンモニアデソーバ、ならびに酸またはそのアンモニウム塩を含む水溶液を含むアンモニア回収機器を使用して実施され、アンモニアアブソーバでは、ガス状ストリーム中のアンモニアの少なくとも一部は、アンモニウム塩に変換され、アンモニアデソーバでは、アンモニウム塩の少なくとも一部は、アンモニアに変換され、ならびに水溶液はアブソーバとデソーバの間で循環される；ならびに、酸素を含むガスを水溶液中に、アンモニアデソーバまたはデソーバのリボイラにおいてデソーバまたはリボイラの腐食を低減させるのに十分スパージすること；ここで、水溶液中へのガススパージングは、溶液中への酸素スパージングの速度を、デソーバからアブソーバに流れる水溶液約５００ｌｂ〜約５０００ｌｂ毎に約１ｓｃｆで維持するのに十分な速度で起こる。
【０１５３】
実施形態４１は、列挙された全ての要素または選択肢が使用可能で、またはそこから選択されるように任意で構成された、実施形１〜４０のいずれか一つまたは任意の組み合わせの装置または方法を提供する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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