(57)【要約】塔で８５〜９５質量％濃度の硝酸、粗製硝酸又はそれらの混合物を、７５〜１１０℃にて０．１〜２ｂａｒの圧力で蒸留することによる、塔での硝酸、粗製硝酸又はそれらの混合物の蒸留又は精留による高純度の硝酸の、新規かつ改良された製造方法。【特許請求の範囲】
【請求項１】
塔での硝酸、粗製硝酸又はそれらの混合物の蒸留又は精留による高純度の硝酸の製造方法であって、その塔で８５〜９５質量％濃度の硝酸、粗製硝酸又はそれらの混合物を、７０〜１１５℃にて０．１〜２ｂａｒの圧力で蒸留する方法。
【請求項２】
蒸留又は精留塔が大気圧下で稼働する、請求項１に記載の高純度の硝酸の製造方法。
【請求項３】
蒸留又は精留塔が３以上の理論段数を含む、請求項１又は請求項２に記載の高純度の硝酸の製造方法。
【請求項４】
蒸留又は精留塔が４以上の理論段数を含む、請求項１又は請求項２に記載の高純度の硝酸の製造方法。
【請求項５】
８５〜９５質量％濃度の硝酸、粗製硝酸又はそれらの混合物が、塔の底部に配置されるか、又は、塔のいずれかの箇所から供給され、その供給箇所より上に１〜５の理論段数が配置される、請求項１〜４のいずれかに記載の高純度の硝酸の製造方法。
【請求項６】
高濃縮硝酸、粗製硝酸又はそれらの混合物が、塔の底部に配置され、その濃度は供給流を介して導入される希釈剤の使用によって８５〜９５質量％濃度へと調節され、この８５〜９５質量％濃度の硝酸、粗製硝酸又はそれらの混合物が続けて１〜５の理論段数を通過する、請求項１〜４のいずれかに記載の高純度の硝酸の製造方法。
【請求項７】
高濃縮硝酸、粗製硝酸又はそれらの混合物が、塔の底部に配置され、その濃度は供給流を介して導入される希釈剤によって８５〜９５質量％濃度へと調節され、この８５〜９５質量％濃度の硝酸、粗製硝酸又はそれらの混合物が続けて１〜３の理論段数を通過する、請求項１〜４のいずれかに記載の高純度の硝酸の製造方法。
【請求項８】
使用される希釈剤が水、希硝酸、無機又は有機水溶液、又はそれらの混合物である、請求項６又は請求項７に記載の高純度の硝酸の製造方法。
【請求項９】
供給流が４０〜９０℃に加熱される、請求項１〜８のいずれかに記載の高純度の硝酸の製造方法。
【請求項１０】
非金属部材が塔材料として使用される、請求項１〜９のいずれかに記載の高純度の硝酸の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塔での硝酸、粗製硝酸又はそれらの混合物の蒸留又は精留による高純度の硝酸の製造方法であって、その塔で８５〜９５質量％濃度の硝酸、粗製硝酸又はそれらの混合物を、７０〜１１５℃にて０．１〜２ｂａｒの圧力で蒸留する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＳＵ−Ａ−１１０１２４９は、複雑な多段蒸留を使用して６０質量％濃度の粗製硝酸から高純度の硝酸を製造する方法を開示している。
【０００３】
この方法は、カルシウム、マグネシウム、ナトリウム及び亜鉛等の陽イオンが、１ｐｐｍを超える濃度で不純物として生じる不利益を有する。
【０００４】
【特許文献１】
ＳＵ−Ａ−１１０１２４９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、上述の不利益を取り除くことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者等は、この目的が、塔での硝酸、粗製硝酸又はそれらの混合物の蒸留又は精留による高純度の硝酸の製造方法であって、その塔で８５〜９５質量％濃度の硝酸、粗製硝酸又はそれらの混合物を、７０〜１１０℃にて０．１〜２ｂａｒの圧力で蒸留する、新規且つ改良された方法によって達成されることを見いだした。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の方法は、以下のように実施することが可能である：
高純度の硝酸は、７０〜１１５℃、好ましくは７５〜１００℃、特に好ましくは８０〜９０℃で、大気圧下、又は弱加圧下又は減圧下、即ち０．１〜２ｂａｒ、好ましくは０．５〜１．５ｂａｒの範囲で、特に好ましくは大気圧下で、８５〜９５質量％濃度の硝酸、粗製硝酸又はそれらの混合物のバッチ法又は好ましくは連続蒸留法、好ましくは精留によって、得ることが可能である。蒸留塔の底部における温度は、一般に１００〜１４０℃、好ましくは１１０〜１３０℃、特に好ましくは１１５〜１２５℃である。
【０００８】
この方法において、８５〜９５質量％濃度の硝酸、粗製硝酸又はそれらの混合物は、塔の底部へと直接に供給可能であり、又は塔のいかなる箇所においても供給可能であり、好ましくは、高度に濃縮された粗製硝酸が使用され、希釈剤が塔のどこかの箇所で供給され、そのために精製される硝酸の濃度は、この添加の後に、８５〜９５質量％である。この８５−９５質量％濃度の硝酸、粗製硝酸又はそれらの混合物は、続けて１〜５、好ましくは１〜３、特に好ましくは１〜２の理論段数を通過する。一般に、供給流は環境温度とすることができるが、概して供給流は加熱して、４０〜９０℃へ、好ましくは７０〜９０℃へ、より好ましくは７５〜８５℃へ、そして特に好ましくは７８〜８２℃へとすることが好適である。
【０００９】
高濃縮硝酸、粗製硝酸又はそれらの混合物は、９５〜１００質量％、好ましくは９６〜９９質量％、特に好ましくは９７〜９８質量％の硝酸を含有し、一般に通常の方法によって得られ、例えば、オートクレーブ中でのＮＯｘと水の反応によって、又はＮＯｘと水との反応から、及び硫酸の添加後の共沸蒸留による濃縮である。
【００１０】
本発明によって製造された高純度の硝酸は、一般に、０．００５〜０．１［ｍｇ／ｋｇ］の硫酸塩、好ましくは０．０１〜０．０９［ｍｇ／ｋｇ］の硫酸塩、特に好ましくは０．０２〜０．０８［ｍｇ／ｋｇ］の硫酸塩、一般に０．００５〜０．１［ｍｇ／ｋｇ］の塩化物、好ましくは０．０１〜０．０９［ｍｇ／ｋｇ］の塩化物、特に好ましくは０．０２〜０．０８［ｍｇ／ｋｇ］の塩化物、及び０．０５〜１［ｐｐｂ］のナトリウム、好ましくは０．０７〜０．８［ｐｐｂ］のナトリウム、特に好ましくは０．０９〜０．５［ｐｐｂ］のナトリウム、特に０．１〜０．３［ｐｐｂ］のナトリウム、またさらに、０．１質量ｐｐｂ（ｐｐｂは、十億分率）又は陽イオン（ただしＨ＋を除く）あたりより少ない濃度の不純物を、含有している。そのため、クロム含量は、一般に０．００１〜０．０９［ｐｐｂ］、好ましくは０．００５〜０．０７［ｐｐｂ］、特に好ましくは０．００７〜０．０５［ｐｐｂ］である。カルシウム含量は、一般に０．００５〜０．１［ｐｐｂ］、好ましくは０．０１〜０．０９［ｐｐｂ］、特に好ましくは０．０１５〜０．０７［ｐｐｂ］である。カリウム含量は、一般に０．００５〜０．１［ｐｐｂ］、好ましくは０．０１〜０．０９［ｐｐｂ］、特に好ましくは０．０１５〜０．０７［ｐｐｂ］である。鉄含量は、一般に０．００５〜０．１［ｐｐｂ］、好ましくは０．０１〜０．０９［ｐｐｂ］、特に好ましくは０．０１５〜０．０７［ｐｐｂ］である。マグネシウム含量は、一般に０．００１〜０．０９［ｐｐｂ］、好ましくは０．００５〜０．０７［ｐｐｂ］、特に好ましくは０．００７〜０．０５［ｐｐｂ］である。亜鉛含量は、一般に０．００５〜０．１［ｐｐｂ］、好ましくは０．０１〜０．０９［ｐｐｂ］、特に好ましくは０．０１５〜０．０７［ｐｐｂ］である。銅含量は、一般に０．００５〜０．１［ｐｐｂ］、好ましくは０．０１〜０．０９［ｐｐｂ］、特に好ましくは０．０１５〜０．０７［ｐｐｂ］である。マンガン含量は、一般に０．００５〜０．１［ｐｐｂ］、好ましくは０．００８〜０．０９［ｐｐｂ］、特に好ましくは０．０１〜０．０７［ｐｐｂ］である。アルミニウム含量は、一般に０．００５〜０．１［ｐｐｂ］、好ましくは０．０１〜０．０９［ｐｐｂ］、特に好ましくは０．０２〜０．０８［ｐｐｂ］である。
【００１１】
硝酸、粗製硝酸又はそれらの混合物の濃度を、８５〜９５質量％へと調節するのに適した希釈剤には、水（好ましくは脱イオンの形態で使用される）が含まれ、希硝酸、粗製硝酸又はそれらの混合物、一般に５−９５質量％濃度、好ましくは５０−９５質量％濃度、特に好ましくは６０−９５質量％濃度の、硝酸、粗製硝酸又はそれらの混合物、希薄塩水溶液等の無機水溶液、アルコール又はアルカリ（石けん水）等の有機水溶液を希釈する。同様に、高度に濃縮した硝酸、粗製硝酸又はそれらの混合物を、塔中で、供給流と混合する代わりに、水を含む溶液と混合することも可能である。
【００１２】
塔の全体、及び塔の底部より上方でそれに付随する装置は、一般に非金属部材から、好ましくは、高度フッ素化処理物質（例、ライニングとして好適に使用されるテフロン（登録商標））等の、ガラス又は熱耐性樹脂からなっている。ホウケイ酸ガラスの使用は、特に好適である。蒸発装置は、例えばタンタル製の加熱ロッドを備えることが可能である。
【００１３】
塔は好ましくは２以上の、例えば２〜１２、好ましくは３〜１０、特に好ましくは４〜９、とくに５〜８の区画（段）からなる。一般に低区画（段）側にはそれぞれ塔の充填物を支持する支持格子(support grating)が備えられている。塔の充填物は、充填材料の床（ベッド）、又はガラス、テフロン（登録商標）又はそれらの混合物から作成された構造化充填物のいずれかからなるものとすることが可能である。その種の塔は、一般に１又は２から１２、好ましくは３〜１０、特に好ましくは４〜９、特に５〜８の理論段数を有している。適した充填材料には、全ての公知の充填材料又はそれらの混合物があり、例えばラッシヒリング、パルリング、ベルリサドル、又はプリムリングがある。
【００１４】
塔の上方には、コンデンサ（凝縮器）、例えばガラス製で冷却水又は所望により他の冷媒を使用して運転される、殻−管（シェルアンドチューブ）型熱交換器(shell-and-tube heat exchanger)があり、これは本発明による高純度の硝酸を冷却することができる。精製された生成物の一部は、塔に戻すことが可能である。
【実施例】
【００１５】
実施例１
高濃度の、９５−１００質量％濃度の粗製硝酸を、塔の底部に配置した。この塔はホウケイ酸ガラス製で、塔直径に対する塔長（高）の比が３：１であり、ガラスのラッシヒリング（直径２５ｍｍ）を支持格子に充填した６つのガラス区画からなっており、タンタル製の加熱ロッドを取り付けた蒸発器を備えており、第２及び第３のガラス区画間の供給のための差込口を有していた。７５−９５質量％濃度の粗製硝酸を、８５〜９５質量％の濃度の硝酸を生じるように、その供給差込口を通じて導入した。還流比が０．４、及び頂部から除去される硝酸の濃度が９８．５〜９９．５質量％となるように設定した。底部の温度は１２０−１２５℃で、頂部の温度は８２〜８４℃であった。以下の特性を有する高純度の硝酸が得られた：
【００１６】
【表１】
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【国際公開パンフレット】
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2004529841.tif 000008
2004529841.tif 000009
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004529841.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成15年6月27日(2003.6.27)
【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】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塔での硝酸、粗製硝酸又はそれらの混合物の蒸留又は精留による高純度の硝酸の製造方法であって、その塔で８５〜９５質量％濃度の硝酸、粗製硝酸又はそれらの混合物を、７０〜１１５℃にて０．１〜２ｂａｒの圧力で蒸留し、且つ塔材料として非金属部材が使用されている方法。
【請求項２】
蒸留又は精留塔が大気圧下で稼働される、請求項１に記載の高純度の硝酸の製造方法。
【請求項３】
蒸留又は精留塔が３以上の理論段数を含む、請求項１又は請求項２に記載の高純度の硝酸の製造方法。
【請求項４】
蒸留又は精留塔が４以上の理論段数を含む、請求項１又は請求項２に記載の高純度の硝酸の製造方法。
【請求項５】
８５〜９５質量％濃度の硝酸、粗製硝酸又はそれらの混合物が、塔の底部に配置されるか、又は、塔のいずれかの箇所から供給され、且つその供給箇所より上に１〜５の理論段数が配置される、請求項１〜４のいずれかに記載の高純度の硝酸の製造方法。
【請求項６】
高濃縮硝酸、粗製硝酸又はそれらの混合物が、塔の底部に配置され、その濃度は供給流を介して導入される希釈剤によって８５〜９５質量％濃度へと調節され、次いでこの８５〜９５質量％濃度の硝酸、粗製硝酸又はそれらの混合物が続けて１〜５の理論段数を通過する、請求項１〜４のいずれかに記載の高純度の硝酸の製造方法。
【請求項７】
高濃縮硝酸、粗製硝酸又はそれらの混合物が、塔の底部に配置され、その濃度は供給流を介して導入される希釈剤の使用によって８５〜９５質量％濃度へと調節され、この８５〜９５質量％濃度の硝酸、粗製硝酸又はそれらの混合物が続けて１〜３の理論段数を通過する、請求項１〜４のいずれかに記載の高純度の硝酸の製造方法。
【請求項８】
使用される希釈剤が水、希硝酸、無機又は有機水溶液、又はそれらの混合物である、請求項６又は請求項７に記載の高純度の硝酸の製造方法。
【請求項９】
供給流が４０〜９０℃に加熱される、請求項１〜８のいずれかに記載の高純度の硝酸の製造方法。
【国際調査報告】
2004529841.tif 000011
2004529841.tif 000012
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