(57)【要約】（ａ）アルコール中にアンモニアを吸収して、アルコール／アンモニア溶液を生成させるステップと、（ｂ）その後アルコール／アンモニア溶液からアンモニアを回収するために、アルコール／アンモニア溶液を容器内に保持するステップと、（ｃ）アルコール／アンモニア溶液を加熱し、および／またはアルコール／アンモニア溶液の圧力を低下させて、アルコール／アンモニア溶液からアンモニアを放出させるステップとを含む方法により、アンモニアを貯蔵し、かつ回収することができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンモニアを貯蔵する方法であって、
（ａ）アルコール中にアンモニアを吸収して、アルコール／アンモニア溶液を生成させるステップと、
（ｂ）その後前記アルコール／アンモニア溶液からアンモニアを回収するために、前記アルコール／アンモニア溶液を容器内に保持するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記アルコール／アンモニア溶液を、アンモニアで飽和させることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記アンモニアを、大気圧でアルコール中に吸収させることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
前記アルコール／アンモニア溶液を、大気圧で前記容器内に保持することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記アンモニアを、前記容器内でアルコール中に吸収させることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記アンモニアを、ガススクラバ内でアルコール中に吸収させることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
アルコール／アンモニア溶液からアンモニアを回収する方法であって、前記アルコール／アンモニア溶液を加熱して、前記アルコール／アンモニア溶液からアンモニアを放出させるステップ、および／または、前記アルコール／アンモニア溶液の圧力を低下させて、前記アルコール／アンモニア溶液からアンモニアを放出させるステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項８】
前記アルコール／アンモニア溶液を、フラッシュ反応器またはストリッピング塔内で加熱することを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】
アンモニアを貯蔵し、かつ回収する方法であって、
（ａ）アルコール中にアンモニアを吸収して、アルコール／アンモニア溶液を生成させるステップと、
（ｂ）その後前記アルコール／アンモニア溶液からアンモニアを回収するために、前記アルコール／アンモニア溶液を容器内に保持するステップと、
（ｃ）前記アルコール／アンモニア溶液を加熱し、および／または前記アルコール／アンモニア溶液の圧力を低下させて、前記アルコール／アンモニア溶液からアンモニアを放出させるステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１０】
前記アルコールが、アンモニア処理アルコール、またはアンモニア処理アルコールを含有する塩であることを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
その後アルコール／アンモニア溶液からアンモニアを回収するために、容器内に保持されることを特徴とするアルコール／アンモニア溶液。
【請求項１２】
前記アルコールが、アンモニア処理アルコール、またはアンモニア処理アルコールを含有する塩であることを特徴とする請求項１１記載のアルコール／アンモニア溶液。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、アンモニアの貯蔵および回収に関する。
（背景技術）
アンモニアは典型的には、液化により、または水中への溶解により貯蔵される。液化はエネルギー集約的であり、圧力容器内における貯蔵が必要である。その後の使用のため、乾燥した、またはほとんど乾燥したアンモニアを要する場合は、水中への溶解による貯蔵は望ましくない。
【０００２】
（発明の概要）
第１の態様において、本発明はアンモニアを貯蔵する方法であって、
（ａ）アルコール中にアンモニアを吸収して、アルコール／アンモニア溶液を生成させるステップと、
（ｂ）その後前記アルコール／アンモニア溶液からアンモニアを回収するために、前記アルコール／アンモニア溶液を容器内に保持するステップと
を含むことを特徴とする方法を提供する。
【０００３】
第２の態様において、本発明は，その後アルコール／アンモニア溶液からアンモニアを回収するため、容器内に保持されることを特徴するアルコール／アンモニア溶液を提供する。
第３の態様において、本発明は，アルコール／アンモニア溶液からアンモニアを回収する方法であって、前記アルコール／アンモニア溶液を加熱して、前記アルコール／アンモニア溶液からアンモニアを放出させるステップ、および／または、前記アルコール／アンモニア溶液の圧力を低下させて、前記アルコール／アンモニア溶液からアンモニアを放出させるステップを含むことを特徴とする方法を提供する。
【０００４】
第４の態様において、本発明はアンモニアを貯蔵し、かつ回収する方法であって、
（ａ）アルコール中にアンモニアを吸収して、アルコール／アンモニア溶液を生成させるステップと、
（ｂ）その後前記アルコール／アンモニア溶液からアンモニアを回収するために、前記アルコール／アンモニア溶液を容器内に保持するステップと、
（ｃ）前記アルコール／アンモニア溶液を加熱し、および／または前記アルコール／アンモニア溶液の圧力を低下させて、前記アルコール／アンモニア溶液からアンモニアを放出させるステップと
を含むことを特徴とする方法を提供する。
【０００５】
アルコール／アンモニア溶液は、アンモニアで飽和させることが好ましい。
容器内において、アンモニアをアルコール中に吸収させることができる。
アルコール中にアンモニアを吸収させ、容器内にアルコール／アンモニア溶液を保持し、かつアルコール／アンモニア溶液からアンモニアを放出させるために用いる温度および圧力は、アンモニアの貯蔵および回収を要し、かつアルコールを包含する特定の処理状況によって決まる。種々の状況に合致するように温度および圧力を調整することができるが、本発明に従ってアンモニアを貯蔵し、かつ回収する装置の、資本および操業費用を最小限とする温度および圧力を選択するのが好ましい。
【０００６】
本発明は、水和された、または脱水されたＭｇＣｌ２溶液から無水塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２）を生成させる方法（「アンモニア処理法」）に、特定の、しかし限定的ではない、用途を見出している。アンモニア処理法の例は、参照により本明細書に組み入れられている、米国特許第２３８１９９４、２３８１９９５、３０９２４５０、３３５２６３４、３９６６８８８、３９８３２２４、４１９５０７０、４１９５０７１、４２０１７５８、４２０８３９２、４２４８８３８、および５５１４３５９号明細書、英国特許第２０４５７３６号明細書、ならびにオーストラリア特許第６６５７２２号明細書中に見出される。アンモニア処理法に共通なのは、水和された、または脱水されたＭｇＣｌ２溶液をアンモニア処理して、アンモニア化ＭｇＣｌ２（典型的にはＭｇＣｌ２・６ＮＨ３）を生成させること、ならびにアンモニア化ＭｇＣｌ２をか焼して、無水ＭｇＣｌ２を生成させることである。水和された、または脱水されたＭｇＣｌ２溶液をアンモニア処理するときアンモニアが消費され、またアンモニア化ＭｇＣｌ２をか焼するときアンモニアが放出される。本発明により、アンモニア処理方法に用いるアルコール中に、か焼の間に放出されるアンモニアを貯蔵すること、ならびに、得られたアルコール／アンモニア溶液から、水和された、または脱水されたＭｇＣｌ２溶液のアンモニア処理に用いるため、アンモニアを放出することが容易になる。
【０００７】
アンモニア処理に用いるアルコール（「アンモニア処理アルコール」）には、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、エチレングリコール、およびジエチレングリコールが含まれる。いくつかのアンモニア処理法では、アンモニア処理アルコールは、このようなアルコール／水溶液を含む本発明に用いるため、水およびアルコールを含む。アンモニア処理アルコールはまた、塩化マグネシウム、塩化アンモニウム、および塩化カルシウムなどの塩を含むこともでき、本発明に用いるアルコールは、このような塩を含有するアンモニア処理アルコールを含む。
【０００８】
大気圧でアンモニア処理アルコール中にアンモニアを吸収させ、かつ得られたアルコール／アンモニア溶液を大気圧に保ち、それにより圧縮、および圧力容器の使用に関連する費用を回避するのが好ましい。しかし、圧力下でアンモニアを貯蔵することは、本発明の範囲内に含まれる。
アルコール／アンモニア溶液を容器内に好ましく保持する温度は、含まれるアルコール、および全体のフローシートにより影響を受けるであろうが、典型的には１５〜８０℃、より好ましくは約３０〜４０℃、の範囲にあるであろう。同様に、アンモニアを回収する温度および圧力は、含まれるアルコール、および全体のフローシートにより影響を受けるであろう。資本および操業費用の観点から、大気圧における回収が望ましいが、アンモニアの回収率を増加させる視点から、いくつかの状況では、減圧における回収も望ましいものとなり得る。温度の上昇は、アンモニアの回収率を増加させるのに有利であろうが、アルコールを劣化させるほど温度が高くないのが好ましい。
【０００９】
一連の段により、例えば一連のガススクラバにより、アンモニアを吸収させることができ、また一連の段により、例えば、異なる温度および圧力で作動させることができる一連のフラッシュ反応器またはストリッピング塔により、アンモニアを回収できる。
液化により４０℃でアンモニアを貯蔵すると、最初の１０５ｋＰａおよび５０℃のガス状アンモニア１０００ｋｇｈ−１当り、アンモニアガスの圧縮についておよそ２１０ｋＷ、および冷却におよそ５００ｋＷ、のエネルギーが犠牲になる。４０℃のグリコール中における最初に１０５ｋＰａおよび５０℃のガス状アンモニア１０００ｋｇｈ−１の貯蔵には、およそ４００ｋＷの冷却負荷が必要であり、また４０℃のメタノール中における最初に１０５ｋＰａおよび５０℃のガス状アンモニア１０００ｋｇｈ−１の貯蔵には、およそ３４０ｋＷの冷却負荷が必要である。
【００１０】
実施例
実施例１−種々の温度におけるグリコール／グリコール塩中におけるアンモニアの貯蔵
攪拌機および温度計を取り付けた５口１リットル丸底フラスコ中に、既知重量のエチレングリコール、または、プロセスグリコール溶液として知られる、塩化マグネシウム２％（ｗ／ｗ）および塩化カルシウム２％（ｗ／ｗ）を含有するグリコール溶液を入れた。フラスコ内容物の温度を制御するため、ヒータを有する冷凍ウォータバス中にフラスコを入れた。
【００１１】
フラスコおよび内容物を最初４０℃とした。次いで、フラスコの内容物に、アンモニアガスを連続的に噴霧した。フラスコにコンデンサおよび受け器をも取り付け、系からのグリコールの損失を最小限とした。冷却浴により吸収熱を放散させ、容器内容物が４０℃に戻るとすぐに、ケルダール分析によりアンモニアを検定するため、液体試料を引き出し、かつ、吸収されたアンモニアの量を決定するため容器内容物の重量変化を記録した。４０℃におけるグリコール試料について、アンモニア含量は１０．９％（ｗ／ｗ）、また塩化マグネシウム２％（ｗ／ｗ）および塩化カルシウム２％（ｗ／ｗ）を含有するグリコールについて、アンモニア含量は１０．７％（ｗ／ｗ）であった。他の温度で、この手順を繰り返した。それらの結果を、下記の表１および表２中に示している。
【００１２】
【表１】
2004507699.tif 000002
【００１３】
【表２】
2004507699.tif 000003
【００１４】
実施例２−種々の温度におけるメタノール中におけるアンモニアの貯蔵
攪拌機および温度計を取り付けた５口１リットル丸底フラスコ中に、既知重量の、最小限の水を含有するメタノールを入れた。温度制御を提供するため、ヒータを有する冷凍ウォータバス中にフラスコを入れた。最初に、メタノールを１５℃とした。大気条件下で、吸収熱が放散され、容器の内容物が１５℃に戻るまで、１分間当り１リットルの速度でアンモニアガスを添加した。アンモニア添加速度を、さらに３０分間、１分間当り１リットルに維持して、確実に飽和させ、次いでフラスコ内容物の試料を採取した。試料を引き出す際、試料から脱ガスしないように注意を払った。ケルダール分析により、試料のアンモニアを分析した。アンモニア含量は、２３．６１％（ｗ／ｗ）であった。
【００１５】
アンモニア添加速度を１分間当り１００ｃｍ３に低下させ、フラスコ内容物の温度を漸次、３０分間にわたり、２５℃まで上昇させた。さらに９０分間、フラスコを２５℃に維持して、確実にメタノール内においてアンモニアを平衡化させた。試料を引き出し、ケルダール分析により、アンモニア含量を測定した。アンモニア含量は、１８．１２％（ｗ／ｗ）であった。
【００１６】
３０℃、３５℃、４０℃、４５℃、および５０℃まで、同様に段階的に温度を上昇させ、それぞれの温度で、９０分間平衡化させた後、試料を引き出した。
ケルダール分析による、全試料の分析結果を、下記の表３に示している。
【００１７】
【表３】
2004507699.tif 000004
【００１８】
実施例３−グリコール中におけるアンモニアの貯蔵、およびグリコールからのアンモニアの回収
およそ１４０から１５０ｋＰａ、および２５から３０℃、のガス状アンモニアを、１２ｍ３反応容器の内容物を通して、スパージングさせた。反応容器の内容物を、確実にアンモニアで飽和させるため、必要条件よりもアンモニアを過剰に添加した。過剰のガス状アンモニアは、一部分不活性ガスおよびメタノールをも含有したが、大気よりも幾分高い圧力において、１００から＞５００ｋｇｈ−１の速度で反応器から排出させた。次いで、過剰のアンモニアを、３つの平衡段を有し、大気圧で作動するランダム充填されたガススクラバに導いた。３％（ｗ／ｗ）から５％（ｗ／ｗ）のアンモニア、２％（ｗ／ｗ）から４％（ｗ／ｗ）のメタノール、痕跡量の＜０．２％（ｗ／ｗ）の水、および、痕跡量の＜０．１％（ｗ／ｗ）の塩化マグネシウム、を含有するエチレングリコールを、スクラバを通して１３から１６ｍ３ｈ−１で再循環させて、過剰のアンモニアを捕集した。これも３つの平衡段を有する、第２のランダム充填されたスクラバを使用して、第１のスクラバからのガス状排出物にみがきを掛けた。第２のスクラバでは、痕跡量のメタノールおよびアンモニアだけを有するグリコールを、ガス洗浄媒質として使用した。組み合わせたスクラバのアンモニア捕集効率は、９９．４から９９．７％であった。洗浄グリコールは、２つの水冷されたプレート熱交換器によって、３０から３５℃に維持して、高いアンモニア溶解性を維持した。典型的には、冷却器は、アンモニア６５％（ｗ／ｗ）を含有する、反応器からの過剰の流れ２１０ｋｇｈ−１について、５５ｋＷの冷却負荷を供給する必要があった。
【００１９】
洗浄グリコールは、炭素鋼タンク内に温度４０℃で貯蔵した。一連のアンモニア分離器（加熱したフラッシュ反応器）を通して洗浄グリコールを漸次ブリーディングさせることによりアンモニアを回収し、そのアンモニア分離器は温度を１３０℃まで上昇させ、放出されたアンモニアが、再使用のため元の反応容器に戻ることができるようにした。第１段では、洗浄グリコールを大気圧および１３０℃でフラッシュさせ、また第２段では中程度の真空（２８絶対ｋＰａ）および１３０℃でフラッシュさせ、それにより追加のアンモニア回収が得られた。過剰アンモニアの１００％回収率をもたらすため、ストリッパは典型的には、アンモニア戻り量１３７ｋｇｈ−１について、３１０ｋＷを必要とした。
【国際公開パンフレット】
2004507699.tif 000005
2004507699.tif 000006
2004507699.tif 000007
2004507699.tif 000008
2004507699.tif 000009
2004507699.tif 000010
2004507699.tif 000011
2004507699.tif 000012
2004507699.tif 000013
2004507699.tif 000014
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004507699.tif 000015
【国際調査報告】
2004507699.tif 000016
2004507699.tif 000017