KR20150042797A - 공기 분사에 의한 암모니아 추출에서의 부식 제어 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 부식 감소에 관련된다. 본 발명은 암모니아 추출 동안의 부식 감소 방법을 포함한다. 상기 방법은 암모니아 추출 설비를 이용하여 암모니아를 추출시키는 공정을 수행하는 것을 포함한다. 암모니아 추출 설비는 암모니아 흡수기, 암모니아 탈착기, 및 수용액을 포함한다. 수용액은 산 및 이의 암모늄 염을 포함한다. 상기 방법은 또한 암모니아 흡수기, 암모니아 탈착기, 또는 이들 사이에서 용액에 산소-함유 기체를 분사하는 것을 포함한다. 본 발명은 또한 상기 방법을 수행할 수 있는 시스템을 제공한다.
Description
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2012일 7월 19일 자 출원의 미국 가출원 제61/673,495호를 우선권으로 주장한다. 이 출원은 그 전체가 본 출원에 참조로 포함된다.
발명의 배경
산과 같은 부식성 물질의 대규모 사용이 여러 공업적 절차의 필수적 부분일 수 있다. 부식은 여러 기술 분야에서 설비의 유용 수명의 상당한 감소를 유발할 수 있다. 일부 예에서, 수명 단축이 상당히 심각할 수 있고 따라서 설비 수리 또는 교체가 장기 조업 비용의 대부분을 이룰 수 있다. 대규모 절차에서 사용되는 부식성 물질의 한 예는 암모니아 추출을 위한 수성 산의 사용이다.
앤드루소 공정(Andrussow process)은 산소 및 백금 촉매의 존재에서 메탄 및 암모니아로부터 하이드로시안산(HCN)을 발생시킨다. 반응기 유출물 스트림으로부터 암모니아를 흡수하기 위한 수성 산 수착 루프를 이용하여 미반응 암모니아를 회수 및 재순환시키는 앤드루소 HCN을 조업하는 것이 경제적이다. 산은 인산과 같은 광물산일 수 있고, 이는 흡수기(absorber)에서 암모니아 기체를 암모늄 포스페이트와 같은 암모늄 염으로서 포획하여 추출할 수 있다. 암모니아는 탈거기(stripper)에서 가열에 의하여 수용액으로부터 유리될 수 있다. 흡수기, 탈거기, 및 연결된 수송 배관(transfer piping)을 포함하는 산과 접촉하는 설비는 높은 부식 속도를 겪을 수 있다. 탈거기 및 연결된 재비기(reboiler)에서와 같은 설비의 특정 영역에서 발생하는 고온이 부식 효과를 심화시킬 수 있다.
부식-저항성 물질의 이용이 설비의 부식 속도를 감소시킬 수 있다. 부식-저항성 물질의 예는 초합금, 예컨대 소량의 철 및 미량의 다른 원소를 함유하는 니켈-구리 합금 예컨대 Monel® 400, 석출-경화 니켈-철-크롬 합금 예컨대 Incoloy® 브랜드 합금, 예를 들어 Incoloy® 800 시리즈, 또는 오스테나이트 니켈-크롬-계 Inconel® 브랜드 합금, 또는 니켈-크롬-몰리브데넘 합금 예컨대 Hastelloy® 브랜드 합금, 예를 들어, Hastelloy® G-30®, 또는 지르코늄 예컨대 Zr 702, 또는 수퍼 듀플렉스 스테인리스 강, 예를 들어 2507 또는 2205를 포함할 수 있다. 그러나, 부식-저항성 물질로 만들어진 설비의 비용이 오스테나이트 스테인리스 강, 예컨대 316L과 같은 더욱 저렴한 종래의 물질을 이용하여 제작된 설비의 비용을 현저하게 초과할 수 있다.
발명의 요약
본 발명은 암모니아 추출 동안 부식을 감소시키는 방법을 제공한다. 상기 방법은 암모니아 추출 설비를 이용하여 암모니아를 추출시키는 공정을 수행하는 것을 포함한다. 암모니아 추출 설비는 암모니아 흡수기, 암모니아 탈착기(desorber), 및 수용액을 포함한다. 수용액은 산 및 이의 암모늄 염을 포함한다. 상기 방법은 또한 암모니아 흡수기, 암모니아 탈착기, 또는 이들 사이에서 용액에 산소-함유 기체를 분사하는 것을 포함한다.
본 발명은 다른 부식 감소 방법보다 우수한 특정한 장점을 제공할 수 있다. 본 발명의 구체예에서 일어나는 부식 감소는 뜻밖의 장점이다. 산소가 산화성 화학적 메커니즘을 통하여 금속의 부식에 기여하는 것으로 통상적으로 이해된다. 예를 들어, 수성 액체에, 특히 가열된 물에 용해된 산소가 금속의 부식을 야기하는 것으로 일반적으로 생각된다. 수성 액체-관련 부식을 겪는 일부 산업에서 부식을 감소시키려는 노력으로 산소를 제거하기 위하여 상당한 자원 및 에너지를 사용한다. 예를 들어, 대형이거나 비싼 부식-경향성 설비, 예컨대 스팀 플랜트의 보일러 유닛에서 물의 가열 전에 열, 진공압, 수증기 분사, 산소제거제의 사용을 통한, 또는 다른 탈기 방법의 이용을 통한 수성 액체 중의 산소의 감소가 통상적인 산업 실시이다. 그러므로, 수용액에 산소를 첨가하는 것이 부식을 감소시킬 것임이 반직관적이다. 유사하게, 산 또는 이의 염을 함유하는 수용액의 이미 부식성인 환경에 산소를 첨가하는 것이 부식을 감소시킬 것임이 반직관적이다. 수성 액체 중의 산소 부식이 액체가 가열될 때 더욱 큰 위험으로 간주됨을 고려하면, 가열된 수용액에 산소를 첨가하는 것이 부식 감소를 유발할 것임이 더욱 반직관적이다. 본 발명의 구체예는 안전하고, 신뢰할 만하며, 오래 지속되는 구성 물질로서 오스테나이트 스테인리스 강, 예컨대 예를 들어 304 또는 316을 이용할 수 있는 암모니아 추출 공정을 제공한다. 본 발명의 구체예의 기체 분사는 비싸고 희귀한 부식-저항성 물질의 이용보다 비용이 덜 들고 더 효율적일 수 있다. 더욱이, 본 발명의 구체예는 본 명세서에 기재된 기체 분사를 포함하지 않는 유사한 암모니아 추출 공정보다 더 적은 부식을 겪는 부식-저항성 물질을 이용할 수 있는 암모니아 추출 공정을 제공할 수 있다. 뜻밖에도, 일부 구체예에서 본 발명의 기체 분사가 카바메이트 염 또는 이온의 부재에도 불구하고 부식을 감소시키도록 잘 작용할 수 있다. 뜻밖에도, 본 발명의 기체 분사가 암모니아 흡수기의 산성 환경에서 부식을 감소시키도록 잘 작용할 수 있다. 분사는 암모니아 회수 시스템으로의 유리한 기체 전달 방법을 제공할 수 있다.
본 발명은 덜 심각한 조건하에 암모니아를 추출하여, 부식을 감소시키는 시스템을 제공한다. 암모니아 추출 설비는 암모니아 흡수기, 암모니아 탈착기(desorber), 및 수용액을 포함한다. 수용액은 산 및 이의 암모늄 염을 포함한다. 시스템은 암모니아를 함유하는 기체 스트림을 또한 포함한다. 암모니아 흡착기에서 기체 스트림 중의 암모니아의 적어도 일부가 암모늄 염으로 전환된다. 암모니아 탈착기에서 암모늄 염의 적어도 일부가 암모니아로 전환된다. 수용액은 흡착기와 탈착기 사이에서 순환된다. 시스템은 또한 기체 분사기를 포함한다. 기체 분사기는 암모니아 흡수기, 암모니아 탈착기, 및 배관을 포함하는 연결 설비 중 적어도 하나에서 수용액에 산소-함유 기체를 투입한다.
본 발명은 암모니아 추출 동안 부식을 감소시키는 방법을 제공한다. 상기 방법은 화학적 공정에서 유래한 기체 반응기 유출물 스트림으로부터 유래한 미반응 암모니아를 회수하는 공정을 수행하는 것을 포함한다. 암모니아가 회수되는 화학적 공정은 시안화수소를 발생시키기 위한 앤드루소 공정이다. 암모니아 회수 공정은 암모니아 회수 설비를 이용하여 수행된다. 암모니아 회수 설비는 암모니아 흡수기를 포함한다. 암모니아 회수 설비는 또한 암모니아 탈착기를 포함한다. 암모니아 탈착기는 암모니아 탈거기 탑 및 암모니아 탈거기 탑 재비기를 포함한다. 암모니아 회수 설비는 산 또는 이의 암모늄 염을 포함하는 수용액을 또한 포함한다. 수용액은 흡착기와 탈착기 사이에서 순환된다. 암모니아 흡착기에서 기체 스트림 중의 암모니아의 적어도 일부가 암모늄 염으로 전환된다. 암모니아 탈착기에서 암모늄 염의 적어도 일부가 암모니아로 전환된다. 상기 방법은 암모니아 탈착기 또는 탈착기를 위한 재비기에서 산소-함유 기체를 수용액에 분사하는 것을 또한 포함한다. 분사는 탈착기 또는 재비기의 부식을 감소시키기에 충분하다. 수용액으로의 기체 분사가 매 약 500 lbs 내지 약 5000 lbs의 탈착기로부터 흡수기로 흐르는 수용액에 대한 약 1 scf의 용액으로의 산소 분사 속도를 유지하기에 충분한 속도로 일어난다.
반드시 일정한 비율로 그려진 것이 아닌 도면들에서, 같은 숫자는 여러 도면 전반에서 실질적으로 유사한 구성요소를 기재한다. 상이한 문자 접미사를 가지는 같은 숫자는 실질적으로 유사한 구성요소의 상이한 예를 나타낸다. 도면은 일반적으로 제한이 아니라 예로서 본 문서에서 논의된 다양한 구체예를 예시한다.
도 1은 다양한 구체예에 따른 암모니아 회수 시스템을 도시한다.
도 2는 다양한 구체예에 따른 암모니아 회수 시스템을 도시한다.
도 3은 다양한 구체예에 따른 시간 경과에 따른 크롬 농도를 도시한다.
도 4는 다양한 구체예에 따른 시간 경과에 따른 크롬 농도를 도시한다.
도 1은 다양한 구체예에 따른 암모니아 회수 시스템을 도시한다.
도 2는 다양한 구체예에 따른 암모니아 회수 시스템을 도시한다.
도 3은 다양한 구체예에 따른 시간 경과에 따른 크롬 농도를 도시한다.
도 4는 다양한 구체예에 따른 시간 경과에 따른 크롬 농도를 도시한다.
발명의 상세한 설명
이제 개시된 기술내용의 특정 청구항에 대하여 상세하게 언급될 것이며, 이의 예가 첨부된 도면에 예시된다. 비록 개시된 기술내용이 열거된 청구항과 함께 설명될 것이기는 하지만, 이들이 개시된 기술내용을 이러한 청구항으로 제한하도록 의도되지 않음이 이해될 것이다. 이와 대조적으로, 개시된 기술내용은 청구항에 의하여 정의된 개시된 기술내용의 범위 내에 포함될 수 있는 모든 대안물, 변형물, 및 균등물을 포괄하도록 의도된다.
명세서에서 "한 구체예", "구체예", "보기 구체예" 등에 대한 언급은 기재된 구체예가 특정한 특성, 구조, 또는 특징을 포함할 수 있지만, 모든 구체예가 특정한 특성, 구조, 또는 특징을 반드시 포함하는 것은 아닐 수 있음을 나타낸다. 더욱이, 그러한 어구가 반드시 동일한 구체예를 언급하는 것은 아니다. 게다가, 특정한 특성, 구조, 또는 특징이 구체예에 관련하여 기재될 때, 명백하게 기재되거나 그렇지 않은 다른 구체예에 관련한 그러한 특성, 구조, 또는 특징에 영향을 미치는 것이 당해 분야의 숙련가의 지식 내에 있는 것으로 제안된다.
범위 형식으로 표현된 값은 범위의 한계로서 명시적으로 언급된 수치 값뿐만 아니라, 각각의 수치 값 및 하부범위가 명시적으로 언급된 것과 같이, 범위 내에 포함된 모든 개별적인 수치 값 또는 하부범위를 포함하도록 유연한 방식으로 해석되어야 한다. 예를 들어, "약 0.1% 내지 약 5%"의 농도 범위는 약 0.1 wt% 내지 약 5 wt%의 명시적으로 언급된 농도뿐만 아니라, 지시된 범위 내의 개별적 농도(예를 들어, 1%, 2%, 3%, 및 4%) 및 하위범위(예를 들어, 0.1% 내지 0.5%, 1.1% 내지 2.2%, 3.3% 내지 4.4%)를 포함하도록 해석되어야 한다.
이 문서에서, 용어 "하나"("a", "an") 또는 "그"("the")는 문맥이 명백하게 달리 지시하지 않으면 하나 이상을 포함하도록 사용된다. 용어 "또는"은 달리 명시되지 않으면 비배타적인 "또는"을 언급하도록 사용된다. 더욱이, 본 명세서에서 사용되고 달리 정의되지 않은 어구 또는 용어는 제한이 아니라 단지 설명의 목적을 위한 것임을 이해해야 한다. 임의의 섹션 표제 사용은 문서의 독해를 돕도록 의도되며 제한으로서 해석되어서는 안되고; 섹션 표제에 관련된 정보가 특정 섹션 안에서 또는 밖에서 나타날 수 있다. 더욱이, 본 문서에서 언급된 모든 간행물, 특허, 및 특허 문서는 개별적으로 참조로 포함되는 것과 같이 그 전체가 본 명세서에 참조로 포함된다. 본 문서와 참조로 포함되는 문서 간에 일치하지 않는 용법의 경우에는, 포함된 참조문헌에서의 용법이 본 문서에 보조적인 것으로 간주되어야 하고; 양립할 수 없는 불일치에 대하여, 본 문서에서의 용법이 우위에 있다.
본 명세서에 기재된 제조 방법에서, 단계들은 시간적 또는 조업적 순서가 명백하게 언급된 경우를 제외하고는 발명의 범위에서 벗어나지 않고 임의의 순서로 수행될 수 있다.
더욱이, 명시된 단계들은 명백한 청구항 언어가 이들이 개별적으로 수행됨을 언급하지 않을 경우에 동시에 수행될 수 있다. 예를 들어, 청구된 X 실시 단계 및 청구된 Y 실시 단계가 단일 조업에서 동시에 수행될 수 있고, 결과적인 공정은 청구된 공정의 원문의 범위 내에 있을 것이다.
정의
용어 "약"은 언급된 값 또는 범위의 한계의, 예를 들어 10% 이내, 5% 이내, 또는 1% 이내의 값 또는 범위의 가변성 정도를 허용할 수 있다 . 범위 또는 순차적인 값의 목록이 주어지는 경우, 달리 명시되지 않으면 범위 내의 임의의 값 또는 주어진 순차적 값 사이의 임의의 값이 또한 개시된다.
본 명세서에 사용된 "실질적으로"는 최소 약 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5%, 99.9%, 99.99%, 또는 최소 약 99.999%와 같이 대다수 또는 대부분을 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어 "scf"는 표준 입방 피트를 지칭한다. "Scfh"는 시간당 표준 입방 피트를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어 "공기"는 일반적으로 지상에서 대기로부터 취한 기체의 자연적 조성과 대략 동일한 조성을 가지는 기체 혼합물을 지칭한다. 일부 예에서, 공기는 주위 환경으로부터 취해진다. 공기는 대략 78% 질소, 21% 산소, 1% 아르곤, 및 0.04% 이산화탄소, 그뿐만 아니라 소량의 다른 기체를 포함하는 조성을 가진다.
본 명세서에서 사용된 용어 "실온"은 주위 온도를 지칭하고, 이는, 예를 들어, 약 15 ? 내지 약 28 ?일 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어 "기체"는 증기를 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어 "분사(sparge)"는 기체가 액체와 접촉하도록 기체를 액체에 주입하는 것을 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어 "흡수하다" 또는 "흡수"는 액체 중의 기체의 용해 또는 액체 중의 가용성 또는 불용성 염으로의 전환을 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어 "탈착하다" 또는 "탈착"은 액체에 용해된 기체로부터 더 이상 액체에 용해되지 않는 기체로의 전환, 또는 액체에서 탈착될 화합물의 가용성 또는 불용성 염의 탈착된 화합물로의 전환을 지칭한다. 한 예에서, 가용성 또는 불용성 염은 암모늄 염이고, 탈착될 화합물은 암모니아이다.
본 명세서에서 사용된 용어 "흡수기"는 기체, 증기, 또는 액체로부터 하나 이상의 화합물을 액체로 흡수 또는 추출시키는 하나 이상의 설비를 지칭한다. 흡수된 또는 추출된 화합물 또는 화합물들은 흡수 액체에 용해될 수 있거나, 흡수 액체 중의 또 다른 화합물의 형태, 예컨대 흡수된 화합물의 가용성 또는 불용성 염일 수 있다. 한 예에서, 가용성 또는 불용성 염은 암모늄 염이고, 흡수될 화합물은 암모니아이다.
본 명세서에서 사용된 용어 "탈착기"는 액체로부터 하나 이상의 화합물, 예컨대 액체로부터 하나 이상의 기체를 탈착시키는 하나 이상의 설비를 지칭한다. 하나 이상의 화합물이 액체에 용해될 수 있거나, 탈착될 화합물의 가용성 또는 불용성 염 형태로 액체 중에 흡수될 수 있다. 한 예에서, 가용성 또는 불용성 염은 암모늄 염이고, 탈착될 화합물은 암모니아이다. 액체로부터 하나 이상의 화합물을 탈착시키기 위하여 열이 이용될 수 있다. 액체로부터 하나 이상의 화합물을 탈착시키기 위하여 압력 차이 또는 부가 화합물이 이용될 수 있다. 액체로부터 하나 이상의 화합물을 탈착시키기 위하여 임의의 적절한 방법 또는 방법들의 조합이 이용될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어 "재비기"는 액체 가열에 이용되는 열전달 유닛을 지칭한다. 재비기는 탑의 바닥 근처에 존재할 수 있고, 탑의 내용물에 열을 제공하여, 탑이 탈거 (예를 들어 탈착) 또는 증류와 같이 분리 목적을 위하여 이용될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어 "수송 배관"은 한 설비로부터 다른 설비로, 예컨대 재비기와 탈거기 탑 사이에서, 탈거기 탑과 흡수기 탑 사이에서, 또는 탈거기 탑과 응축기 사이에서 수성 액체 또는 증기가 수송됨에 따라 이와 접촉하는 파이프, 펌프, 및 다른 설비와 같은 기구 및 설비를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어 "부식"은 주변과의 화학적 반응으로 인한 물질의 분해를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어 "부동태층"은, 예를 들어 보호성 부식의 차폐 외층 또는 다른 부식-저항성 물질의 차폐 외층을 지칭하고, 이는 더욱 심층의 더욱 파괴적인 부식에 대항하여 보호하는 쉘을 생성할 수 있다. 예를 들어, 부동태층은 파괴적인 부식으로부터 하층의 물질을 차폐하는 금속 산화물 또는 질화물의 층일 수 있다. 또 다른 예에서, 부동태층은 하나 이상의 금속 원자와 적절한 수의 상대이온 또는 공유적으로 결합된 모이어티의 조합을 포함하는 화합물의 층일 수 있다. 부동태층은 임의의 적절한 물질로 만들어질 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어 "밀(mil)"은 인치의 천분의 일을 지칭하고, 1 밀 = 0.001 인치이다.
본 발명은 암모니아 추출 동안 부식을 감소시키는 방법을 제공한다. 본 발명은 또한 본 방법을 수행할 수 있는 시스템을 제공한다. 본 발명은 산소를 포함하는 기체를 암모니아를 추출하기 위하여 사용되는 수용액에 분사하여 암모니아 추출 동안 과도한 부식의 기술적 문제를 해결한다.
암모니아 추출 설비.
암모니아 추출 설비는 임의의 적절한 암모니아 추출 설비를 포함할 수 있다. 암모니아 추출 설비는 암모니아 흡수기, 암모니아 탈착기(desorber), 및 수용액을 포함한다. 예를 들어, 암모니아 추출 설비는 암모니아 수착탑, 암모니아 수착탑 상부, 암모니아 수착탑 하부, 암모니아 탈거기 탑, 암모니아 탈거기 탑 상부, 암모니아 탈거기 탑 하부, 탈거기 탑 재비기, 암모니아 응축기, 증류 컬럼, 암모니아 부화기, 열교환기, 및 존재하는 설비의 각각의 부품을 위한 수송 배관 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 수송 배관은, 예를 들어, 파이프 또는 설비를 포함할 수 있다. 수송 배관은 다양한 설비들 사이를 흐르면서 수용액과 접촉하는 임의의 물질을 포함할 수 있다. 암모니아 추출 설비는 공업적 크기일 수 있다.
암모니아 추출 설비는 공급물 스트림으로부터 암모니아를 추출시킨다. 공급물 스트림은 임의의 적절한 형태, 예컨대 기체, 증기, 액체, 또는 이들의 조합일 수 있다. 공급물 스트림은 물을 포함할 수 있거나, 공급물 스트림에 실질적으로 물이 없을 수 있다. 특정한 조성을 가지는 암모니아 공급물 스트림은 공급물 스트림의 온도 및 압력에 따라 여러 상이한 형태일 수 있다. 예를 들어, 고압 또는 급냉 공급물 스트림이 액체 상태의 물질을 포함할 수 있는 반면, 더 낮은 압력 또는 더 높은 온도하에 실질적으로 동일한 조성을 가지는 공급물 스트림이 기체 상태의 물질을 포함할 수 있다. 추출 설비는 공급물 스트림으로부터 임의의 적절한 수의 성분을 추출시킬 수 있다. 암모니아 공급물 스트림은 임의의 적절한 조성을 가질 수 있고, 임의의 적절한 양의 암모니아 및 다른 기체를 함유할 수 있다. 예를 들어, 암모니아 공급물 스트림은 약 1 wt%, 2, 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 95, 98, 또는 약 99 wt% 암모니아일 수 있다. 암모니아 공급물 스트림은 암모니아 및 시안화수소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 암모니아 공급물 스트림은 약 1 wt%, 2, 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 95, 98, 또는 약 99 wt% 시안화수소일 수 있다.
암모니아 추출 설비에 의하여 추출된 암모니아 공급물 스트림은 임의의 적절한 공급원으로부터 기원할 수 있다. 예를 들어, 암모니아 공급물 스트림이 시안화수소 제조 공정, 비료 제조 공정, 폐수 정제 공정, 암모니아 제조 공정, 오염 방지 공정, 화석연료 연소 공정, 코크 제조 공정, 가축 관리 공정, 또는 냉각 공정으로부터 기원할 수 있다. 암모니아 공급물 스트림은 시안화수소 발생 공정으로부터 유래한 미반응 암모니아를 포함할 수 있다. 암모니아 추출 설비는 시안화수소 발생을 위한 앤드루소 공정으로부터 암모니아를 회수할 수 있고, 여기서 메탄 및 암모니아가 백금족 촉매의 존재에서 산소와 반응하여 시안화수소 및 물이 제공된다.
암모니아 추출 설비는 암모니아를 추출시키기 위하여 수용액을 이용한다. 추출 동안, 수용액은 설비 내부의 적어도 일부와 접촉하고, 설비 안의 암모니아 흡수기와 암모니아 탈착기 사이에서 그 사이에 배치된 수송 배관을 통하여 순환된다. 암모니아는 용해된 기체로서 또는 암모늄 염으로서 수용액에 흡수된 다음, 탈착기에서 수용액으로부터 유리된다. 유리된 암모니아는 응축될 수 있다. 암모니아는 응축되지 않거나, 부분적으로만 응축된다. 회수된 암모니아는 이를 회수한 화학 반응 또는 공정, 예컨대 HCN의 발생을 위한 앤드루소 공정에서 재사용될 수 있고, 다른 반응에서 사용될 수 있고, 또는 유용 부산물로서 판매될 수 있다. 수용액의 일부가 추출 동안 제거될 수 있다. 암모늄 염이 회수되도록, 제거된 용액이 처리되어 추출 설비로 되돌아갈 수 있고, 또는 그 중의 하나 이상의 암모늄 염을 회수하기 위하여 제거된 용액이 처리되고 분리될 수 있고 상기 암모늄 염은 임의적으로 정제될 수 있고 유용 부산물로서 판매될 수 있다.
암모니아 흡수기는 임의의 적절한 암모니아 흡수기일 수 있다. 암모니아 흡수기는 암모니아 공급물 스트림으로부터 수용액으로 암모니아를 흡수시킨다. 암모니아 흡수기는 암모니아 공급물 스트림으로부터 임의의 적절한 양의 암모니아, 예를 들어, 약 1 wt%, 2, 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 95, 98, 99, 99.5, 99.9, 99.99, 또는 약 100 wt%의 암모니아를 흡수시킬 수 있고 이는 암모니아 흡수기에서 수용액으로 흡수될 수 있다. 암모니아 흡수기에서 흡수를 거친 암모니아 공급물 스트림은 추가의 가공을 위하여 다른 설비로 계속될 수 있다. 추가의 가공은 미흡수 암모니아의 적어도 일부를 흡수기로 재순환시키는 것을 포함할 수 있다. 추가의 가공은 다른 화합물의 추출을 포함할 수 있거나, 대기로 방출하기 위한 적절한 처리를 포함할 수 있다.
암모니아는 용해된 기체의 형태, 또는 암모늄 염의 형태, 예를 들어 암모늄 포스페이트 ((NH4)3PO4), 디암모늄 포스페이트 ((NH4)2HPO4), 또는 모노암모늄 포스페이트 ((NH4)(H2PO4))로 흡수된다. 염의 형태로 존재할 수 있거나 존재하지 않을 수 있는 수용액에 존재하는 이온으로부터 염이 형성된다. 암모니아 흡수기는 암모니아 공급물 스트림을 수용액과 접촉시켜 암모니아를 수용액으로 추출시킨다. 접촉은 임의의 적절한 방식으로 일어날 수 있다. 예를 들어, 접촉은 향류흐름 접촉일 수 있고, 여기서 암모니아 공급물 스트림 및 수용액이 흡수기를 통하여 반대 방향으로 이동하고, 이는 암모니아 공급물 스트림과 수용액 사이의 접촉을 최대화하도록 도울 수 있다. 일부 예에서, 암모니아 공급물 스트림이 하부 섹션 근처의 흡수기로 들어갈 수 있는 반면, 수용액이 상부 섹션 근처로 들어간다. 암모니아 공급물 스트림은 수용액을 통하여 흡수기의 상부를 향해 이동할 수 있다. 수용액은 액체, 증기, 또는 이들의 조합일 수 있다. 수용액은 흡수기의 상부 섹션으로부터 흡수기의 하부 섹션으로 이동할 수 있다. 흡수기는 수용액과 암모니아 공급물 스트림 사이의 접촉을 증가시키는 기능적 구조 또는 그 안의 충전 물질을 포함할 수 있고, 이는 흡수기 안에 머무르는 동안 공급물 스트림으로부터 흡수되는 암모니아의 양을 최대화하도록 도울 수 있다. 흡수기는 흡수탑일 수 있다.
암모니아 흡수기는 임의의 적절한 설계의 흡수기일 수 있고 일반적으로 향류흐름으로 조업된다. 산-위험 수착제 액체는 상부 근처에서 흡수기 탑에 들어가 하향으로 흐를 수 있다. 흡수기 탑은 액체-액체 접촉을 용이하게 하는 인터널(internal)을 포함할 수 있다. 적절한 인터널의 예는 Kirk-Othmer Encyclopaedia of Chemical Technology, 3rd Edition, vol. 1, pp. 53-96 (John Wiley & Sons, 1978)에 교시되고, 몇 가지만 예를 들어 트레이(tray), 플레이트(plate), 링(ring) 및 새들(saddle)을 포함한다. 암모니아-함유 기체는 하부 근처에서 탑에 들어가 상향으로 흐를 수 있고, 액체가 컬럼의 상부 근처에서 주입되는 경우 수착제 액체와 향류흐름으로 접촉한다. 흡수기 컬럼으로의 기체 및 액체 흐름은, (과도하게 많은 액체 투입량으로 인한) 컬럼 범람(flooding), (과도한 기체의 흐름으로 인한) 암모니아-부화 기체 중의 액체 비말동반(entraining) 또는 흡수 컬럼으로의 기체의 부적절한 흐름에 의하여 야기되는 낮은 흡수 성능 동안, 효율적인 접촉을 제공하도록 조절된다. 컬럼 길이, 직경, 및 인터널(들)의 유형의 선택은 암모니아 재순환 스트림에 대한 처리량(throughput) 및 순도 요건을 제공받은 당해분야의 숙련가에 의하여 결정될 수 있다. 암모니아 재순환에 대한 유인은 사용된 암모니아 스트림 처리 비용 또는 암모니아를 대기로 배출시키는 가능성 최소화를 포함할 수 있다. 암모니아는 앤드루소 공정으로 재순환될 수 있다.
암모니아 흡수기 탑으로부터 유래한 결과적인 HCN-함유 유출물 스트림은, 예를 들어, 약 0 wt% 내지 약 3 wt% 암모니아, 또는 약 3 wt% 내지 약 5 wt% 암모니아, 또는 약 5 wt% 내지 약 20 wt% 암모니아를 함유할 수 있다.
흡수된 암모니아를 함유하는 수용액은 이후 수송 배관을 통하여 탈착기로 진행한다. 수용액, 또는 수용액의 일부가 탈착기에 들어가기 전에 임의의 적절한 처리를 거칠 수 있다. 일부 예에서, 수용액의 일부가 흡수기와 탈착기 사이에서 제거될 수 있다. 제거된 부분은 적절하게 처리되고 적절한 장소에서 수용액에 되돌아갈 수 있거나, 영구적으로 제거될 수 있다. 제거된 부분은 여과될 수 있다.
암모니아 흡수 시스템을 형성하기 위한 컬럼의 임의의 적절한 구성은 본 발명에 포함되고, 예를 들어, 하나의 컬럼 또는 다중 컬럼 배열을 포함한다. 비록 단일 컬럼이 원하는 양의 암모니아를 효과적으로 제거하기에 필요한 수용액과 공급물 스트림 사이의 접촉 시간을 제공할 수 있기는 하지만, 때로는 하나 대신 여러 컬럼을 사용하는 것이 더욱 편리할 수 있다. 예를 들어, 긴 또는 큰 컬럼은 건설, 수용, 및 유지에 비용이 많이 들 수 있다. 본 명세서의 임의의 기재의 암모니아 흡수기는, 함께 암모니아 흡수기를 형성하는 임의의 적절한 수의 컬럼을 포함할 수 있다. 암모니아 흡수기는 흡수기 유닛 및 탈거기 유닛, 예를 들어 앤드루소 공정 반응 유출물로부터 암모니아를 분리하는 구체예에서, HCN 탈거기 유닛을 포함할 수 있다. 흡수기 유닛은 수용액을 이용하여 공급물 스트림으로부터 암모니아를 추출시킨다. 흡수기 유닛에 들어가는 수용액은 탈착기로부터의 수용액 재순환 스트림일 수 있다. 흡수기는 공급물 스트림과 수용액이 적어도 어느 정도까지 분리되도록 한다. 대부분의 암모니아로부터 분리된 HCN을 함유할 수 있는 흡수기 유닛의 상부 스트림은 이후 HCN 회수 시스템으로 진행할 수 있다. HCN을 포함하는 잔여 공급물 스트림 물질을 함유할 수 있는 수용액은 이후 수용액을 가열하는 탈거기 유닛에 들어갈 수 있다. 탈거기 유닛은 수용액과 다른 물질이 분리되도록 하고, 예를 들어 잔여 HCN을 포함하는 잔여 공급물 스트림 물질이 탈거기 유닛에서 수용액으로부터 더욱 완전히 분리될 수 있다. 암모니아 흡수가 또한 탈거기 유닛에서 일어날 수 있다. 잔여 HCN 또는 다른 물질을 포함할 수 있는 탈거기 유닛의 상부 스트림이, 흡수기 유닛에 되돌아갈 수 있고, 예를 들어 공급물 스트림과 함께 들어간다. 탈거기 유닛의 하부 스트림이 이후 암모니아 탈착기로 진행할 수 있다.
암모니아 탈착기는 임의의 적절한 탈착기일 수 있다. 암모니아 탈착기는 수용액으로부터 암모니아를 탈착시킨다. 암모니아 탈착기는 수용액으로부터 임의의 적절한 양의 암모니아를 탈착시킬 수 있고, 예를 들어 수용액 중의 약 1 wt%, 2, 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 95, 98, 99, 99.5, 99.9, 99.99, 또는 약 100 wt%의 암모니아가 암모니아 탈착기에서 수용액으로부터 탈착될 수 있다. 탈착된 암모니아는 탈착기로부터 제거되어 더욱 가공될 수 있고, 예를 들어 응축되거나 액체 형태로 가압되거나, 액화 없이 직접 사용될 수 있다. 응축기는 암모니아 기체로부터 물을 제거하기 위하여 사용될 수 있고, 이는 암모니아 기체를 의도된 용도에 더욱 적합하도록 만들 수 있다. 일부 예가 일련의 응축기, 예컨대 탈착기를 나가는 기체 스트림으로부터 물 또는 다른 물질을 제거하도록 설계된 응축기, 및 암모니아를 액화시키도록 설계된 또 다른 냉각기 또는 저압 응축기를 포함할 수 있다. 탈착된 암모니아는 재순환되어 앤드루소 HCN 공정을 위한 암모니아 공급물의 적어도 일부를 제공할 수 있다.
암모니아 탈착 시스템을 형성하기 위한 컬럼의 임의의 적절한 구성은 본 발명에 포함되고, 예를 들어, 하나의 컬럼 또는 다중 컬럼 배열을 포함한다. 비록 단일 컬럼이 필요한 가열 및 수용액과 암모니아의 분리를 제공할 수 있기는 하지만, 때로는 하나 대신 여러 컬럼을 사용하는 것이 더욱 편리할 수 있다. 본 명세서의 임의의 기재의 암모니아 탈착기는, 함께 암모니아 탈착기를 형성하는 임의의 적절한 컬럼의 수를 포함할 수 있다. 암모니아 탈착기는 암모니아 탈거기 유닛 및 암모니아 부화기 유닛을 포함할 수 있다. 암모니아 탈착기는 수용액으로부터 암모니아를 제거하기 위하여 수용액을 가열할 수 있다. 암모니아 탈착기는 암모니아가 수용액으로부터 어느 정도까지 분리되도록 한다. 탈거기 유닛의 하부 스트림은 흡수기로 되돌아갈 수 있는 수용액을 포함한다. 상부 스트림은 부화기 유닛에 보내질 수 있는 수용액 및 암모니아를 포함한다. 부화기는 수용액으로부터 암모니아를 더욱 제거하고 수용액이 암모니아로부터 분리되도록 하기 위하여, 수용액을 더욱 가열한다. 부화기의 하부 스트림은 탈착기의 탈거기 유닛으로 다시 진행할 수 있다. 부화기의 상부 스트림은 주로 암모니아 및 수증기를 함유한다. 수증기는 암모니아로부터 응축될 수 있고, 암모니아는 앤드루소 HCN 공정을 위한 출발 물질로서 사용되도록 재순환되는 것과 같이 임의의 적절한 방식으로 이용될 수 있다.
용해된 기체 또는 암모늄 염의 형태로 수용액에 흡수된 암모니아는 수용액으로부터 탈착되어 암모니아 및 대응하는 이온을 제공하고, 이는 염의 형태로 존재할 수 있거나 존재하지 않을 수 있다. 암모니아 탈착기는 암모늄 염이 암모니아를 방출하도록 수용액을 가열하고, 진공압을 가하고 또는 다른 방식으로 처리한다. 처리는 임의의 적절한 방식으로 일어날 수 있다. 탈착기는 탑, 또는 탈거탑일 수 있다. 탑은 수용액의 더 우수한 온도 제어를 가능하게 할 수 있는데, 예를 들어 더 차가운 수용액이 탑에 들어갈 때 이는 가열되기 전의 탑 안의 액체의 더 적은 부분과 접촉할 수 있고, 이는 탑 안의 가열된 액체의 대부분이 가열된 채로 있도록 할 수 있다. 가열은 탑의 하부에서 기체 주입을 통하여, 예를 들어 임의의 적절한 기체, 예컨대 공기 또는 수증기를 이용하여 일어날 수 있고, 탑이 탑 안의 수용액과 기체 사이의 접촉 및 열전달을 용이하게 할 수 있다. 탈거기 탑으로의 산소-함유 기체의 분사를 포함하는 구체예에서, 기체와 수용액 사이의 접촉이 탑 설계에 의하여 유리하게 용이해진다. 탈착기는 그 안에 존재할 수 있는 임의의 기체와 수용액 사이의 접촉을 증가시키거나, 그 안의 수용액의 혼합을 증가시킬 수 있는 기능적인 구조물 또는 매질을 포함할 수 있고, 이는 공급물 스트림이 탈착기 안에 체류하는 동안 공급물 스트림으로부터 탈착되는 암모니아의 양을 최대화하도록 도울 수 있다.
재비기는 탈착기에서 수용액에 열을 제공할 수 있다. 일부 예에서, 암모니아 탈착기는 탈거기 탑 및 탈거기 탑 재비기를 포함한다. 재비기는 탑의 임의의 적절한 섹션에서, 예를 들어 탑의 하부 섹션 근처에서 수송 배관을 통하여 탈거탑에 연결될 수 있다. 재비기는 임의의 적절한 재비기일 수 있다. 수용액은 탑의 임의의 적절한 섹션에서, 예를 들어 탑의 상부 섹션 근처에서 탑에 공급될 수 있다. 하나 이상의 펌프가 탈거기와 재비기 사이에 배치된 수송 배관에 포함될 수 있고, 이는 수용액을 탈거기 탑과 재비기 사이에서 순환시킬 수 있다. 탈거기와 재비기 사이의 액체의 순환 속도, 또는 재비기에 의하여 액체에 전달되는 열의 양이, 에너지 사용과 암모니아 회수 사이의 경제적인 균형이 이루어질 수 있도록 적절하게 조정될 수 있다. 암모니아 기체 및 물은 탑의 상부로 이동할 수 있고 여기서, 예를 들어 수송 배관을 통하여 제거될 수 있다. 수용액은 임의의 적절한 위치에서 탈착기로부터 제거될 수 있다. 예를 들어, 수용액은 탈거기의 하부 섹션의 탈거기로부터, 또는 재비기와 탈거기 사이의 수송 배관으로부터, 또는 탈거기의 상부 섹션에서 제거될 수 있다.
본 명세서에서 탈거기는 임의의 적절한 설계의 탈거기일 수 있다. 일반적으로, 탈거기는 증류 컬럼과 유사하고, 내용물을 가열하는 하부 근처의 재비기 유닛을 가진다. 더욱 휘발성인 내용물은 컬럼의 상부를 떠나고, 덜 휘발성인 내용물은 탑의 하부를 떠난다. 탈거기 탑은 화학 반응 및 기체상과 액체상 사이의 다중 평형을 용이하게 하기 위하여 인터널을 포함할 수 있다. 적절한 인터널의 예는 Kirk-Othmer Encyclopaedia of Chemical Technology, 3rd Edition, vol. 1, pp. 53-96 (John Wiley & Sons, 1978)에 교시되고, 몇 가지만 예를 들어 트레이(tray), 플레이트(plate), 링(ring) 및 새들(saddle)을 포함한다. 컬럼 길이, 직경, 및 인터널(들)의 유형의 선택은 암모니아 재순환 스트림에 대한 처리량(throughput) 및 순도 요건을 제공받은 당해분야의 숙련가에 의하여 결정될 수 있다.
탈착된 수용액은 수송 배관을 통하여 흡수기로 되돌아갈 수 있다. 수용액, 또는 수용액의 일부가 흡수기에 들어가기 전에 임의의 적절한 처리를 거칠 수 있다. 일부 예에서, 수용액의 일부가 탈착기와 흡수기 사이에서 제거될 수 있다. 제거된 부분은 적절하게 처리되고 적절한 장소에서 수용액에 되돌아갈 수 있거나, 영구적으로 제거될 수 있다.
임의의 흡수기 또는 탈착기 또는 이들의 임의의 구성요소에서 발생하는 압력은 임의의 적절한 압력일 수 있다. 예를 들어, 적절한 압력은 1 psig 이하, 2 psig, 5 psig, 7 psig, 9 psig, 11 psig, 13 psig, 15 psig, 17 psig, 19 psig, 21 psig, 23 psig, 25 psig, 27 psig, 29 psig, 31 psig, 33 psig, 35 psig, 37 psig, 39 psig, 41 psig, 43 psig, 45 psig, 47 psig, 49 psig, 51 psig, 53 psig, 55 psig, 57 psig, 또는 59 psig 이상일 수 있다. 임의의 흡수기 또는 탈착기 또는 이들의 임의의 구성요소에서 발생하는 온도는 임의의 적절한 온도일 수 있다. 예를 들어, 적절한 온도는 50 ℃ 이하, 60 ℃, 70 ℃, 80 ℃, 90 ℃, 100 ℃, 110 ℃, 120 ℃, 130 ℃, 140 ℃, 150 ℃, 160 ℃, 170 ℃, 180 ℃, 190 ℃, 200 ℃, 210 ℃, 220 ℃, 230 ℃, 240 ℃, 또는 250 ℃ 이상일 수 있다. 임의의 흡수기 또는 탈착기 또는 이들의 임의의 구성요소에서 발생하는 pH는 임의의 적절한 pH일 수 있고, 예를 들어, pH는 1 이하, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 또는 약 8일 수 있다.
도 1은 다양한 구체예에 따른 암모니아 회수 시스템(100)을 도시한다. 공급물 스트림(110)은 앤드루소 공정으로부터 유래한 반응 유출물일 수 있고, HCN 및 암모니아를 포함할 수 있다. 암모니아 흡수기는 흡수기 유닛(105)을 포함할 수 있다. 암모니아 흡수기(105)는 재비기 유닛(106)을 가질 수 있다. 흡수기 유닛(105)은 수용액을 이용하여 공급물 스트림(110)으로부터 암모니아를 추출시킨다. 흡수기 유닛(105)에 들어가는 수용액은 탈착기(145)로부터의 수용액 재순환 스트림(130)일 수 있다. 흡수기는 공급물 스트림과 수용액이 분리되도록 한다. 대부분의 암모니아로부터 분리된 HCN을 함유할 수 있는 흡수기 유닛(105)의 상부 유출 스트림(120)은 이후 HCN 회수 시스템(나타나지 않음)으로 진행할 수 있다. 흡수기 유닛(105)의 하부 유출 스트림(140)은 이후 암모니아 탈착기(145)로 진행할 수 있다.
도 1을 여전히 참조하면, 암모니아 회수 시스템(100)은 암모니아 탈착기(145)를 포함한다. 암모니아 탈착기(145)는 암모니아 탈착기 재비기(146)를 포함할 수 있다. 암모니아 탈착기(145)는 수용액으로부터 암모니아를 제거하기 위하여 (재비기(146)를 사용하여) 수용액을 가열할 수 있다. 암모니아 탈착기(145)는 암모니아가 수용액으로부터 분리되도록 한다. 탈거기 유닛(145)의 하부 스트림(130)은 흡수기 유닛(105)으로 되돌아갈 수 있는 수용액을 포함한다. 상부 스트림(150)은 주로 암모니아 및 수증기를 함유한다. 수증기는 암모니아로부터 응축될 수 있고, 암모니아는 앤드루소 HCN 공정을 위한 출발 물질로서 사용되도록 재순환되는 것과 같이 임의의 적절한 방식으로 이용될 수 있다. 본 명세서에 기재된 산소를 포함하는 기체의 분사는 본 명세서에 기재된 바와 같이, 예를 들어, 탈착기(145)의 하부 또는 저부 섹션에서, 탈착기(145)의 재비기(146)에서, 또는 탈착기(145)와 탈착기 재비기(146) 사이의 수송 배관에서 일어날 수 있다.
도 2은 다양한 구체예에 따른 암모니아 회수 시스템(200)을 도시한다. 공급물 스트림(210)은 앤드루소 공정으로부터 유래한 반응 유출물일 수 있고, HCN 및 암모니아를 포함할 수 있다. 암모니아 흡수기는 흡수기 유닛(205) 및 탈거기 유닛(245)을 포함할 수 있다. 암모니아 흡수기(205)는 재비기 유닛(206)을 가질 수 있다. 탈거기 유닛(245)은 재비기 유닛(246)을 가질 수 있다. 흡수기 유닛(205)는 수용액을 이용하여 공급물 스트림(210)으로부터 암모니아를 추출시킨다. 흡수기 유닛(205)에 들어가는 수용액은 탈착기 탈거기 유닛(270)으로부터의 수용액 재순환 스트림(230)일 수 있다. 흡수기는 공급물 스트림(210)과 수용액이 분리되도록 한다. 대부분의 암모니아로부터 분리된 HCN을 함유할 수 있는 흡수기 유닛(205)의 상부 스트림(220)은 이후 HCN 회수 시스템(나타나지 않음)으로 진행할 수 있다. HCN을 포함하는 잔여 공급물 스트림 물질을 함유할 수 있는 수용액(240)은 이후 (재비기(246)를 사용하여) 수용액을 가열하는 탈거기 유닛(245)에 들어갈 수 있다. 탈거기 유닛(245)은 수용액과 다른 물질이 분리되도록 하고, 예를 들어 잔여 HCN을 포함하는 잔여 공급물 스트림 물질이 탈거기 유닛(245)에서 수용액으로부터 더욱 완전히 분리될 수 있다. 암모니아 흡수가 또한 탈거기 유닛(245)에서 일어날 수 있다. 잔여 HCN 또는 다른 물질을 포함할 수 있는 탈거기 유닛(245)의 상부 스트림(250)이, 흡수기 유닛(205)에 되돌아갈 수 있고, 예를 들어 공급물 스트림(210)과 함께 들어간다. 탈거기 유닛(245)의 하부 스트림(260)은 이후 암모니아 탈착기 탈거기 유닛(270)으로 진행할 수 있다.
계속해서 도 2를 참조하면, 암모니아 탈착기는 암모니아 탈거기 유닛(270) 및 암모니아 부화기 유닛(290)을 포함할 수 있다. 암모니아 탈거기 유닛(270)은 재비기(271)를 가질 수 있다. 암모니아 부화기 유닛(290)은 재비기(291)를 가질 수 있다. 암모니아 탈거기(270)는 수용액으로부터 암모니아를 제거하기 위하여 (재비기(271)를 사용하여) 수용액을 가열할 수 있다. 암모니아 탈거기(270)는 암모니아가 수용액으로부터 분리되도록 한다. 탈거기 유닛(270)의 하부 스트림(230)은 흡수기 유닛(205)으로 되돌아갈 수 있는 수용액을 포함한다. 상부 스트림(280)은 부화기 유닛(290)에 보내질 수 있는 수용액 및 암모니아를 포함한다. 부화기(290)는 수용액으로부터 암모니아를 더욱 제거하고 수용액이 암모니아로부터 분리되도록 하기 위하여, (재비기(291)를 사용하여) 수용액을 더욱 가열한다. 부화기(290)의 하부 스트림(295)은 탈착기의 탈거기 유닛(270)으로 다시 진행할 수 있다. 부화기(290)의 상부 스트림(298)은 주로 암모니아 및 수증기를 함유한다. 수증기는 암모니아로부터 응축될 수 있고, 암모니아는 앤드루소 HCN 공정을 위한 출발 물질로서 사용되도록 재순환되는 것과 같이 임의의 적절한 방식으로 이용될 수 있다. 본 명세서에 기재된 산소를 포함하는 기체의 분사는 본 명세서에 기재된 바와 같이, 예를 들어, 암모니아 탈거기 유닛(270)의 하부 또는 저부 섹션에서, 암모니아 탈거기 유닛(270)의 재비기(271)에서, 또는 암모니아 탈거기 유닛(270)과 암모니아 탈거기 유닛 재비기(271) 사이의 수송 배관에서 일어날 수 있다.
수용액.
암모니아 추출 설비는 수용액을 포함한다.수용액은 흡수기와 탈착기 사이에서 순환되고, 암모니아 공급물 스트림으로부터 암모니아를 흡수하기 위하여 사용된다. 수용액은 용해된 기체로, 또는 암모늄 염으로 암모니아를 흡수한다. 수용액은 흡수기, 탈착기, 및 연결된 수송 배관을 포함하는 암모니아 추출 설비의 내부의 적어도 일부와 접촉한다. 수용액과 접촉하는 설비 부분은 부식을 겪을 수 있고, 이의 적어도 일부가 본 명세서에 기재된 산소-함유 기체의 분사를 수행하기 않고 겪는 상응하는 부식과 비교하여 본 발명에 의하여 감소된다.
수용액은 용해된 기체로, 또는 암모늄 염으로 암모니아를 흡수한다. 암모늄 염은 암모늄 이온 및 상대이온을 포함한다. 상대이온은 수용액 중의 산으로부터 제공될 수 있다. 대안으로, 상대이온은 수용액 중에 이미 존재하는 염에 의하여 제공될 수 있다.
예를 들어, 수용액은 광물산, 예컨대 염산 또는 황산을 포함할 수 있다. 예를 들어, 산이 염산일 경우, 암모니아 공급물 스트림이 수용액과 접촉하면 암모니아가 염산과 반응하여 염화암모늄을 형성할 수 있다. 탈착기에서, 염화암모늄은 암모니아 및 염화수소로 전환될 수 있다.
또 다른 예에서, 수용액은 인산 (H3PO3), 모노암모늄 포스페이트 ((NH4)(H2PO4)) (예를 들어 "암모늄 디하이드로젠 포스페이트"), 디암모늄 포스페이트 ((NH4)2(HPO4)) (예를 들어 "암모늄 하이드로젠 포스페이트"), 암모늄 포스페이트 ((NH4)3PO4) (예를 들어 "트리암모늄 포스페이트"), 또는 이들의 임의의 혼합을 포함할 수 있다. 흡수기에서, 수용액은 인산, 모노암모늄 포스페이트, 및 디암모늄 포스페이트 중 적어도 하나, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있고, 임의적으로 또한 암모늄 포스페이트를 함유한다. 탈착기에서, 수용액은 암모늄 포스페이트, 디암모늄 포스페이트, 및 모노암모늄 포스페이트 중 적어도 하나, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있고, 임의적으로 또한 인산을 함유한다. 암모니아 공급물 스트림과 접촉하면 암모니아가 수용액과 반응하여 (H2PO4)-1, (HPO4)-2, 또는 (PO3)-3와 같은 상대이온과 암모늄 염을 형성할 수 있다. 예를 들어, 한 분자의 인산 (H3PO3)이 한 분자의 암모니아와 반응하여 한 분자의 모노암모늄 포스페이트 ((NH4)(H2PO4))를 형성할 수 있다. 또 다른 예에서, 한 분자의 모노암모늄 포스페이트 ((NH4)2(HPO4))가 한 분자의 암모니아와 반응하여 한 분자의 디암모늄 포스페이트 ((NH4)2(HPO4))를 형성할 수 있다. 또 다른 예에서, 한 분자의 디암모늄 포스페이트 ((NH4)2(HPO4))가 한 분자의 암모니아와 반응하여 한 분자의 트리암모늄 포스페이트 ((NH4)3PO4)를 형성할 수 있다. 대안으로, 여러 분자의 암모니아가 단일 분자의 포스페이트 염 또는 인산과 조합하여 단일 염 분자를 생성할 수 있다. 예를 들어, 두 분자의 암모니아가 한 분자의 인산과 반응하여 한 분자의 디암모늄 포스페이트 ((NH4)2(HPO4))를 형성할 수 있다. 또 다른 예에서, 두 분자의 암모니아가 한 분자의 모노암모늄 포스페이트 ((NH4)(H2PO4))와 반응하여 한 분자의 암모늄 포스페이트 ((NH4)3PO4)를 형성할 수 있다. 또 다른 예에서, 세 분자의 암모니아가 한 분자의 인산 (H3PO3)과 반응하여 한 분자의 암모늄 포스페이트 ((NH4)3PO4)를 형성할 수 있다. 탈착기에서, 포스페이트 염은 암모니아 및 대응하는 인 화합물로 전환될 수 있다. 예를 들어, 한 분자의 암모늄 포스페이트 ((NH4)3PO4)가 한 분자의 암모니아 및 한 분자의 디암모늄 포스페이트 ((NH4)2(HPO4))를 제공할 수 있다. 또 다른 예에서, 한 분자의 디암모늄 포스페이트 ((NH4)2(HPO4))가 한 분자의 암모니아 및 한 분자의 모노암모늄 포스페이트 ((NH4)(H2PO4))를 제공할 수 있다. 또 다른 예에서, 한 분자의 모노암모늄 포스페이트 ((NH4)(H2PO4))가 한 분자의 암모니아 및 한 분자의 인산 (H3PO3)을 제공할 수 있다. 대안으로, 단일 분자의 암모늄 염이 단일 분자의 포스페이트 염 또는 인산 및 여러 분자의 암모니아를 형성할 수 있다. 예를 들어, 한 분자의 디암모늄 포스페이트 ((NH4)2(HPO4))가 한 분자의 인산 (H3PO3) 및 두 분자의 암모니아를 형성할 수 있다. 또 다른 예에서, 한 분자의 암모늄 포스페이트 ((NH4)3PO4)가 한 분자의 모노암모늄 포스페이트 ((NH4)(H2PO4)) 및 두 분자의 암모니아를 형성할 수 있다. 또 다른 예에서, 한 분자의 암모늄 포스페이트 ((NH4)3PO4)가 한 분자의 인산 (H3PO3) 및 세 분자의 암모니아를 형성할 수 있다. 당해 분야의 숙련가는 특정 이온이 상호교환될 수 있음을 쉽게 이해할 것이고, 예를 들어 양성자가 (HPO4)-2 및 (H2PO4)-1 사이에서 이동하여 (H2PO4)-1 및 (HPO4)-2를 형성할 수 있다.
수용액은 황산 (H2SO4), 암모늄 바이설페이트 (NH4(HSO4)), 암모늄 설페이트 ((NH4)2SO4), 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 흡수기에서, 수용액은 황산 및 암모늄 바이설페이트 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 임의적으로 암모늄 설페이트를 포함할 수 있다. 탈착기에서, 수용액은 암모늄 바이설페이트 및 암모늄 설페이트 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 임의적으로 황산을 포함할 수 있다. 흡수기에서, 암모니아가 산 또는 설페이트 염과 조합하여 설페이트 염을 형성할 수 있다. 예를 들어, 한 분자의 황산이 한 분자의 암모니아와 조합하여 한 분자의 암모늄 바이설페이트를 형성할 수 있다. 또 다른 예에서, 한 분자의 암모늄 바이설페이트가 한 분자의 암모니아와 조합하여 한 분자의 암모늄 설페이트를 형성할 수 있다. 또 다른 예에서, 한 분자의 황산이 두 분자의 암모니아와 조합하여 한 분자의 암모늄 설페이트를 형성할 수 있다. 탈착기에서, 설페이트 염이 암모니아 및 설페이트 염 또는 산을 형성할 수 있다. 예를 들어, 한 분자의 암모늄 설페이트가 한 분자의 암모니아 및 한 분자의 암모늄 바이설페이트를 형성할 수 있다. 또 다른 예에서, 한 분자의 암모늄 바이설페이트가 한 분자의 암모니아 및 한 분자의 황산을 형성할 수 있다. 또 다른 예에서, 한 분자의 암모늄 설페이트가 두 분자의 암모니아 및 한 분자의 황산을 형성할 수 있다.
수용액은 질산 또는 아세트산을 포함할 수 있다. 암모니아는 흡수기에서 산과 반응하여 암모늄 니트레이트 또는 암모늄 아세테이트를 발생시킬 수 있다. 탈착기에서, 암모늄 니트레이트 또는 암모늄 아세테이트가 암모니아 및 산으로 전환될 수 있다.
분사
상기 방법은 또한 암모니아 흡수기, 암모니아 탈착기, 탈착기 재비기, 또는 이들 사이의 임의의 적절한 위치에서 수용액으로의 산소-함유 기체 분사를 포함한다. 분사에서, 기체가 예를 들어 기체의 기포가 액체 중에 형성되도록 액체에 주입될 수 있고; 대안으로, 기체가 기체상 또는 증기상으로 직접 주입될 수 있고 여기서 분사가 일어나는 용액이 위로부터 아래로 쏟아진다. 기체는 기포가 형성되기보다는 분사된 기체가 즉시 기체상 또는 증기상에 들어가도록 소량의 액체로 분사될 수 있다. 분사는 분사되는 기체로부터의 산소를 수용액에 용해시킬 수 있거나, 장치의 기체상 또는 증기상에 분산시킬 수 있다. 액체상에 용해된 분사된 기체가 액체를 통하여 증기압을 발생시킬 것이다. 분사되는 기체에 존재할 수 있는 다른 기체가 또한 수용액에 용해될 수 있거나 그 안에 존재하는 기체상 또는 증기상에 들어갈 수 있다.
분사가 기체의 기포 형성을 야기하는 구체예에서, 기포는 단기간 또는 장기간 동안 장치에서 부유할 수 있다. 일부 예에서, 대형 기포가 소형 기포(예를 들어 직경이 약 1 mm 이상 약 100 mm 미만)로 파괴될 수 있고, 이는 미세기포(예를 들어 직경이 약 1 μm 이상 약 100 μm 미만)로 파괴될 수 있다. 다른 예에서, 초기에 형성된 기포는 대형 기포, 소형 기포, 또는 미세기포일 수 있다. 기포는 장치에서, 예를 들어 혼합 작용에 의하여 더 작은 기포로 파괴될 수 있고, 이는 장치의 구조에 의하여 또는 그 안의 충전 물질에 의하여 보조될 수 있다. 유사하게, 기포는 조합되어 더 큰 기포를 형성할 수 있다. 임의의 기포 중의 기체는 주위 액체에 용해될 수 있고, 부유하는 기포로서 기포에 남을 수 있고, 또는 이들의 조합이다. 더 작은 기포에서의 표면적 대 기체 부피의 더 큰 비율로 인하여, 더 작은 기포 중의 기체가 주변 수용액에 용해되는 속도가 더 큰 기포에서보다 더 빠를 수 있다. 기포가 장치에서 액체층의 맨 위에 도달하면, 이들은 기포에 포함된 기체가 장치 중의 기체 또는 증기의 일부가 되도록 파열될 수 있다. 분사 환경은 액체가 아래로 쏟아지면서 기체가 위로 이동하는 것일 수 있고; 따라서 기포가 컬럼의 저부 섹션으로 분사되고 잠시 후에 기체상 또는 증기상에 들어갈 수 있다.
수용액에 분사되는 기체는 임의의 적절한 방식으로 분사될 수 있다. 예를 들어, 기체가 임의의 적절한 형태의 오리피스를 통하여, 임의의 적절한 수의 오리피스를 통하여 장치에 들어갈 수 있고, 여기서 오리피스는 임의의 적절한 크기 패턴 또는 분포 패턴을 가질 수 있다. 분사 설비의 일부 예는 소결된 금속 파이프 (금속 스펀지), 특수 주입 분사형 노즐, 또는 살포기를 가지거나 가지지 않는 개방 파이를 포함할 수 있다. 기체는 캡을 가지는 파이프와 같은 형태의 장치를 통하여 분사될 수 있고, 여기서 파이프는 그 안에 다수의 홀을 가진다. 그러한 장치에서 분사에 사용된 압력은 홀의 개수 및 크기에 의존하고, 파이프의 홀의 전부 또는 대부분으로부터 기체가 방출되도록 충분하다. 파이프는 액체에 잠기거나, 부분적으로 잠길 수 있고, 또는 기체상 또는 증기상에 직접 분사할 수 있다.
기체는 임의의 적절한 속도로 장치에 분사될 수 있다. 기체는 부식방지 효과를 달성하기에 충분한 산소를 분사하기에 충분한 최소 속도로 분사될 수 있다. 기체는 최대 속도로 분사될 수 있고, 그 위에서 부식방지 효과가 감소되고 다른 부작용이 일어난다. 예를 들어, 기체 혼합물이 5 scfh 이하, 10 scfh, 100 scfh, 500 scfh, 1000 scfh, 1500 scfh, 2000 scfh, 2500 scfh, 3000 scfh, 3500 scfh, 4000 scfh, 4500 scfh, 5000 scfh, 5500 scfh, 6000 scfh, 6500 scfh, 7000 scfh, 7500 scfh, 8000 scfh, 8500 scfh, 9000 scfh, 9500 scfh, 10,000 scfh, 15,000 scfh, 또는 50,000 scfh 이상으로 장치에 분사될 수 있다. 장치를 통하여 분사되는 액체의 유량은 약 5,000 lbs/h 이하, 10,000 lbs/h, 50,000 lbs/h, 100,000 lbs/h, 200,000 lbs/h, 300,000 lbs/h, 400,000 lbs/h, 500,000 lbs/h, 600,000 lbs/h, 700,000 lbs/h, 800,000 lbs/h, 900,000 lbs/h, 1,000,000 lbs/h, 10,000,000 lbs/h 이상일 수 있다. 일부 구체예에서, 흡수기/탈착기 루프 중의 액체의 총 부피와 동등한 양의 액체가 적절한 양의 암모니아 세정을 유지하기 위하여 필요한 대로 약 0.1 h, 0.3 h, 0.5 h, 0.7 h, 0.9 h, 1 h, 1.2 h, 1.4 h, 1.6 h, 1.8 h, 2 h, 3 h, 4 h, 5 h, 10 h, 또는 약 24 h 동안 루프를 통하여 완전히 순환될 수 있다.
분사되는 기체의 조성물은 적어도 약간의 산소를 함유하는 임의의 적절한 기체 조성물일 수 있다. 예를 들어, 기체 조성물은 약 0.01 mol%, 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, 또는 약 100 mol% 산소일 수 있다. 일부 구체예에서, 기체 조성물은 약 1-21 mol% 산소, 또는 약 8-12 mol% 산소, 또는 약 9.5-10 mol% 산소일 수 있다. 더 적은 mol% 산소를 가지는 기체 조성물에 대한 유량이, 부식 감소 효과를 유지시키기에 적절한 대로, 더 큰 mol% 산소를 가지는 기체 조성물에 대한 유량보다 더 클 수 있다. 분사되는 기체 중에 있을 수 있는 다른 기체는 질소, 산소, 이산화탄소, 수증기, 수소, 헬륨, 비활성 기체 (예를 들어 아르곤), 또는 임의의 적절한 기체를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 분사되는 기체는 공기, 예를 들어 대략 78% 질소, 21% 산소, 1% 아르곤, 및 0.04% 이산화탄소, 또한 소량의 다른 기체이다. 분사된 기체는 산소 농도가 약 1-20 mol%, 또는 약 5- 15 mol%, 또는 약 8-12 mol%, 또는 약 9.5-10 mol%이도록 첨가된 충분한 질소를 가지는 주위 공기일 수 있다. 주위 공기는 압축 공기일 수 있다.
기체의 분사 속도는 그 분사 속도에서 시스템에 들어가는 산소의 양에 기초하여 결정될 수 있다. 시스템에 들어가는 산소의 양은 시스템을 통하여 흐르는 액체의 양, 예를 들어 탈착기로부터 흡수기로 흐르는 수용액의 양까지 규모가 조정될 수 있다. 시스템에 분사되는 산소는, 분사가 일어나는 설비를 통하여, 예를 들어 탈착기로부터 흡수기로, 흐르는 수용액의 양에 기초하여, 약 1 scf 산소/100 lbs 수용액 이하, 1 scf/500 lbs, 1 scf/1000 lbs, 1 scf/1200 lbs, 1 scf/1400 lbs, 1 scf/1600 lbs, 1 scf/1800 lbs, 1 scf/2000 lbs, 1 scf/2500 lbs, 1 scf/3000 lbs, 1 scf/4000 lbs, 1 scf/5000 lbs, 1 scf/7500 lbs, 또는 약 1 scf 산소/10,000 lbs 수용액 이상일 수 있다.
분사는 암모니아 추출 설비 안의 임의의 적절한 위치에서, 또는 적절한 위치들의 임의의 조합에서 일어날 수 있다. 분사는 단일 위치, 또는 다중 위치에서 일어날 수 있다. 분사는 흡수기 내, 탈착기 내, 또는 수송 배관 내에서 일어날 수 있다. 예를 들어, 분사는 흡수탑의 하부 섹션 내에서 일어날 수 있다. 분사는 흡수탑의 상부 섹션 내에서 일어날 수 있다. 분사는 흡수탑과 탈착 장치 사이의 수송 배관에서, 예를 들어 액체가 흡수기로부터 탈착기로 흐르도록 하는 수송 배관에서, 또는 액체가 탈착기로부터 흡수기로 흐르도록 하는 수송 배관에서 일어날 수 있다. 분사는 탈착탑의 하부 섹션에서 일어날 수 있다. 분사는 탈착탑의 상부 섹션에서 일어날 수 있다. 분사는 탈착탑에 연결된 재비기에서 일어날 수 있다. 분사는 재비기와 탈착탑 사이에 배치된 수송 배관에서 일어날 수 있다. 분사는 탈거탑의 저부 섹션에서, 탈거탑에 연결된 재비기에서, 또는 둘 모두에서 일어날 수 있다.
부식의 감소.
암모니아 흡수기, 암모니아 탈착기, 또는 이들 사이에서 용액으로의 산소-함유 기체의 분사가 암모니아 흡수기 또는 암모니아 탈착기의 부식을 감소시키기에 충분할 수 있다. 감소는 산소-함유 기체의 분사 없이 수행되는 공정과 비교되고, 여기서 부식이 감소되면 시간당 부식의 양이 더 적다. 부식 감소는 분사가 수행되는 설비에서, 분사가 수행되는 설비에 연결된 설비에서, 분사가 수행되는 설비를 다른 설비에 연결시키는 수송 배관에서, 또는 이들의 임의의 조합에서 일어날 수 있다. 한 예에서, 분사가 수행되는 설비는, 마찬가지로 부식 감소를 겪는 주변의 설비와 비교하여 가장 큰 부식 감소를 가진다.
부식은 주변과의 화학적 반응으로 인한 물질의 분해이다. 부식은 임의의 적절한 방식으로 측정될 수 있다. 예를 들어, 부식은 기간당 손실된 물질의 양으로서 측정될 수 있다. 물질의 양은 물질의 부피로, 또는 물질의 두께로 정의될 수 있다. 그러한 양은, 때로는 점식(pitting)이 일어날 수 있기 때문에, 그리고 부식된 물질의 두께가 한 설비 전체에 걸쳐 일관되지 않을 수 있기 때문에 반드시 균등하지는 않다. 비록 손실된 물질의 부피 측정이 매우 정확한 부식 속도의 측정일 수 있기는 하지만, 일반적으로 시간당 두께 변화를 측정하는 것이 더욱 실용적이고 실질적으로 유용하다. 일부 예에서, 시간당 두께 변화가 한 설비의 전체 부식-경향성 표면적에 걸쳐 평균될 수 있거나, 한 설비의 표면적의 특정 섹션에 걸쳐 평균될 수 있거나, 설비의 특정 부분의 두께 변화의 측정일 수 있다.
부식은 수용액과 접촉하는, 또는 응축되는 용액과 접촉하는 암모니아 추출 설비의 표면에서 일어날 수 있다. 부식 속도는 가열된 수용액과 접촉하는 암모니아 추출 설비의 영역에서 특히 심각할 수 있다. 가열된 수용액과 접촉하는 설비는 탈착기, 예컨대 탈거탑, 재비기, 및 이들 사이에 배치된 수송 배관을 포함할 수 있다. 임의의 암모니아 회수 설비에서 사용되는 물질은 임의의 적절한 부식-경향성 또는 부식-저항성 물질 중 어느 하나 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.
용어 "부식-경향성"은 모든 금속, 예컨대 철 또는 비-스테인리스 강 (예를 들어 부식에 대한 보호성 크롬-산화물 장벽을 형성하도록 충분한 크롬을 가지지 않는 강)과 비교하여 일반적으로 부식-경향성인 물질과 비교하기보다는, 특수화되고 일반적으로 더욱 비싼 부식-저항성 물질과 비교하여 부식-경향성인 물질을 명시하기 위하여 본 명세서에서 사용된다. 부식-저항성 물질의 예는 초합금, 예컨대 소량의 철 및 미량의 다른 원소를 함유하는 니켈-구리 합금 예컨대 Monel® 400, 석출-경화 니켈-철-크롬 합금 예컨대 Incoloy® 브랜드 합금, 예를 들어 Incoloy® 800 시리즈, 또는 오스테나이트 니켈-크롬-계 Inconel® 브랜드 합금, 또는 니켈-크롬-몰리브데넘 합금 예컨대 Hastelloy® 브랜드 합금, 예를 들어, Hastelloy® G-30®일 수 있다. 부식-저항성 물질의 예는 임의의 적절한 부식-저항성 물질, 예컨대 수퍼 오스테나이트 스테인리스 강 (예를 들어 AL6XN, 254SMO, 904L), 듀플렉스 스테인리스 강 (예를 들어 2205), 수퍼 듀플렉스 스테인리스 강 (예를 들어 2507), 니켈-계 합금 (예를 들어 합금 C276, C22, C2000, 600, 625, 800, 825), 티타늄 합금 (예를 들어 등급 1, 2, 3), 지르코늄 합금 (예를 들어 702), Hasteloy 276, 듀플렉스 2205, 수퍼 듀플렉스 2507, Ebrite 26-1, Ebrite 16-1, Hasteloy 276, 듀플렉스 2205, 316 SS, 316L 및 304SS, 지르코늄, 지르코늄 클래드 316, 페랄륨 255, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.
수용액과 접촉하는 암모니아 추출 설비의 부식-경향성 부분은 부식될 수 있다. 부식-경향성 영역은 수용액과 접촉하는 금속을 포함한다. 부식-경향성 금속은 임의의 적절한 부식-경향성 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 부식-경향성 금속은 강, 예컨대 스테인리스 강을 포함할 수 있다. 예를 들어, 부식-경향성 금속은 강, 예컨대 스테인리스 강을 포함할 수 있다. 스테인리스 강은, 예를 들어, 오스테나이트 강, 페라이트 강, 마르텐사이트 강, 및 임의의 적절한 비율의 이들의 조합을 포함할 수 있다. 스테인리스 강은 예를 들어 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, 254SMO와 같은 임의의 적절한 스테인리스 강의 시리즈를 포함할 수 있다. 오스테나이트 강은 300 시리즈 강, 예를 들어 최대 약 0.15% 탄소, 최소 약 16% 크롬, 및 극저온 영역으로부터 합금의 용융점까지의 실질적으로 모든 온도에서 오스테나이트 구조를 유지하기에 충분한 니켈 또는 망간을 가지는 것을 포함할 수 있다. 오스테나이트 강은, 예를 들어, 304 및 316 강, 예컨대 316L 강을 포함할 수 있다. 예를 들어 흡수기, 탈착기, 및 수송 배관과 같은 한 설비의 대부분 또는 전체가, 부식-경향성 물질로 만들어질 수 있다.
부식-저항성 물질이 또한 부식을 겪을 수 있지만, 일반적으로 부식이 부식-경향성 물질과 비교하여 이들 물질에 대하여 더 낮은 속도로 일어난다. 본 발명의 암모니아 추출 설비는 수용액 또는 증기 접촉으로 인하여 부식되는 표면의 전부 또는 일부 상에 부식-저항성 물질을 포함할 수 있다. 가장 부식성인 조건을 겪는 설비, 예컨대 탈착기가, 수용액 또는 증기와 접촉하는 장소의 전부 또는 일부에서 부식-저항성 물질을 포함할 수 있다. 덜 부식성인 조건을 겪는 설비, 예컨대 흡수기가, 수용액 또는 증기와 접촉하는 장소의 전부 또는 일부에서 부식-저항성 물질을 포함할 수 있다. 부식성 증기에 노출될 수 있는 영역을 포함하여, 그리고 설비의 특정 섹션의 나머지가 만들어진 물질과 상이한 물질로 제작하기 어려울 수 있는 설비의 영역을 포함하여, 수용액 또는 증기와 접촉하지 않는 설비의 장소가 부식-저항성 물질을 또한 포함할 수 있다. 임의의 설비가 부식-저항성 및 부식-경향성 물질의 조합으로 만들어질 수 있다.
일부 예에서, 분사가 있는 부식 속도는 분사가 없는 부식 속도의 약 1%, 또는 약 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%, 또는 약 95%일 수 있다. 일부 구체예에서, 분사가 있을 경우, 암모니아 흡수기, 탈착기, 재비기, 및 연결된 수송 배관의 대부분의 영역에서 부식은, 약 0.1 밀/년, 또는 약 0.5 밀/년, 1 밀/년, 2 밀/년, 3 밀/년, 4 밀/년, 5 밀/년, 10 밀/년, 15 밀/년, 20 밀/년, 25 밀/년, 30 밀/년, 35 밀/년, 40 밀/년, 45 밀/년, 50 밀/년, 55 밀/년, 60 밀/년, 65 밀/년, 70 밀/년, 75 밀/년, 80 밀/년, 85 밀/년, 90 밀/년, 95 밀/년, 100 밀/년, 105 밀/년, 110 밀/년, 115 밀/년, 120 밀/년, 125 밀/년, 130 밀/년, 135 밀/년, 140 밀/년, 145 밀/년, 또는 약 150 밀/년일 수 있다. 일부 구체예에서, 분사는 수용액 중의 크롬의 농도가 회수 시스템의 조업 후 90일에 1000 ppm, 또는 90일 후 약 900 ppm, 800 ppm, 700 ppm, 600 ppm, 500 ppm, 400 ppm, 300 ppm, 200 ppm, 100 ppm 50 ppm, 25 ppm, 10 ppm, 5 ppm, 또는 약 1 ppm일 수 있도록 크롬을 포함하는 금속의 부식 속도가 충분히 저하되도록 할 수 있다.
부식의 관찰 또는 검출.
부식, 또는 부식의 정도 또는 속도는, 임의의 적절한 방식으로 검출될 수 있다. 한 예에서, 부식-경향성 표면의 시각적 검사가 부식 또는 부식 속도를 검출할 수 있다. 또 다른 예에서, 기계적 측정 장치, 예컨대 룰러(ruler) 또는 캘리퍼스(caliper)가 사용될 수 있다. 일반적인 용기 벽 두께 감소의 비파괴 시험을 위하여, 초음파 두께 게이지가 사용될 수 있다. 그러한 게이지의 예는 Magnaflux, 3624 W. Lake Ave., Glenview, IL 60026로부터 입수 가능한 Magnaflux MT-21B 두께 게이지, DeFelsko Corporation, 802 Proctor Avenue, Ogdensburg, NY 13669로부터 입수 가능한 DeFelsko Positector UTG Standard, 및 General Tools, 80 White Street, Suite #1, New York, NY 10013으로부터 입수 가능한 General Tools UTEGEMTT2 초음파 두께 게이지를 포함한다. 예를 들어, (내부 또는 외부로부터의) 초음파, 비교를 위한 원래 벽의 몰드 사용, 점식을 측정하기 위한 깊이 게이지의 캘리퍼스, 근처 벽(예를 들어 용접부)과의 비교, x-선 등을 포함하는 임의의 적절한 비파괴 시험 방법이 이용될 수 있다.
또 다른 예에서, 부식 속도는 즉각적인 부식 측정을 이용하여 검출될 수 있다. 즉각적인 부식 속도는 예컨대 Instantaneous Corrosion Rate Measurement with Small-Amplitude Potential Intermodulation Techniques Corrosion 52, 204 (1996); doi:10.5006/1.3292115, R. W. Bosch 및 W. F. Bogaerts, Katholieke Universiteit Leuven, Department of Metallurgy and Materials Engineering, de Croylaan 2, 3001, Heverlee, Belgium, 또는 Eden (Honeywell)의 미국 특허 7,719,292, "Method and apparatus for electrochemical corrosion monitoring"에 기재된 것과 같은 기법을 이용하여 측정될 수 있다. 한 예에서 즉각적인 부식 측정은 부식 프로브, 예컨대 임의의 적절한 부식 프로브를 이용하여 수행될 수 있다. 한 예에서, 부식 프로브는 사이에 절연체가 있는 적절한 금속일 수 있고, 금속은 부식을 검출할 수 있는 기기에 연결된다. 또 다른 예에서, 부식성 반응으로부터 생성된 화합물의 농도가 측정될 수 있다.
분사의 최소 및 최대 산소 농도 또는 최소 및 최대 속도
본 발명의 방법 수행 시 또는 본 발명의 시스템 이용 시 일어나는 부식 감소의 메커니즘은 조업의 임의의 특정한 양식 또는 이론에 제한되지 않아야 한다. 비록 하나 초과의 상이한 부식 감소 메커니즘이 여러 상이한 구체예 사이에서 또는 단일 구체예에서 작용할 수 있더라도, 분사에 의하여 야기되는 임의의 부식 감소 메커니즘이 본 발명에 포함되는 것으로 간주된다. 부식 감소가 분사에 관련된 한 변수에 관련될 수 있고, 또는 부식 감소가 분사에 관련된 여러 변수에 관련될 수 있다.
본 발명의 분사는 수용액 중에 임의의 적절한 양의 산소 농도를 발생시키거나 지속시킬 수 있다. 수용액 중의 산소의 농도는 일어나는 부식 감소의 정도에 직접적으로 또는 간접적으로 관련될 수 있다. 수용액 중의 산소의 농도는 일어나는 부식 감소 정도에 관련되지 않을 수 있다. 수용액에 존재하는 산소의 농도 또는 산소 농도가 변하는 속도는 기체가 암모니아 추출 설비로 분사되는 속도에 의존할 수 있다. 주어진 분사 속도에서, 수용액 중의 산소의 농도 또는 산소 농도 변화 속도가 분사되는 기체의 조성에 의존할 수 있고, 분사 방법, 예컨대 기체가 통과하여 수용액에 분사되는 오리피스의 수, 형태 및 배열에 의존할 수 있다. 산소 농도는 분사가 수행되는 한 설비와 분사가 수행되지 않는 또 다른 연결 설비 사이에서 변할 수 있고, 여기서 분사되는 설비 중의 산소 농도가 가장 높다. 산소 농도는 연결된 설비 사이에서 실질적으로 동일할 수 있다.
산소 농도는 특정 설비에서 수용액 전체에 걸쳐, 예를 들어 용액의 벌크와 비교하여 부식-경향성 표면 최근접부에서 변할 수 있다. 산소 농도는 특정 설비에서 수용액 전체에 걸쳐 비교적 일관될 수 있다. 시간 경과에 따라 산소 농도가 균일 또는 불균일 분포 사이에서 변하거나 진동할 수 있다.
수용액 중의 산소 농도와 부식-감소 효과의 정도 사이의 직접적 또는 간접적 연관성을 가지는 구체예에서, 연관성은 임의의 적절한 연관성일 수 있다. 예를 들어, 최소 농도가 용액에서 달성되면 부식-감소 효과를 관찰할 수 있고, 농도가 상승함에 따라 부식-감소 효과의 정도가 예를 들어 선형으로, 지수적으로, 또는 실질적으로 변하지 않음과 같은 다른 비일관성 방식으로 변할 수 있다. 부식-감소 효과의 정도는 여러 상이한 농도에 있어서 산소 농도에 관하여 여러 상이한 방식으로 변할 수 있다. 예를 들어, 어떤 산소 농도의 범위에서 연관성이 선형일 수 있고, 다른 범위에서 연관성이 비선형, 지수적, 또는 비일관성일 수 있다. 산소 농도는 부식-경향성 표면상에 부식-감소층, 예를 들어 부동태층을 형성 또는 지속하기에 충분할 수 있고, 여기서 부동태층은 이것이 위치되는 표면의 부식 속도를 감소시키기에 충분하다. 산소 농도는 부식-이온 파괴 또는 완화 효과를 형성 또는 지속하기에 충분할 수 있다.
수용액 중의 산소 농도는 최대 농도를 초과하지 않도록 유지될 수 있고, 여기서 최대 농도 위에서 설비의 오버헤드 공간의 기체는 연소되기에 충분히 높은 산소 농도를 가지는 조성물을 가질 수 있다. 암모니아 추출 설비 중의 연소성 기체 조성물은 극도로 유해할 수 있고, 이를 피하도록 적절한 최대 농도가 선택될 수 있다. 질소가 산소 농도를 낮추기 위하여 첨가될 수 있고, 이에 의하여 폭발 위험이 저하된다.
부식 감소가 일어나는 설비에서 수용액 중의 전체 평균 산소 농도가 부식-감소 효과가 일어나도록 하는 소정의 농도 위로 유지될 수 있다. 최소 산소 농도는 임의의 적절한 최소 농도일 수 있고, 그 위에서 부식 감소가 일어날 수 있다. 예를 들어, 최소 농도는 약 0.01 wt% 이하, 0.1, 1, 2, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 30, 40, 또는 약 50 wt% 산소일 수 있다.
부식 감소가 일어나는 설비에서 수용액 중의 전체 평균 산소 농도가 부식-감소 효과가 일어나도록 하는 소정의 농도 아래로 유지될 수 있다. 최대 산소 농도는 임의의 적절한 최대 농도일 수 있고, 그 아래에서 부식 감소가 일어날 수 있다. 예를 들어, 최대 농도는 약 1 wt%, 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, 또는 약 100 wt% 산소일 수 있다.
본 발명의 분사는 임의의 적절한 수용액으로의 기체 흐름 속도로 일어날 수 있다. 기체 흐름의 속도는 부식 감소가 일어나는 정도에 직접적으로 또는 간접적으로 관련될 수 있다. 기체 흐름의 속도는 부식 감소가 일어나는 정도에 관련되지 않을 수 있다. 기체 흐름의 속도는 수성 혼합물 중의 산소 농도에 영향을 미칠 수 있다. 기체 흐름의 속도는 수용액에서 일어나는 교반의 양에 영향을 미칠 수 있다. 주어진 기체 유량에 있어서, 교반의 양은 분사 방법, 예컨대 기체가 통과하여 수용액에 분사되는 오리피스의 수, 형태 및 배열에 의존할 수 있다.
수용액에서 일어나는 교반의 양은, 이것이 기체 흐름의 속도에 관련되므로, 분사 위치에 대한 용액의 근접성(예를 들어 단순 근접성 또는 분사된 기체가 가장 격렬하게 흐르는 분사 장소 위의 공간의 수직 컬럼에 대한 근접성)에 따라 수용액 전체에 걸쳐 변할 수 있다. 분사 위치와 수용액 내의 주어진 위치에서의 교반 정도 사이의 연관성이 혼합 또는 교반을 야기할 수 있는 설비 내의 구조 또는 충전 물질의 존재에 의존할 수 있다. 그러한 구조 또는 충전 물질은 혼합 교반의 양을, 주어진 분사된 기체의 유량에 대하여 컬럼 전체에 걸쳐 더욱 고르게 분포시킬 수 있다.
분사 기체 유량과 부식 속도 사이의 직접적 또는 간접적 연관성을 가지는 구체예에서, 연관성은 임의의 적절한 연관성일 수 있다. 예를 들어, 최소 기체 유량이 이용되면 부식-감소 효과를 관찰할 수 있고, 기체 유량이 상승함에 따라 부식-감소 효과의 정도가 선형으로, 지수적으로, 또는 실질적으로 변하지 않음과 같은 다른 비일관성 방식으로 변할 수 있다. 부식-감소 효과의 정도는 여러 상이한 유량에 대한 유량에 관하여 여러 상이한 방식으로 변할 수 있다. 예를 들어, 어떤 유량의 범위에서 연관성이 선형일 수 있고, 다른 범위에서 연관성이 비선형, 지수적, 또는 비일관성일 수 있다. 충분한 교반이 부식-감소층 또는 이의 형성, 예를 들어 부식-경향성 표면상의 부동태층을 파괴시키는 것을 피하기 위하여 유량이 충분히 낮을 수 있고, 여기서 부동태층은 이것이 위치하는 표면의 부식 속도를 감소시킨다. 유량은 분사가 수행되는 설비, 또는 다른 주변 설비의 온도 조절 방해를 피하기 위하여 충분히 낮을 수 있다.
수용액으로의 기체 유량은 최대 유량을 초과하기 않도록 유지될 수 있고, 여기서 최대 농도 위에서 설비의 오버헤드 공간의 기체가 연소되기에 충분히 높은 산소 농도를 가지는 조성물을 가질 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 암모니아 추출 설비 중의 연소성 기체 조성물은 극도로 유해할 수 있고, 이를 피하도록 적절한 최대 유량이 선택될 수 있다. 폭발성 혼합물이 생성될 수 있고, 시스템은 발화원이 기체 혼합물에 노출되지 않도록 조업될 수 있다.
기체 흐름의 평균 속도는 부식-감소 효과가 일어나도록 하는 소정의 유량 위로 유지될 수 있다. 기체 유량은 임의의 적절한 기체 유량일 수 있고, 그 위에서 부식 감소가 일어날 수 있다. 기체 흐름의 평균 속도는 부식-감소 효과가 일어나도록 하는 소정의 유량 아래로 유지될 수 있다. 그러한 구체예에서, 기체 유량은 임의의 적절한 기체 유량일 수 있고, 그 아래에서 부식 감소가 일어날 수 있다.
제어 시스템.
본 발명은 제어 시스템을 포함할 수 있다. 제어 시스템은 분사에 관련된 다양한 인자, 예컨대 기체 흐름의 속도, 분사된 기체의 조성 (예를 들어 산소 함량 또는 다른 기체의 함량), 또는 수용액의 산소 농도를 조정할 수 있다. 제어 시스템은 당해 분야에 공지이고, 당해 분야의 숙련가는 본 명세서에 기재된 방법 및 시스템이 부식-감소가 일어나도록 임의의 적절한 제어 시스템을 이용할 수 있음을 쉽게 이해할 것이다.
제어 시스템은 조작자가 특정한 데이터 또는 조작 절차에 따라 결정하고 특정한 인자가 특정한 방식으로 설정되어야 함을 제어기에 전하도록 수동으로 조작될 수 있다. 수동으로 설정된 인자는 그대로 영구적으로 설정되거나, 또 다른 사건이 발생할 때까지, 예를 들어 설정 기간이 지나거나 또 다른 사건이 변화 종료 또는 새로운 변화를 일으킬 때가지 그대로 설정될 수 있다. 수동 제어기는 수용액 중의 산소 농도를 최소 농도 위로 또는 최대 농도 아래로 유지시키기 위하여 이용될 수 있거나, 유량을 적절한 최소치 위로 또는 적절한 최대치 아래로 유지시키기 위하여 이용될 수 있다. 예를 들어, 부식의 시각적 검사 또는 부식의 즉각적 측정은, 부식 속도-감소가 유지되거나 증가되도록 조작자가 산소 농도 또는 유량을 조정하게 할 수 있다.
제어 시스템은 정보 또는 데이터가 제어 시스템에 공급되고 제어 시스템이 데이터에 응답하여 분사에 관련된 특정 인자를 유지하거나 변화시키도록 자동일 수 있다. 예를 들어, 산소 농도에 대한 정보, 예를 들어 수용액 중의 또는 수용액 위의 헤드스페이스 중의 산소 농도에 대한 정보가 제어기에 공급될 수 있고, 제어기가 수용액 중의 산소 농도가 적절한 최소 농도 위로 또는 적절한 최대 농도 아래로 유지되도록 분사되는 기체의 조성 또는 기체 유량을 조정할 수 있다. 또 다른 예에서, 분사가 일어나는 설비 내의 교반에 대한 정보가 제어기에 공급될 수 있고, 제어기가 수용액 중의 산소 농도가 교반의 적절한 양의 위 또는 아래로 유지되도록 분사되는 기체 유량을 조정할 수 있다. 또 다른 예에서, 조업자가 시각적으로 결정된 부식 또는 부식 속도에 대한 정보를 제어기에 공급할 수 있고, 이에 응답하여 제어기가 부식-감소의 정도를 유지하거나 증가시키기 위하여 분사의 다양한 양태를 조정할 수 있다. 또 다른 예에서, 부식이 즉각적으로 측정되고 이의 측정치가 제어기에 공급될 수 있고, 이에 응답하여 제어기가 부식-감소의 정도를 유지하거나 증가시키도록 분사의 다양한 양태를 조정할 수 있다. 임의의 적절한 정보가 제어기에 공급될 수 있고, 응답하여 제어기가 최대화된 또는 지속된 부식-감소 효과 달성을 돕기 위하여 응답하여 분사 양태, 또는 임의의 다른 암모니아 추출 설비의 조업 양태를 변형시킬 수 있다.
실시예
본 발명은 설명으로 제공되는 다음의 실시예를 참조하여 더욱 잘 이해될 수 있다. 본 발명은 본 명세서에 주어진 실시예로 제한되지 않는다.
일반적 절차.
흡수기. 주로 시안화수소 및 암모니아를 포함하는, 산소 및 백금 촉매의 존재에서 메탄과 암모니아 기체의 반응으로부터의 기체 반응 유출물이 흡수기 탑에 보내진다. 투입된 암모니아의 대략 99 wt%가 제거된다. 반응 유출물이 흡수기 탑의 하부 섹션에 들어가는 한편, 인산 및/또는 암모늄 포스페이트 염, 예컨대 모노암모늄 포스페이트 및 디암모늄 포스페이트를 포함하는 수용액이 흡수기 탑의 상부 섹션에 들어간다. 흡수기/탈착기 시스템은 대략 500,000 lbs의 총 액체 부피를 가지도록 공업적인 크기이고, 1 wt% 미만의 암모니아를 가지는 세정된 HCN을 생성한다. 세정된 기체 반응 유출물은 흡수기 탑의 상부를 나갔다. 암모늄-염 용액은 흡수기 탑의 하부를 나간다.
탈착기. 암모니아-염 용액은 암모니아 탈거기 탑의 상부 섹션에 들어간다. 탈거기 탑은 가열, 암모늄 염이 암모니아를 방출하도록 함에 의하여 용액으로부터 암모니아를 제거한다. 탈거기 탑은 탈거기 탑에서 재비기 루프를 통하여 액체에 열을 전달하는, 탈거기 탑의 하부 근처의 재비기 유닛을 포함한다. 탈거기 탑에서 액체로부터 방출되는 기체가 탈거기 탑의 상부 섹션을 나간다. 액체는 탈거기 탑의 하부 섹션을 나가, 적어도 부분적으로 흡수기 탑으로 다시 재순환된다.
흡수기, 탈착기, 및 재비기는 주로 오스테나이트 스테인리스 강(304 및 316)으로 만들어진다.
비교예 1. 분사 없음.
기체의 분사가 없는 일반적 절차가 이어진다.
암모니아 흡수기, 탈착기, 재비기, 및 연결된 수송 배관의 대부분의 영역에서 오스테나이트 스테인리스 강의 부식 속도는, 대략 0-150 밀/년으로, 평균은 약 20-40 밀/년이며, 특히 재비기 및 탈착기에서 집중되는, 국소 영역에 걸쳐 일어나는 점식과 같은 심부 부식이 있다. 도 3은 시간 경과에 따른 시스템 중의 크롬의 축적을 도시한다. 크롬은 오스테나이트 강이 부식될 때 발생한다. 크롬이 축적되는 속도는 크롬을 포함하는 금속의 전체 부식 속도의 일반적인 지표이다. 도 3은 약 90 일 후, 크롬의 농도가 약 600 ppm임을 나타낸다.
실시예 1. 탈거기 재비기에서의 분사.
기체의 분사가 있는 일반적 절차가 이어진다. 사용된 기체는 산소 농도가 약 9 mol %가 되도록 첨가된 충분한 질소를 가지는 압축된 주위 공기이다. 기체는 탈거기 재비기에서 수용액으로 분사된다. 약 3000 scfh의 유량의 기체가 사용되고, 기체는 약 9.5-10 몰% 산소를 가진다. 암모니아 흡수기, 탈착기, 재비기, 및 연결된 수송 배관의 대부분의 영역에서 오스테나이트 스테인리스 강의 부식 속도는, 대략 0-50 밀/년으로, 평균은 약 5-20 밀/년이며, 특히 재비기 및 탈착기에 포함되는, 점식과 같은 국소화된 심부 부식 영역이 비교예 1보다 더 적다. 도 4는 시간 경과에 따른 시스템 중의 크롬의 축적을 도시한다. 도 4는 약 90 일 후, 크롬의 농도가 약 250 ppm임을 나타내고, 이는 부식 속도가 공기 분사가 없는 부식 속도의 대략 42%임을 나타낸다.
실시예 2. 탈거기 탑으로 분사되는 기체.
실시예 1에 기재된 기체 조성물 및 유량으로써 기체의 분사가 있는 일반적 절차가 이어진다. 이 실시예에서, 기체는 탈거기 탑으로 분사된다. 탈거기 탑, 탈거기 탑 재비기, 흡수기, 및 연결된 수송 배관은 실시예 1에서 겪는 개선과 유사하게, 비교예 1과 비교하여 감소된 부식 및 더 긴 수명을 겪는다.
실시예 3a. 탈거기 탑 재비기로 분사되는 기체,
실시예 1에 기재된 유량으로 기체의 분사가 있는 일반적 절차가 이어진다. 기체의 조성물은 주위 공기 중의 30 mol% 산소이다. 이 실시예에서, 기체는 탈거기 탑 재비기로 분사된다. 탈거기 탑, 탈거기 탑 재비기, 흡수기, 및 연결된 수송 배관은 실시예 1에서 겪는 개선과 유사하게, 비교예 1과 비교하여 감소된 부식 및 더 긴 수명을 겪는다.
실시예 3b. 탈거기 탑 재비기로 분사되는 기체,
실시예 1에 기재된 유량으로 기체의 분사가 있는 일반적 절차가 이어진다. 기체의 조성물은 주위 공기 중의 1-21 mol% 산소이고, 더 낮은 mol% 산소에 대하여 유량이 증가된다. 이 실시예에서, 기체는 탈거기 탑 재비기로 분사된다. 탈거기 탑, 탈거기 탑 재비기, 흡수기, 및 연결된 수송 배관은 실시예 1에서 겪는 개선과 유사하게, 비교예 1과 비교하여 감소된 부식 및 더 긴 수명을 겪는다.
실시예 4. 탈거기 탑으로 분사되는 기체.
실시예 1에 기재된 기체 조성물 및 유량으로써 기체의 분사가 있는 일반적 절차가 이어진다. 이 실시예에서, 기체는 탈거기 탑의 하부로 분사된다. 탈거기 탑, 탈거기 탑 재비기, 흡수기, 및 연결된 수송 배관은 실시예 1에서 겪는 개선과 유사하게, 비교예 1과 비교하여 감소된 부식 및 더 긴 수명을 겪는다.
실시예 5. 탈거기 탑 및 탈거기 탑 재비기에 분사되는 기체.
실시예 1에 기재된 기체 조성물 및 유량으로써 기체의 분사가 있는 일반적 절차가 이어진다. 이 실시예에서, 기체는 탈거기 탑 및 탈거기 탑 재비기의 하부로 분사된다. 탈거기 탑, 탈거기 탑 재비기, 흡수기, 및 연결된 수송 배관은 실시예 1에서 겪는 개선과 유사하게, 비교예 1과 비교하여 감소된 부식 및 더 긴 수명을 겪는다.
실시예 6. 수착탑으로 분사되는 기체.
실시예 1에 기재된 기체 조성물 및 유량으로써 기체의 분사가 있는 일반적 절차가 이어진다. 이 실시예에서, 기체는 흡수탑의 하부로 분사된다. 탈거기 탑, 탈거기 탑 재비기, 흡수기, 및 연결된 수송 배관은 실시예 1에서 겪는 개선과 유사하게, 비교예 1과 비교하여 감소된 부식 및 더 긴 수명을 겪는다.
실시예 7. 수착탑 및 탈거기 탑으로 분사되는 기체.
실시예 1에 기재된 기체 조성물 및 유량으로써 기체의 분사가 있는 일반적 절차가 이어진다. 이 실시예에서, 기체는 흡수탑 및 탈거기 탑의 하부로 분사된다. 탈거기 탑, 탈거기 탑 재비기, 흡수기, 및 연결된 수송 배관은 실시예 1에서 겪는 개선과 유사하게, 비교예 1과 비교하여 감소된 부식 및 더 긴 수명을 겪는다.
실시예 8. 수착탑, 탈거기 탑, 및 탈거기 탑 재비기로 분사되는 기체.
실시예 1에 기재된 기체 조성물 및 유량으로써 기체의 분사가 있는 일반적 절차가 이어진다. 이 실시예에서, 기체는 흡수탑, 탈거기 탑, 및 탈거기 탑 재비기의 하부로 분사된다. 탈거기 탑, 탈거기 탑 재비기, 흡수기, 및 연결된 수송 배관은 실시예 1에서 겪는 개선과 유사하게, 비교예 1과 비교하여 감소된 부식 및 더 긴 수명을 겪는다.
실시예 9. 제어 회로. 즉각적인 부식 속도 측정에 기초한 분사.
실시예 1에 기재된 기체 조성물 및 유량으로써 탈거기 탑 재비기에서 기체의 분사가 있는 일반적 절차가 이어진다. 이 실시예에서, 즉각적인 부식 속도 측정에 기초하여 공기 분사 속도를 제어하는 피드백 루프가 이용된다. 탈거기 탑, 탈거기 탑 재비기, 흡수기, 및 연결된 수송 배관은 실시예 1에서 겪는 개선과 유사하게, 비교예 1과 비교하여 감소된 부식 및 더 긴 수명을 겪는다.
실시예 10. 제어 회로. 제어기가 공기 유량을 하한과 상한 사이로 유지시킴.
실시예 1에 기재된 기체 조성물로써 기체의 분사가 있는 일반적 절차가 이어진다. 이 실시예에서, 제어 회로는 약 3000 scfh의 평균 유량으로써 산소 수준을 약 2000 내지 약 7000 scfh로 유지시키기 위하여 사용된다.
탈거기 탑, 탈거기 탑 재비기, 흡수기, 및 연결된 수송 배관은 실시예 1에서 겪는 개선과 유사하게, 비교예 1과 비교하여 감소된 부식 및 더 긴 수명을 겪는다.
실시예 11. 다른 공정으로부터 암모니아의 추출.
실시예 1에 기재된 기체 조성물 및 유량으로써 기체의 분사가 있는 일반적 절차가 이어진다. 이 실시예에서 암모니아는 비료 제조 공정, 폐수 정제 공정, 암모니아 제조 공정, 오염 방지 공정, 화석연료 연소 공정, 코크 제조 공정, 가축 관리 공정, 또는 냉각 공정으로부터 추출된다. 모든 공정에서, 탈거기 탑, 탈거기 탑 재비기, 흡수기, 및 연결된 수송 배관은 실시예 1에서 겪는 개선과 유사하게, 비교예 1과 비교하여 감소된 부식 및 더 긴 수명을 겪는다.
실시예 12. 다른 물질.
실시예 1에 기재된 기체 조성물 및 유량으로써 기체의 분사가 있는 일반적 절차가 이어진다. 이 실시예에서, 탈착기, 재비기, 및 수송 배관은 수퍼 오스테나이트 스테인리스 강 (예를 들어 AL6XN, 254SMO, 904L), 듀플렉스 스테인리스 강 (예를 들어 2205), 수퍼 듀플렉스 스테인리스 강 (예를 들어 2507), 니켈-계 합금 (예를 들어 합금 C276, C22, C2000, 600, 625, 800, 825), 티타늄 합금 (예를 들어 등급 1, 2, 3), 지르코늄 합금 (예를 들어 702), Hasteloy 276, 듀플렉스 2205, 수퍼 듀플렉스 2507, Ebrite 26-1, Ebrite 16-1, Hasteloy 276, 듀플렉스 2205, 316 SS, 316L 및 304SS, 지르코늄, 지르코늄 클래드 316, 페랄륨 255, 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된다. 탈거기 탑, 탈거기 탑 재비기, 흡수기, 및 연결된 수송 배관은 비교예 1 또는 2의 조건에 따라 수행되지만, 분사된 설비에 대하여 사용된 것과 같이 이 실시예와 동일한 물질로 구성된 실험과 비교하여, 실시예 1 또는 2에서 겪은 개선과 유사한 감소된 부식 및 더 긴 수명을 겪는다.
사용된 용어 및 표현은 제한이 아니라 설명 측면에서 사용되고, 그러한 용어 및 표현의 사용이 나타나고 기재된 특징 또는 이의 일부의 임의의 균등물을 배재하려는 의도가 없으며, 다양한 변형이 청구된 발명의 범위 내에서 가능함이 인식된다. 따라서, 비록 본 발명이 바람직한 구체예 및 임의적인 특징에 의하여 구체적으로 개시되기는 했지만, 당해 분야의 숙련가가 본 명세서에 개시된 개념의 변형 및 변경을 참고할 수 있음, 및 그러한 변형 및 변경이 첨부된 청구범위에 의하여 정의된 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 간주됨을 이해해야 한다.
추가적인 구체예.
본 발명은 다음의 예시적인 구체예를 제공하고, 이의 번호 매김은 중요도를 나타내는 것으로 해석되어서는 안된다:
구체예 1은 암모니아 추출 동안 부식을 감소시키는 방법을 제공하고, 이는 다음 단계를 포함한다: 암모니아 흡수기, 암모니아 탈착기, 및 산 또는 이의 암모늄 염을 포함하는 수용액을 포함하는 암모니아 추출 설비를 이용하여 암모니아를 추출시키는 공정을 수행하는 단계; 및 암모니아 흡수기, 암모니아 탈착기, 이들 사이 중 적어도 하나에서 산소를 포함하는 기체를 용액으로 분사하는 단계.
구체예 2는 분사가 적어도 암모니아 탈착기 및 암모니아 탈착기를 위한 재비기의 부식을 감소시키기에 충분한 구체예 1의 방법을 제공한다.
구체예 3은 수용액이 흡수기와 탈착기 사이에서 순환되는 구체예 1-2 중 어느 하나의 방법을 제공한다.
구체예 4는 탈착기에서, 용액 중의 암모늄 염이 암모니아를 포함하는 생성물 혼합물로 전환되는 구체예 1-3 중 어느 하나의 방법을 제공한다.
구체예 5는 흡수기에서, 암모니아가 암모니아-함유 기체 스트림으로부터 수용액으로 암모늄 염으로서 추출되는 구체예 1-4 중 어느 하나의 방법을 제공한다.
구체예 6은 기체가 암모니아 탈착기에 분사되는 구체예 1-5 중 어느 하나의 방법을 제공한다.
구체예 7은 암모니아 탈착기가 탈거기 탑 및 탈거기 탑 재비기를 포함하는 구체예 1-6 중 어느 하나의 방법을 제공한다.
구체예 8은 암모니아 탈착기의 부식이 감소되는 구체예 2-7 중 어느 하나의 방법을 제공한다.
구체예 9는 암모니아 흡수기와 암모니아 탈착기 사이의 수송 배관의 부식이 감소되는 구체예 2-8 중 어느 하나의 방법을 제공한다.
구체예 10은 산이 인산, 황산, 염산, 질산, 또는 아세트산인 구체예 1-9 중 어느 하나의 방법을 제공한다.
구체예 11은 암모늄 염이 모노암모늄 포스페이트 또는 디암모늄 포스페이트인 구체예 1-10 중 어느 하나의 방법을 제공한다.
구체예 12는 부식 감소가 분사를 포함하지 않는 암모니아 추출 공정에서 대응하는 설비의 부식과 비교하여 부식의 속도 또는 심각도 감소를 포함하는 구체예 2-11 중 어느 하나의 방법을 제공한다.
구체예 13은 기체가 공기인 구체예 1-12 중 어느 하나의 방법을 제공한다.
구체예 14는 기체 압축기가 기체 분사에 이용되는 구체예 1-13 중 어느 하나의 방법을 제공한다.
구체예 15는 암모니아 추출 설비가 암모니아 흡수탑, 암모니아 흡수탑 상부, 암모니아 수착탑 하부, 암모니아 탈거기 탑, 암모니아 탈거기 탑 상부, 암모니아 탈거기 탑 하부, 탈거기 탑 재비기, 암모니아 응축기, 증류 컬럼, 암모니아 부화기, 열교환기, 밸브, 여과기, 및 수송 배관 중 적어도 하나를 포함하는 구체예 1-14 중 어느 하나의 방법을 제공한다.
구체예 16은 암모니아가 기체 또는 증기 스트림으로부터 추출되는 구체예 1-15 중 어느 하나의 방법을 제공한다.
구체예 17은 암모니아가 시안화수소 발생 공정, 비료 제조 공정, 폐수 정제 공정, 암모니아 제조 공정, 오염 방지 공정, 화석연료 연소 공정, 코크 제조 공정, 가축 관리 공정, 또는 냉각 공정으로부터 추출되는 구체예 1-16 중 어느 하나의 방법을 제공한다.
구체예 18은 암모니아 추출 공정이 시안화수소 발생 공정으로부터 미반응 암모니아를 회수하는 구체예 1-17 중 어느 하나의 방법을 제공한다.
구체예 19는 암모니아가 시안화수소 발생을 위한 앤드루소 공정으로부터 회수되는 구체예 1-18 중 어느 하나의 방법을 제공한다.
구체예 20은 부식이 감소된 암모니아 탈착기 및 암모니아 탈착기를 위한 재비기 중 적어도 하나가 스테인리스 강을 포함하는 구체예 2-19 중 어느 하나의 방법을 제공한다.
구체예 21은 부식이 감소된 암모니아 탈착기 및 암모니아 탈착기를 위한 재비기 중 적어도 하나가 오스테나이트 강, 페라이트 강, 마르텐사이트 강, 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 시리즈 강을 포함하는 스테인리스 강 시리즈, 또는 이들의 조합을 포함하는 구체예 2-20 중 어느 하나의 방법을 제공한다.
구체예 22는 부식이 감소된 암모니아 탈착기 및 암모니아 탈착기를 위한 재비기 중 적어도 하나가 초합금, 니켈-구리 합금, Monel 400, 석출-경화 니켈-철-크롬 합금, Incoloy 브랜드 합금, Incoloy 800 시리즈, 오스테나이트 니켈-크롬-계 Inconel 브랜드 합금, 니켈-크롬-몰리브데넘 합금, Hastelloy 브랜드 합금, Hastelloy G-30, 수퍼 오스테나이트 스테인리스 강, AL6XN, 254SMO, 904L, 듀플렉스 스테인리스 강, 2205, 수퍼 듀플렉스 스테인리스 강, 2507, 니켈-계 합금, C276, C22, C2000, 600, 625, 800, 825, 티타늄 합금, 지르코늄 합금, Zr 702, Hastelloy 276, 듀플렉스 2205, 수퍼 듀플렉스 2507, Ebrite 26-1, Ebrite 16-1, Hastelloy 276, 듀플렉스 2205, 316 SS, 316L 및 304SS, 지르코늄, 지르코늄 클래드 316, 페랄륨 255, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 구체예 2-21 중 어느 하나의 방법을 제공한다.
구체예 23은 부식이 감소된 암모니아 탈착기 및 암모니아 탈착기를 위한 재비기 중 적어도 하나가 304 또는 316 오스테나이트 강을 포함하는 구체예 2-22 중 어느 하나의 방법을 제공한다.
구체예 24는 수용액에 분사되는 기체의 양이 용액으로의 산소 분사 속도를 소정의 최소 속도 위로 유지시키기에 충분한 구체예 1-23 중 어느 하나의 방법을 제공한다.
구체예 25는 소정의 최소 속도가 부식이 감소된 암모니아 추출 설비에서 부식-감소층을 형성, 재생, 또는 복구하기에 충분한 방법 구체예 24의 방법을 제공한다.
구체예 26은 수용액에 분사되는 기체의 양이 부식이 감소된 암모니아 추출 설비에서 부식-감소층을 유지, 재생, 또는 복구하기에 충분한 구체예 1-25 중 어느 하나의 방법을 제공한다.
구체예 27은 기체가 부식이 감소된 암모니아 추출 설비상의 부식-감소층이 파괴되거나 부식 감소가 방해받지 않도록 충분히 적은 양으로 또는 충분히 적은 교반으로 수용액에 분사되는 구체예 26의 방법을 제공한다.
구체예 28은 기체가 분사되는 암모니아 추출 설비의 온도 제어가 방해받지 않도록 충분히 적은 양으로 기체가 수용액에 분사되는 방법 구체예 1-27 중 어느 하나의 방법을 제공한다.
구체예 29는 수용액으로의 기체 분사 속도가 수용액으로의 산소 분사 속도를 소정의 최대 속도 아래로 유지시키기에 충분한 구체예 1-28 중 어느 하나의 방법을 제공한다.
구체예 30은 소정의 최대 속도가 수용액과 평형인 기체상이 비-연소성이도록 하는 구체예 29의 방법을 제공한다.
구체예 31은 수용액으로의 기체 분사가 매 약 100 lbs 내지 약 10,000 lbs의 탈착기로부터 흡수기로 흐르는 수용액에 대한 약 1 scf의 용액으로의 산소 분사 속도를 유지하기에 충분한 속도로 일어나는 구체예 1-30 중 어느 하나의 방법을 제공한다.
구체예 32는 수용액으로의 기체 분사가 매 약 500 lbs 내지 약 5000 lbs의 탈착기로부터 흡수기로 흐르는 수용액에 대한 약 1 scf의 용액으로의 산소 분사 속도를 유지하기에 충분한 속도로 일어나는 구체예 1-31 중 어느 하나의 방법을 제공한다.
구체예 33은 수용액으로의 산소 분사 속도가 소정의 최소 속도와 소정의 최대 속도 사이로 유지되도록 기체 분사를 제어하기 위한 제어기를 이용하는 것을 추가로 포함하는 구체예 1-32 중 어느 하나의 방법을 제공한다.
구체예 34는 분사가 암모니아 탈착기 및 암모니아 탈착기를 위한 재비기 중 적어도 하나의 부식을 감소시키기에 충분하고, 소정의 최소 속도 또는 소정의 최대 속도를 결정하기 위하여 부식이 감소된 암모니아 흡수기 및 암모니아 탈착기 중 적어도 하나에 일어난 부식의 양을 이용하는 것을 추가로 포함하는 구체예 33의 방법을 제공한다.
구체예 35는 일어난 부식의 양이 시각적으로, 또는 즉각적인 부식 속도 측정에 의하여 결정되는 구체예 34의 방법을 제공한다.
구체예 36은 부식이 감소된 암모니아 추출 시스템을 제공하고, 이는 다음을 포함한다: 암모니아 흡수기, 암모니아 탈착기, 및 산 또는 이의 암모늄 염을 포함하는 수용액을 포함하는 암모니아 추출 설비; 암모니아를 포함하는 기체 스트림, 여기서 암모니아 흡수기에서 기체 스트림 중의 암모니아의 적어도 일부가 암모늄 염으로 전환되고, 암모니아 탈착기에서 암모늄 염의 적어도 일부가 암모니아로 전환되고, 수용액이 흡수기와 탈착기 사이에서 순환됨; 및 암모니아 흡수기, 암모니아 탈착기, 및 이들 사이 중 적어도 하나에서 산소를 포함하는 기체를 수용액에 분사하는 기체 분사기.
구체예 37은 분사가 흡수기 또는 탈착기 중 적어도 하나의 부식을 감소시키기에 충분한 구체예 36의 시스템을 제공한다.
구체예 38은, 제어기를 추가로 포함하고, 여기서 제어기는 수용액으로의 산소 분사 속도가 소정의 최소 속도와 소정의 최대 속도 사이로 유지되도록 기체 분사를 제어하는 구체예 36-37 중 어느 하나의 시스템을 제공한다
구체예 39는 부식 감지기를 추가로 포함하고, 여기서 부식 감지기가 부식 속도를 측정하고, 부식 속도가 소정의 최소 속도 또는 소정의 최대 속도를 결정하기 위하여 이용되는 구체예 38의 시스템을 제공한다.
구체예 40은 암모니아 추출 동안 부식을 감소시키는 방법을 제공하고, 이는 다음 단계를 포함한다: 시안화수소를 발생시키기 위한 앤드루소 공정으로부터의 기체 반응기 유출물 스트림으로부터 미반응 암모니아를 회수하는 공정을 수행하는 단계, 여기서 공정은 암모니아 흡수기, 암모니아 탈거기 탑 및 암모니아 탈거기 탑 재비기를 포함하는 암모니아 탈착기, 및 산 또는 이의 암모늄 염을 포함하는 수용액을 포함하는 암모니아 회수 설비를 이용하여 수행되고, 여기서 암모니아 흡수기에서 기체 스트림 중의 암모니아의 적어도 일부가 암모늄 염으로 전환되고, 암모니아 탈착기에서 암모늄 염의 적어도 일부가 암모니아로 전환되고, 수용액은 흡수기와 탈착기 사이에서 순환됨; 및 탈착기 또는 재비기의 부식을 감소시키기에 충분한, 암모니아 탈착기 또는 탈착기의 재비기에서 산소를 포함하는 기체를 수용액에 분사하는 단계; 여기서 수용액으로의 기체 분사는 용액으로의 산소 분사 속도를 매 약 500 lbs 내지 약 5000 lbs의 탈착기로부터 흡수기로 흐르는 수용액에 대하여 약 1 scf로 유지시키기에 충분한 속도로 일어님.
구체예 41은 언급된 모든 요소 또는 선택사항을 이용할 수 있거나 선택할 수 있도록 임의적으로 구성된 구체예 1-40 중 어느 하나 또는 이들의 임의의 조합의 장치 또는 방법을 제공한다.
Claims (40)
- 다음 단계를 포함하는, 암모니아 추출 동안 부식을 감소시키는 방법:
암모니아 흡수기, 암모니아 탈착기, 및 산 또는 이의 암모늄 염을 포함하는 수용액을 포함하는 암모니아 추출 설비를 이용하여 암모니아를 추출시키는 공정을 수행하는 단계; 및
암모니아 흡수기, 암모니아 탈착기, 및 이들 사이 중 적어도 하나에서 산소를 포함하는 기체를 수용액에 분사하는 단계. - 제1항에 있어서, 분사는 적어도 암모니아 탈착기 및 암모니아 탈착기를 위한 재비기의 부식을 감소시키기에 충분한 방법.
- 제1항에 있어서, 수용액은 흡수기와 탈착기 사이에서 순환되는 방법.
- 제1항에 있어서, 탈착기에서, 수용액 중의 암모늄 염이 암모니아를 포함하는 생성물 혼합물로 전환되는 방법.
- 제1항에 있어서, 흡수기에서, 암모니아가 암모니아-함유 기체 스트림으로부터 수용액으로 암모늄 염으로서 추출되는 방법.
- 제1항에 있어서, 기체는 암모니아 탈착기에 분사되는 방법.
- 제1항에 있어서, 암모니아 탈착기는 탈거기 탑 및 탈거기 탑 재비기를 포함하는 방법.
- 제2항에 있어서, 암모니아 탈착기의 부식이 감소되는 방법.
- 제2항에 있어서, 암모니아 흡수기와 암모니아 탈착기 사이의 수송 배관의 부식이 감소되는 방법.
- 제1항에 있어서, 산은 인산, 황산, 염산, 질산, 또는 아세트산인 방법.
- 제1항에 있어서, 암모늄 염은 모노암모늄 포스페이트 또는 디암모늄 포스페이트인 방법.
- 제2항에 있어서, 부식 감소는 분사를 포함하지 않는 암모니아 추출 공정에서 대응하는 설비의 부식과 비교하여 부식의 속도 또는 심각도 감소를 포함하는 방법.
- 제1항에 있어서, 기체는 공기인 방법.
- 제1항에 있어서, 기체 압축기가 기체 분사를 위하여 사용되는 방법.
- 제1항에 있어서, 암모니아 추출 설비는 암모니아 흡수탑, 암모니아 흡수탑 상부, 암모니아 수착탑 하부, 암모니아 탈거기 탑, 암모니아 탈거기 탑 상부, 암모니아 탈거기 탑 하부, 탈거기 탑 재비기, 암모니아 응축기, 증류 컬럼, 암모니아 부화기, 열교환기, 밸브, 여과기, 및 수송 배관 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
- 제1항에 있어서, 암모니아는 기체 또는 증기 스트림으로부터 추출되는 방법.
- 제1항에 있어서, 암모니아는 시안화수소 발생 공정, 비료 제조 공정, 폐수 정제 공정, 암모니아 제조 공정, 오염 방지 공정, 화석연료 연소 공정, 코크 제조 공정, 가축 관리 공정, 또는 냉각 공정으로부터 추출되는 방법.
- 제1항에 있어서, 암모니아 추출 공정은 시안화수소 발생 공정으로부터 미반응 암모니아를 회수하는 방법.
- 제1항에 있어서, 암모니아는 시안화수소 발생을 위한 앤드루소 공정(Andrussow process)으로부터 회수되는 방법.
- 제2항에 있어서, 부식이 감소된 암모니아 탈착기 및 암모니아 탈착기를 위한 재비기 중 적어도 하나는 스테인리스 강을 포함하는 방법.
- 제2항에 있어서, 부식이 감소된 암모니아 탈착기 및 암모니아 탈착기를 위한 재비기 중 적어도 하나는 오스테나이트 강, 페라이트 강, 마르텐사이트 강, 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 시리즈 강을 포함하는 스테인리스 강 시리즈, 또는 이들의 조합을 포함하는 방법.
- 제2항에 있어서, 부식이 감소된 암모니아 탈착기 및 암모니아 탈착기를 위한 재비기 중 적어도 하나는 초합금, 니켈-구리 합금, Monel 400, 석출-경화 니켈-철-크롬 합금, Incoloy 브랜드 합금, Incoloy 800 시리즈, 오스테나이트 니켈-크롬-계 Inconel 브랜드 합금, 니켈-크롬-몰리브데넘 합금, Hastelloy 브랜드 합금, Hastelloy G-30, 수퍼 오스테나이트 스테인리스 강, AL6XN, 254SMO, 904L, 듀플렉스 스테인리스 강, 2205, 수퍼 듀플렉스 스테인리스 강, 2507, 니켈-계 합금, C276, C22, C2000, 600, 625, 800, 825, 티타늄 합금, 지르코늄 합금, Zr 702, Hastelloy 276, 듀플렉스 2205, 수퍼 듀플렉스 2507, Ebrite 26-1, Ebrite 16-1, Hastelloy 276, 듀플렉스 2205, 316 SS, 316L 및 304SS, 지르코늄, 지르코늄 클래드 316, 페랄륨 255, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 방법.
- 제2항에 있어서, 부식이 감소된 암모니아 탈착기 및 암모니아 탈착기를 위한 재비기 중 적어도 하나는 304 또는 316 오스테나이트 강을 포함하는 방법.
- 제1항에 있어서, 수용액에 분사되는 기체의 양은 수용액으로의 산소 분사 속도를 소정의 최소 속도 초과로 유지시키기에 충분한 방법.
- 제24항에 있어서, 소정의 최소 속도는 부식이 감소된 암모니아 추출 설비상의 부식-감소층을 형성, 재생, 또는 복구하기에 충분한 방법.
- 제1항에 있어서, 수용액에 분사되는 기체의 양은 부식이 감소된 암모니아 추출 설비상의 부식-감소층을 유지, 재생, 또는 복구하기에 충분한 방법.
- 제26항에 있어서, 기체는 부식이 감소된 암모니아 추출 설비상의 부식-감소층이 파괴되거나 부식 감소가 방해받지 않도록 충분히 적은 양으로 또는 충분히 적은 교반으로 수용액에 분사되는 방법.
- 제1항에 있어서, 기체는 기체가 분사되는 암모니아 추출 설비의 온도 제어가 방해받지 않도록 충분히 적은 양으로 수용액에 분사되는 방법.
- 제1항에 있어서, 수용액으로의 기체 분사 속도는 수용액으로의 산소 분사 속도를 소정의 최대 속도 미만으로 유지시키기에 충분한 방법.
- 제29항에 있어서, 소정의 최대 속도는 수용액과 평형인 기체상이 비-연소성이도록 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 수용액으로의 기체 분사는 매 약 100 lbs 내지 약 10,000 lbs의 탈착기로부터 흡수기로 흐르는 수용액에 대한 약 1 scf의 수용액으로의 산소 분사 속도를 유지하기에 충분한 속도로 일어나는 방법.
- 제1항에 있어서, 수용액으로의 기체 분사는 매 약 500 lbs 내지 약 5000 lbs의 탈착기로부터 흡수기로 흐르는 수용액에 대한 약 1 scf의 수용액으로의 산소 분사 속도를 유지하기에 충분한 속도로 일어나는 방법.
- 제1항에 있어서, 수용액으로의 산소 분사 속도가 소정의 최소 속도와 소정의 최대 속도 사이로 유지되도록 기체 분사를 제어하기 위한 제어기를 이용하는 것을 추가로 포함하는 방법.
- 제33항에 있어서, 분사는 암모니아 탈착기 및 암모니아 탈착기를 위한 재비기 중 적어도 하나의 부식을 감소시키기에 충분하고, 소정의 최소 속도 또는 소정의 최대 속도를 결정하기 위하여 부식이 감소된 암모니아 흡수기 및 암모니아 탈착기 중 적어도 하나에 일어난 부식의 양을 이용하는 것을 추가로 포함하는 방법.
- 제34항에 있어서, 일어난 부식의 양은 시각적으로, 또는 즉각적인 부식 속도 측정에 의하여 결정되는 방법.
- 다음을 포함하는, 부식이 감소된 암모니아 추출 시스템:
암모니아 흡수기, 암모니아 탈착기, 및 산 또는 이의 암모늄 염을 포함하는 수용액을 포함하는 암모니아 추출 설비;
암모니아를 포함하는 기체 스트림, 여기서 암모니아 흡수기에서 기체 스트림 중의 암모니아의 적어도 일부가 암모늄 염으로 전환되고, 암모니아 탈착기에서 암모늄 염의 적어도 일부가 암모니아로 전환되고, 수용액은 흡수기와 탈착기 사이에서 순환됨; 및
암모니아 흡수기, 암모니아 탈착기, 및 이들 사이 중 적어도 하나에서 산소를 포함하는 기체를 수용액에 분사하는 기체 분사기. - 제36항에 있어서, 분사는 흡수기 또는 탈착기 중 적어도 하나의 부식을 감소시키기에 충분한 시스템.
- 제36항에 있어서, 제어기를 추가로 포함하고, 여기서 제어기는 수용액으로의 산소 분사 속도가 소정의 최소 속도와 소정의 최대 속도 사이로 유지되도록 기체 분사를 제어하는 시스템.
- 제38항에 있어서, 부식 감지기를 추가로 포함하고, 여기서 부식 감지기는 부식 속도를 측정하고, 부식 속도는 소정의 최소 속도 또는 소정의 최대 속도를 결정하기 위하여 이용되는 시스템.
- 다음 단계를 포함하는, 암모니아 추출 동안 부식을 감소시키는 방법:
시안화수소를 발생시키기 위한 앤드루소 공정으로부터의 기체 반응기 유출물 스트림으로부터 미반응 암모니아를 회수하는 공정을 수행하는 단계, 여기서 공정은 암모니아 흡수기, 암모니아 탈거기 탑 및 암모니아 탈거기 탑 재비기를 포함하는 암모니아 탈착기, 및 산 또는 이의 암모늄 염을 포함하는 수용액을 포함하는 암모니아 회수 설비를 이용하여 수행되고, 암모니아 흡수기에서 기체 스트림 중의 암모니아의 적어도 일부가 암모늄 염으로 전환되고, 암모니아 탈착기에서 암모늄 염의 적어도 일부가 암모니아로 전환되고, 수용액은 흡수기와 탈착기 사이에서 순환됨; 및
탈착기 또는 재비기의 부식을 감소시키기에 충분한, 암모니아 탈착기 또는 탈착기의 재비기에서 산소를 포함하는 기체를 수용액에 분사하는 단계;
여기서 수용액으로의 기체 분사가 매 약 500 lbs 내지 약 5000 lbs의 탈착기로부터 흡수기로 흐르는 수용액에 대한 약 1 scf의 수용액으로의 산소 분사 속도를 유지하기에 충분한 속도로 일어남.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0105 | International application |
Patent event date: 20150217 Patent event code: PA01051R01D Comment text: International Patent Application |
|
| PG1501 | Laying open of application | ||
| PC1203 | Withdrawal of no request for examination | ||
| WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |