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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-02-01
(54)【発明の名称】ヨウ素（Ｉ２）から水を除去するための方法
(51)【国際特許分類】
C01B 7/14 20060101AFI20240125BHJP
【ＦＩ】
C01B7/14 C
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023541359
(86)(22)【出願日】2022-01-13
(85)【翻訳文提出日】2023-07-06
(86)【国際出願番号】 US2022070176
(87)【国際公開番号】W WO2022155659
(87)【国際公開日】2022-07-21
(31)【優先権主張番号】63/137,463
(32)【優先日】2021-01-14
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】17/572,547
(32)【優先日】2022-01-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】500575824
【氏名又は名称】ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド
【氏名又は名称原語表記】Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ．
(74)【代理人】
【識別番号】100118902
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 修
(74)【代理人】
【識別番号】100106208
【弁理士】
【氏名又は名称】宮前 徹
(74)【代理人】
【識別番号】100196508
【弁理士】
【氏名又は名称】松尾 淳一
(74)【代理人】
【識別番号】100120754
【弁理士】
【氏名又は名称】松田 豊治
(72)【発明者】
【氏名】チウ、ユオン
(72)【発明者】
【氏名】ワン、ハイユー
(72)【発明者】
【氏名】コプカリ、ハルク
(72)【発明者】
【氏名】ジュンゴン、クリスチャン
(72)【発明者】
【氏名】ナイル、ハリダサン ケイ．
(72)【発明者】
【氏名】シン、ラジブ ラトナ
(72)【発明者】
【氏名】マーケル、ダニエル シー．
(72)【発明者】
【氏名】ワン、タオ
(72)【発明者】
【氏名】ヤン、テリス
(72)【発明者】
【氏名】ウィルコックス、リチャード
(57)【要約】
ヨウ素（Ｉ２）及び水の混合物から水を除去する方法は、ヨウ素及び水を含む混合物を提供すること、混合物を吸着剤と接触させて混合物から水を選択的に吸着させること、混合物を濃酸と接触させて混合物から水を吸収すること、蒸留によって混合物から水を分離すること、混合物をヨウ素（Ｉ２）に対して不活性なガスと接触させること、混合物をヨウ化水素（ＨＩ）と接触させること、又はそれらの組み合わせを含む。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ヨウ素（Ｉ２）及び水の混合物から水を除去する方法であって、ヨウ素及び水を含む混合物を提供することと、
前記混合物を吸着剤と接触させて、前記混合物から水を選択的に吸収することと、を含む、方法。
【請求項2】
前記提供するステップにおいて、前記混合物が、約５００重量ｐｐｍ～約５，０００重量ｐｐｍの水濃度を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記接触させるステップにおいて、前記混合物が、蒸気相である、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項4】
前記接触させるステップにおいて、前記混合物が、液相である、請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項5】
前記吸着剤が、３Å～５Åの細孔径を有するモレキュラーシーブ、シリカゲル、アルミナ、硫酸カルシウム、塩化カルシウム、ヨウ化カルシウム、ゼオライト、塩化マグネシウム、ヨウ化マグネシウム、五酸化リン、ヨウ化ニッケル（ＩＩ）（ＮｉＩ２）、アルミノシリケート、硝酸カルシウムを有するシリカゲル、及びハイドロタルサイトからなる群から選択される、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項6】
前記吸着剤が、３Å～５Åの細孔径を有するモレキュラーシーブ、ヨウ化ニッケル（ＩＩ）（ＮｉＩ２）、ハイドロタルサイト、及びシリカゲルからなる群から選択される、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項7】
前記吸着剤が、３Å～５Åの細孔径を有するモレキュラーシーブ及びハイドロタルサイトからなる群から選択される、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項8】
前記吸着剤を１５０℃～３５０℃の温度に加熱することによって、前記吸着剤を再生することを更に含む、請求項１～７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項9】
前記接触させるステップの後に、前記混合物の含水量が、５００重量ｐｐｍ以下である、請求項１～８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項10】
ヨウ素（Ｉ２）及び水の混合物から水を除去する方法であって、ヨウ素及び水を含む混合物を提供することと、
前記混合物を濃酸と接触させて、前記混合物から水を吸収することと、を含む、方法。
【請求項11】
前記提供するステップにおいて、前記混合物が、約５００重量ｐｐｍ～約５，０００重量ｐｐｍの水濃度を有する、請求項１０に記載の方法。
【請求項12】
前記濃酸が、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）、リン酸（Ｈ３ＰＯ４）、及びメタリン酸（ＨＰＯ３）からなる群から選択される、請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項13】
前記接触させるステップにおいて、前記混合物が、向流充填カラム又はトレイカラム、並流充填カラム又はトレイカラム、混合容器、液－液抽出塔、及びエダクターからなる群から選択される接触器中で前記濃酸と接触する、請求項１０～１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項14】
前記接触させるステップにおいて、前記混合物が、二相混合物であり、前記方法が、相分離によって前記二相混合物を分離することを更に含む、請求項１０～１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項15】
前記接触させるステップの後に、前記混合物の含水量が、５００重量ｐｐｍ以下である、請求項１０～１４のいずれか一項に記載の方法。
【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、２０２１年１月１４日に出願された米国仮特許出願第６３／１３７，４６３号に対する利益を主張する、２０２２年１月１０日に出願された米国特許出願第１７／５７２，５４７号に対する優先権を主張し、これらは両方とも、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０２１年１月１４日に出願された米国仮特許出願第６３／１３７，４６３号に対する利益を主張する、２０２２年１月１０日に出願された米国特許出願第１７／５７２，５４７号に対する優先権を主張し、これらは両方とも、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。
【0002】
本開示は、無水ヨウ素（Ｉ２）を生成するためのプロセスに関する。具体的には、本開示は、様々な分離技術を使用してヨウ素（Ｉ２）から水を除去する方法に関する。
【背景技術】
【0003】
無水ヨウ化水素（hydrogen iodide、ＨＩ）は、ヨウ化水素酸、有機及び無機ヨウ化物、ヨードアルカンの調製において、並びに還元剤として使用され得る重要な工業化学物質である。
【0004】
ヨウ化水素（ＨＩ）の商業生産では、ヨウ素（Ｉ２）は、以下の方程式１に示すように、出発物質として使用されることが多い。
方程式１
Ｈ２＋Ｉ２→２ＨＩ
方程式１
Ｈ２＋Ｉ２→２ＨＩ
【0005】
原料（ヨウ素（Ｉ２）及び水素（Ｈ２））は、生成物ＨＩ中に存在し得る水を含有する。次に、ヨウ素（Ｉ２）及び／又はヨウ化水素（ＨＩ）中の水の存在は、ほとんどの合金に対して腐食性であり、それによって、下流の製造及び処理設備に損傷を引き起こす。
【0006】
更に、水、ヨウ素（Ｉ２）及びＨＩは、三元混合物を形成することができる。水の存在は、この混合物の形成をもたらす可能性があり、これは生成物分離に有害な影響を及ぼし、収率の低減をもたらす場合がある。
【0007】
必要とされているのは、ヨウ素（Ｉ２）及び水素（Ｈ２）からのＨＩの製造に使用するための、実質的に水を含まないヨウ素（Ｉ２）を生成する方法である。
【発明の概要】
【0008】
本出願は、ヨウ素（Ｉ２）から水を除去するための方法を提供する。
【0009】
一実施形態では、ヨウ素（Ｉ２）及び水の混合物から水を除去する方法は、ヨウ素及び水を含む混合物を提供することと、混合物を吸着剤と接触させて、混合物から水を選択的に吸着することと、を含む。
【0010】
別の実施形態では、ヨウ素（Ｉ２）及び水の混合物から水を除去する方法は、ヨウ素及び水を含む混合物を提供することと、混合物を濃酸と接触させて、混合物から水を吸収することと、を含む。
【0011】
別の実施形態では、ヨウ素（Ｉ２）及び水の混合物から水を除去する方法は、ヨウ素及び水を含む混合物を提供することと、蒸留によって混合物から水を分離することと、を含む。
【0012】
別の実施形態では、ヨウ素（Ｉ２）及び水の混合物から水を除去する方法は、ヨウ素及び水を含む混合物を提供することと、混合物を、ヨウ素（Ｉ２）に対して不活性なガスであって、混合物から水をストリッピングする、ガスと接触させることと、を含む。
【0013】
別の実施形態では、ヨウ素（Ｉ２）及び水の混合物から水を除去する方法は、ヨウ素及び水を含む混合物を提供することと、混合物を、混合物から水をストリッピングするヨウ化水素（ＨＩ）と接触させることと、を含む。
【0014】
他の実施形態は、例えば、濃酸で乾燥させ、続いて吸着剤で更に乾燥させるなど、先行する実施形態のいずれかを組み合わせ得る。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】ヨウ素及び水素から無水ヨウ化水素を製造するための統合プロセスを示すプロセスフロー図である。
【図2】ヨウ素及び水素から無水ヨウ化水素を製造するための別の統合プロセスを示すプロセスフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
本開示は、ヨウ素（Ｉ２）から水を除去するための方法を提供する。具体的には、本開示は、固体ヨウ素（Ｉ２）（例えば、プリル、フレーク、粉末、小さなチャンク、大きなチャンク、これらの２つ以上の組み合わせ）、液体ヨウ素（Ｉ２）、又は液体ヨウ素と固体ヨウ素（Ｉ２）との組み合わせ（例えば、溶融プロセスにおけるヨウ素）から水を除去する方法を提供する。ヨウ素（Ｉ２）は、新鮮（すなわち、供給元から受け取ったまま）であり得るか、このプロセスから回収されたものであり得るか、又はこれらの組み合わせであり得る。ヨウ素（Ｉ２）、リサイクルされたヨウ素（Ｉ２）、ヨウ化水素（ＨＩ）、又は選択された乾燥ガス、不活性乾燥ガス、乾燥剤、若しくは収着剤は、前述の化合物、ヨウ素含有有機物、水素（Ｈ２）などを含む種々の工程内不純物を含有し得る。ヨウ素（Ｉ２）は、上記の方程式１に従って、水素（Ｈ２）とヨウ素（Ｉ２）との気相反応においてヨウ化水素（ＨＩ）を生成するために使用され得る。
【0017】
無水ヨウ素（Ｉ２）は、水を実質的に含まない。すなわち、無水ヨウ素中の任意の水は、重量比で約５００百万分率、約３００ｐｐｍ、約２００ｐｐｍ、約１００ｐｐｍ、約５０ｐｐｍ、約３０ｐｐｍ、約２０ｐｐｍ、約１０ｐｐｍ、約５ｐｐｍ、約３ｐｐｍ、約２ｐｐｍ、若しくは約１ｐｐｍ未満の重量であるか、又は前述の値のうちのいずれか２つの間に定義される任意の値未満の重量である。好ましくは、無水ヨウ素は、約１００重量ｐｐｍ未満の量の水を含む。より好ましくは、無水ヨウ素は、約１０重量ｐｐｍ未満の量の水を含む。最も好ましくは、無水ヨウ素は、約１重量ｐｐｍ未満の量の水を含む。
【0018】
簡単に言えば、上記の反応（方程式１）を介してヨウ素（Ｉ２）からヨウ化水素（ＨＩ）を作製するための製造プロセスは、以下のステップ：ｉ）固体ヨウ素（Ｉ２）を液化するステップと、ｉｉ）液体ヨウ素（Ｉ２）を気化するステップと、ｉｉｉ）反応器中でヨウ素（Ｉ２）及び水素（Ｈ２）を接触気相反応させるステップと、ｉｖ）ヨウ素（Ｉ２）を回収及びリサイクルするステップと、ｖ）水素（Ｈ２）及びヨウ化水素（ＨＩ）を回収／リサイクルするステップと、ｖｉ）生成物を精製するステップと、を含む。このプロセスは、以下でより詳細に記載される。
【0019】
これらのプロセスの文脈では、望ましくない水の少なくとも２つの源が存在する。第一に、両方の出発物質－ヨウ素（Ｉ２）及び水素（Ｈ２）は、あるレベルの水を含有する。第ニに、出発物質、特にヨウ素（Ｉ２）を取り扱う間、水の侵入が避けられない。それによって、プロセスに運ばれた水は、ヨウ素（Ｉ２）液化装置、ヨウ素（Ｉ２）気化器、反応器、逆昇華装置、及び残留ヨウ素（Ｉ２）回収システム内で濃縮され得る。上述したように、高レベルの水は、限定されないが、触媒失活、設備の腐食の加速、並びに水中に存在するヨウ素（Ｉ２）及び酸素の腐食生成物への変換を含む副反応の増加の結果としての収率の低下を含む、いくつかの有害な影響を有し得る。
【0020】
処理されるヨウ素（Ｉ２）中の水の濃度は、約５００ｐｐｍ（重量百万分率）、６００ｐｐｍ、７００ｐｐｍ、８００ｐｐｍ、１，０００ｐｐｍ、１，２００ｐｐｍ若しくは１，４００ｐｐｍほどの低さ、又は１，７００ｐｐｍ、２，０００ｐｐｍ、２，５００ｐｐｍ、３，０００ｐｐｍ、３，５００ｐｐｍ、４，０００ｐｐｍ、４，５００ｐｐｍ若しくは５，０００ｐｐｍほどの高さ、又は例えば、５００ｐｐｍ～５，０００ｐｐｍ、６００ｐｐｍ～４，５００ｐｐｍ、７００ｐｐｍ～４，０００ｐｐｍ、８００ｐｐｍ～３，５００ｐｐｍ、１，０００ｐｐｍ～３，０００ｐｐｍ、約１，２００ｐｐｍ～約２，５００ｐｐｍ、約１，４００ｐｐｍ～約２，０００ｐｐｍ、約１，０００ｐｐｍ～約１，７００ｐｐｍ、約２，０００ｐｐｍ～約３，０００ｐｐｍ、約５００ｐｐｍ～約１，０００ｐｐｍ、若しくは約１，０００ｐｐｍ～約３，０００ｐｐｍなどの前述の値のいずれか２つの間で定義される任意の範囲内であり得る。
【0021】
蒸留による水の除去
本開示は、蒸留によってヨウ素（Ｉ２）から水を除去するための方法を提供する。ヨウ素（Ｉ２）は、液相又は蒸気相であり得る。液相又は蒸気相ヨウ素（Ｉ２）の初期流は、水を分離及び除去するために蒸留カラムに通される。蒸留カラムの動作温度は、ヨウ素（Ｉ２）が凝固するのを防止するのに十分に高い。
本開示は、蒸留によってヨウ素（Ｉ２）から水を除去するための方法を提供する。ヨウ素（Ｉ２）は、液相又は蒸気相であり得る。液相又は蒸気相ヨウ素（Ｉ２）の初期流は、水を分離及び除去するために蒸留カラムに通される。蒸留カラムの動作温度は、ヨウ素（Ｉ２）が凝固するのを防止するのに十分に高い。
【0022】
分離された水は、蒸留カラムのオーバーヘッドを通り、一方、水が低減されているか、又は水を含まないヨウ素（Ｉ２）は、蒸留カラムの底部へと移動する。カラムは、ヨウ素（Ｉ２）液化装置の後、ヨウ素（Ｉ２）気化器の後、逆昇華装置の後、又は残留ヨウ素（Ｉ２）回収システムの後に設置され得る。好ましくは、蒸留カラムは、新鮮な流入ヨウ素（Ｉ２）が、残りの設備を通過する前に水を除去するために処理されるように、ヨウ素（Ｉ２）液化装置の後に設置される。蒸留カラムのこの配置は、反応器、逆昇華装置、及び残留未反応ヨウ素（Ｉ２）回収システムを含む下流設備の腐食の低減、並びに水を伴う副反応の低減をもたらすことが予想される。
【0023】
濃酸を使用した水の除去
本開示はまた、濃酸を使用してヨウ素（Ｉ２）の初期流から水を除去するための方法を提供する。好適な濃酸には、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）、リン酸（Ｈ３ＰＯ４）、及びメタリン酸（ＨＰＯ３）が含まれる。例えば、硫酸の硫酸強度のパーセンテージは、９５％～１００％の範囲であり得る。いくつかの実施形態では、硫酸は、オレウム又は発煙硫酸である。
本開示はまた、濃酸を使用してヨウ素（Ｉ２）の初期流から水を除去するための方法を提供する。好適な濃酸には、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）、リン酸（Ｈ３ＰＯ４）、及びメタリン酸（ＨＰＯ３）が含まれる。例えば、硫酸の硫酸強度のパーセンテージは、９５％～１００％の範囲であり得る。いくつかの実施形態では、硫酸は、オレウム又は発煙硫酸である。
【0024】
ヨウ素は、液相又は蒸気相であり得る。液相である場合、液相ヨウ素（Ｉ２）の初期流は、水を除去するために濃硫酸（Ｈ２ＳＯ４）などの濃酸で処理され得る。液相プロセスは、ヨウ素（Ｉ２）を１１４℃以上で溶融させ、続いて混合タンク又は液－液抽出塔で液体ヨウ素（Ｉ２）を濃酸と混合することによって実行され得る。混合タンク又は液－液抽出塔から、乾燥ヨウ素（Ｉ２）の生成物流は、相分離によって回収され得る。より軽い濃縮された酸液相は、もはや水を吸収することができなくなるまでリサイクルされる。濃縮された酸液相の少量のパージは、抽出された水を除去することが予想され、そこからヨウ素（Ｉ２）及び任意のヨウ化物を回収することができる。
【0025】
混合タンク又は液－液抽出塔は、ヨウ素（Ｉ２）液化装置の後、又は逆昇華装置の後に設置され得る。好ましくは、それは、新鮮な流入ヨウ素（Ｉ２）が最初に水を除去するために処理されるように、ヨウ素（Ｉ２）液化装置の後に設置される。したがって、反応器、逆昇華装置、及び残留未反応ヨウ素（Ｉ２）回収システムを含む下流設備の腐食が低減され、水を伴う副反応が制限される。
【0026】
ヨウ素が蒸気相である場合には、プロセスは、ヨウ素を１１４℃以上で溶融させ、次いで溶融されたヨウ素を大気圧下で１８４℃以上の温度で気化させることによって実行され得る。異なる気化温度を必要とする他の準大気圧又は超大気圧を使用することができる。気化したヨウ素は、気液混合接触器で濃酸と混合されて水を吸収する。濃縮された酸吸収剤は、もはや水を吸収することができなくなるまでリサイクルすることができる。濃縮された酸液相の少量のパージは、抽出された水を除去することが予想され、そこからヨウ素（Ｉ２）及び任意のヨウ化物を回収することができる。
【0027】
大気圧で動作する接触器は、約１９０℃、約１９５℃、約２００℃、約２０５℃若しくは約２１０℃ほどの低さの温度、又は約２１５℃、約２２０℃、約２２５℃若しくは約２３０℃ほどの高さの温度、又は例えば、約１９０℃～約２３０℃、約１９５℃～約２２５℃、約２００℃～約２２０℃、約２０５℃～約２１５℃、約２１０℃～約２２０℃、約２１５℃～約２３０℃、約１９０℃～約２００℃若しくは約１９５℃～約２３０℃などの前述の値のうちのいずれか２つの間で定義される任意の範囲内の温度で維持される。いくつかの実施形態では、動作圧力は、動作温度を低減させるために準大気圧であり得る。
【0028】
接触器は、ヨウ素蒸気が塔の底部から入り、塔の頂部から出る一方で、液体濃酸が塔の頂部に供給され、塔の底部から出る、向流充填塔又はトレイ塔であり得る。代替的に、接触器は、並流充填塔又はトレイ塔であり得、ここでは、ヨウ素蒸気及び濃酸の両方が、塔を同じ方向に流れる。代替的に、接触器は、ヨウ素蒸気と液体濃酸とが緊密に混合される混合タンクであり得る。代替的に、接触器は、エダクターであり得、このエダクターでは、液体濃酸が、エダクターを通って循環して、エダクターに引き込まれているヨウ素蒸気と密接に混合する。接触器は、複数の接触器ユニットを含むことができる。
【0029】
接触器は、ヨウ素（Ｉ２）気化器の後、又は逆昇華装置の後に設置され得る。好ましくは、それは、新鮮な流入ヨウ素（Ｉ２）が、水を除去するために最初に処理されるように、ヨウ素（Ｉ２）気化器の後に設置される。したがって、反応器、逆昇華装置、及び残留未反応ヨウ素（Ｉ２）回収システムを含む下流設備の腐食が低減され、水を伴う副反応が制限される。
【0030】
固体吸着剤による水の除去
本開示は、固体吸着剤の使用を通じてヨウ素（Ｉ２）から水を除去するための方法を更に提供する。液相又は蒸気相のいずれかのヨウ素（Ｉ２）の初期流は、水分を吸着するために１つ以上の固体吸着剤が装入されたカラムに送られる。好ましくは、ヨウ素（Ｉ２）の初期流は、蒸気相である。乾燥剤容器は、ヨウ素（Ｉ２）が凝固するのを防止するのに十分高い温度に維持される。
本開示は、固体吸着剤の使用を通じてヨウ素（Ｉ２）から水を除去するための方法を更に提供する。液相又は蒸気相のいずれかのヨウ素（Ｉ２）の初期流は、水分を吸着するために１つ以上の固体吸着剤が装入されたカラムに送られる。好ましくは、ヨウ素（Ｉ２）の初期流は、蒸気相である。乾燥剤容器は、ヨウ素（Ｉ２）が凝固するのを防止するのに十分高い温度に維持される。
【0031】
好適な固体吸着剤には、とりわけ、モレキュラーシーブ（３Å、４Å、５Å、ＸＨ－９など）、シリカゲル、アルミナ、硫酸カルシウム（ドライエライト）、塩化カルシウム、ヨウ化カルシウム、塩化マグネシウム、ヨウ化マグネシウム、五酸化リン、ＵＺＭゼオライト（アルミノシリケート）、硝酸カルシウムを含むＳｏｒｂｅａｄ ＷＳ（シリカゲル）、及びハイドロタルサイトが含まれ得る。固体吸着剤は、バルク形態で使用され得るか、又は例えば、アルミナ、シリカゲル若しくは炭化ケイ素などの担体材料上に担持され得る。固体吸着剤は、吸着飽和に達した後に再生又は交換され得る。適切な吸着剤の選択は、以下の実施例５に更に記載される。
【0032】
吸着剤は、約１５０℃、約１７５°、約２００℃、約２２５℃若しくは約２５０℃ほどの低さの温度、又は約２７５℃、約３００℃、約３２５℃若しくは約３５０℃ほどの高さの温度、又は例えば、約１５０℃～約３５０℃、約１７５℃～約３２５℃、約２００℃～約３００℃、約２２５℃～約３００℃、約１５０℃～約２５０℃若しくは約２００℃～約３００℃などの前述の値のうちの任意の２つの間で定義される任意の範囲内の温度に吸着剤を加熱することによって再生され得る。
【0033】
乾燥剤を収容する容器は、ヨウ素（Ｉ２）液化装置、ヨウ素（Ｉ２）気化器、又は逆昇華装置の後に設置され得る。好ましくは、それは、新鮮な流入ヨウ素（Ｉ２）が最初に処理されて、生成プロセスにおいて使用するための実質的に水を含まないヨウ素（Ｉ２）の生成物流を提供するように、ヨウ素（Ｉ２）液化装置又は気化器の後に設置される。これは、反応器、逆昇華装置、及び残留未反応ヨウ素（Ｉ２）回収システムを含む下流設備の腐食の低減、並びに水を伴う副反応の制限をもたらすことが予想される。
【0034】
ヨウ化水素（ＨＩ）による水の除去
本開示はまた、ヨウ素（Ｉ２）をヨウ化水素（ＨＩ）と接触させることによって、新鮮な又はリサイクルされたヨウ素（Ｉ２）から水を除去する方法を提供する。新鮮な及び／又はリサイクルされたヨウ素（Ｉ２）は、ヨウ化水素（ＨＩ）と接触し得るヨウ素（Ｉ２）の初期流を含む。この混合物を蒸発させてヨウ化水素（ＨＩ）を追い出す。ヨウ化水素（ＨＩ）は、水に対して高い親和性を有するので、それとともに水を運び去り、含水量が非常に少ないヨウ素（Ｉ２）を後に残す。非常に少量のヨウ素（Ｉ２）がヨウ化水素（ＨＩ）とともに除去され、したがって、この方法を使用して、ヨウ素（Ｉ２）から水を選択的に除去し得る。高温で実行される場合、本方法はまた、ヨウ化水素（ＨＩ）へのヨウ素（Ｉ２）の蒸発を抑制するために高圧を含み得る。
本開示はまた、ヨウ素（Ｉ２）をヨウ化水素（ＨＩ）と接触させることによって、新鮮な又はリサイクルされたヨウ素（Ｉ２）から水を除去する方法を提供する。新鮮な及び／又はリサイクルされたヨウ素（Ｉ２）は、ヨウ化水素（ＨＩ）と接触し得るヨウ素（Ｉ２）の初期流を含む。この混合物を蒸発させてヨウ化水素（ＨＩ）を追い出す。ヨウ化水素（ＨＩ）は、水に対して高い親和性を有するので、それとともに水を運び去り、含水量が非常に少ないヨウ素（Ｉ２）を後に残す。非常に少量のヨウ素（Ｉ２）がヨウ化水素（ＨＩ）とともに除去され、したがって、この方法を使用して、ヨウ素（Ｉ２）から水を選択的に除去し得る。高温で実行される場合、本方法はまた、ヨウ化水素（ＨＩ）へのヨウ素（Ｉ２）の蒸発を抑制するために高圧を含み得る。
【0035】
ヨウ素（Ｉ２）は、多段蒸留カラムを介してヨウ化水素（ＨＩ）と接触することができる。ヨウ素（Ｉ２）は、多段カラムの頂部に供給され、一方、ヨウ化水素（ＨＩ）は、カラムの底部に供給される。湿潤ヨウ素（Ｉ２）と乾燥ヨウ化水素（ＨＩ）との間の向流接触は、徐々に増加し、それによって、より多くの水を除去し、非常に低い残留含水量を有する、カラムの底部に現れるヨウ素（Ｉ２）をもたらす。リボイラは、ヨウ素（Ｉ２）から水を追い出すために、カラム設計に組み込まれ得る。
【0036】
水を含有するヨウ化水素（ＨＩ）は、蒸留カラムに通され得、そこで無水ヨウ化水素（ＨＩ）は、カラムオーバーヘッドに蒸留され、一方、濃縮水相を含有するヨウ化水素は、カラム底部に通される。無水ヨウ化水素（ＨＩ）は、更なる量のヨウ素（Ｉ２）を乾燥させるために再使用され得る。底部生成物をパージして水を除去し得る。両方とも「ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＰＲＯＤＵＣＩＮＧ ＡＮＨＹＤＲＯＵＳ ＨＹＤＲＯＧＥＮ ＩＯＤＩＤＥ（ＨＩ）」と題する同時係属中の米国特許出願第６３／１３７，４７０号及び同第１７／５７２，５４４号に開示されているように、ＨＩ及び水は、高沸点共沸混合物を形成するので、いくつかの実施形態では、水を含むＨＩ流を圧力スイング蒸留及び／又は抽出蒸留に供し得る。あるいは、底部流のみが、圧力スイング蒸留及び／又は抽出蒸留を介した共沸混合物の分解に供され得る。
【0037】
ヨウ素（Ｉ２）から水を除去するために使用されるヨウ化水素（ＨＩ）は、より多くの水を吸収するために十分に乾燥しているという条件で、方程式１に示される水素（Ｈ２）とヨウ素（Ｉ２）との反応によって生成された同じヨウ化水素（ＨＩ）であり得る。これは、ＨＩ／水系の気液平衡（vapor－liquid equilibrium、ＶＬＥ）に基づいて決定され得る。
【0038】
各装置中の液体及び蒸気が、多段カラムと同様に向流方式で互いに接触するフラッシュドラム又はバブラなどの一連の液体－蒸気接触装置は、上記の多段カラムと同じ効果を達成し得る。連続した別個の接触装置の使用は、１１６℃を下回る温度でヨウ素（Ｉ２）と接触する液体ヨウ化水素（ＨＩ）の量が不十分である場合に、逆昇華又は凝固が防止され得るように、ヨウ素（Ｉ２）のより良好な管理を可能にし得る。
【0039】
不活性ガスを使用する水の除去
本開示はまた、ヨウ素（Ｉ２）を、加熱された窒素（Ｎ２）、空気、二酸化炭素（ＣＯ２）、アルゴン、ヘリウム、又は例えば、ペンタフルオロプロパン（ＨＦＣ－２４５ｆａ）、２，２－ジクロロ－１，１，１－トリフルオロエタン（ＨＣＦＣ－１２３）、１－クロロ－１，２，２，２－テトラフルオロエタン（ＨＣＦＣ－１２４）、ペンタフルオロエタン（ＨＦＣ－１２５）、１，１，１，２－テトラフルオロエタン（ＨＦＣ－１３４ａ）、ジフルオロメタン（ＨＦＣ－３２）、及びトリフルオロヨードメタン（ＣＦ３Ｉ）などのヨウ素（Ｉ２）に対して不活性な任意の他のガスの流れと接触させることによって、ヨウ素（Ｉ２）から水を除去するための方法を提供する。
本開示はまた、ヨウ素（Ｉ２）を、加熱された窒素（Ｎ２）、空気、二酸化炭素（ＣＯ２）、アルゴン、ヘリウム、又は例えば、ペンタフルオロプロパン（ＨＦＣ－２４５ｆａ）、２，２－ジクロロ－１，１，１－トリフルオロエタン（ＨＣＦＣ－１２３）、１－クロロ－１，２，２，２－テトラフルオロエタン（ＨＣＦＣ－１２４）、ペンタフルオロエタン（ＨＦＣ－１２５）、１，１，１，２－テトラフルオロエタン（ＨＦＣ－１３４ａ）、ジフルオロメタン（ＨＦＣ－３２）、及びトリフルオロヨードメタン（ＣＦ３Ｉ）などのヨウ素（Ｉ２）に対して不活性な任意の他のガスの流れと接触させることによって、ヨウ素（Ｉ２）から水を除去するための方法を提供する。
【0040】
新鮮な及び／又はリサイクルされたヨウ素（Ｉ２）は、乾燥不活性ガスと接触し得るヨウ素（Ｉ２）の初期流を含む。この混合物を蒸発させて、水に富んだ不活性ガスを追い出す。不活性ガスは、本質的に水を含まないので、それとともに水を運び去り、含水量が非常に少ないヨウ素（Ｉ２）を残す。非常に少量のヨウ素（Ｉ２）は、不活性ガスとともに除去される。したがって、この方法を使用して、ヨウ素（Ｉ２）から水を選択的に除去し得る。高温で実行される場合、本方法はまた、不活性ガス中へのヨウ素（Ｉ２）の蒸発を抑制するために高圧を含み得る。
【0041】
ヨウ素（Ｉ２）は、多段ストリッピングカラムを介して不活性ガスと接触することができる。ヨウ素（Ｉ２）は、多段ストリッピングカラムの頂部に供給され、不活性ガスは、カラムの底部に供給される。湿潤ヨウ素（Ｉ２）と乾燥不活性ガスとの間の向流接触は、徐々に増加し、それによってより多くの水を除去し、非常に低い残留含水量を有するカラムの底部に現れるヨウ素（Ｉ２）をもたらす。リボイラは、ヨウ素（Ｉ２）から水を追い出すのを助けるために、カラム設計に組み込まれ得る。
【0042】
いくつかの実施形態では、各装置中の液体及び蒸気が、多段カラムと同様に向流方式で互いに接触するフラッシュドラム又はバブラなどの一連の液体－蒸気接触装置は、上記の多段カラムと同じ効果を達成し得る。連続した別個の接触装置の使用は、１１６℃を下回る温度でヨウ素（Ｉ２）と接触する不活性ガスの量が不十分である場合に、逆昇華又は凝固が防止され得るように、ヨウ素（Ｉ２）のより良好な管理を可能にし得る。
【0043】
いくつかの他の実施形態では、例えば、フラッシュドラムなどの単段液体－蒸気接触装置を使用することができる。いくつかの他の実施形態では、例えば、流下薄膜装置などの並流液体－蒸気接触装置を使用することができる。いくつかの実施形態では、ヨウ素（Ｉ２）は、ヨウ素（Ｉ２）の空気圧搬送の間に不活性ガスと接触することができ、ヨウ素を搬送するために使用されるガスは、不活性ガスである。
【0044】
この方法で使用するための他の好適なガスはまた、ヨウ素（Ｉ２）から水を効果的にストリップするために低い含水量を有する。水に対して親和性を呈すか、又は水と共沸混合物を形成することができる化学成分も、この方法での使用に適切である。
【0045】
上記の方程式１に示すように、ヨウ素及び水素からヨウ化水素を製造するために統合プロセスを使用することができる。図１は、このプロセスを示すプロセスフロー図である。図１に示すように、統合プロセス１０は、固体ヨウ素１２及び水素ガス１４の原料フローを含む。固体ヨウ素１２は、固体貯蔵タンク１６に連続的又は間欠的に添加され得る。固体ヨウ素１８のフローは、固体搬送システム（図示せず）によって、又は固体貯蔵タンク１６からヨウ素液化装置２０への重力によって、連続的又は間欠的に移送され、ここで、固体ヨウ素は、その融点を上回るがその沸点を下回って加熱され、ヨウ素液化装置２０中の液体ヨウ素のレベルを維持する。１つの液化装置２０のみが示されているが、複数の液化装置２０が並列配置で使用され得ることが理解される。
【0046】
上述したように、液体ヨウ素２２は、ヨウ素及びいくらかの水を含み、それは、ヨウ素から受けたか、又は取り扱い及び移送動作中の大気曝露のいずれかからである。液体ヨウ素２２は、ヨウ素液化装置２０から第１のヨウ素乾燥器２４へ流れる。第１のヨウ素乾燥器２４は、本明細書に記載されているように、ヨウ素及び水の混合物から水を除去し、液相混合物に好適な方法のいずれかを組み込み得る。乾燥液体ヨウ素２２は、第１のヨウ素乾燥器２４からヨウ素気化器２６へ流れる。ヨウ素気化器２６では、ヨウ素がその沸点を上回って加熱され、ヨウ素蒸気２８のフローを形成する。
【0047】
ヨウ素蒸気２８のフローは、ヨウ素気化器２６から第２のヨウ素乾燥器３０へ流れる。第２のヨウ素乾燥器３０は、本明細書に記載されているように、ヨウ素及び水の混合物から水を除去し、蒸気相混合物に好適な方法のいずれかを組み込み得る。乾燥ヨウ素蒸気２８のフロー及び水素１４のフローは、過熱器３６に提供され、反応温度に加熱されて、反応物流３８を形成する。反応物流３８は、反応器４０に提供される。
【0048】
反応物流３８は、反応器４０内に収容される触媒４２の存在下で反応して、生成物流４４を生成する。触媒４２は、本明細書に記載の触媒のいずれかであり得る。生成物流４４は、ヨウ化水素、未反応ヨウ素、未反応水素並びに微量の水及び他の高沸点不純物を含み得る。
【0049】
生成物流４４は、上流弁４６に供給され得る。上流弁４６は、生成物流４４をヨウ素除去ステップに導くことができる。代替的に、生成物流４４を冷却器（図示せず）に通過させて、ヨウ素除去ステップに導く前に熱の一部を除去し得る。ヨウ素除去ステップでは、第１のヨウ素除去トレーン４８ａは、第１の逆昇華装置５０ａ及び第２の逆昇華装置５０ｂを含み得る。生成物流４４は、第１の逆昇華装置５０ａにおいてヨウ素の沸点を下回る温度に冷却され、ヨウ素の少なくとも一部を凝縮又は逆昇華させて、生成物流４４から分離し得る。生成物流４４は、更に第１の逆昇華装置５０ａにおいてヨウ素の融点を下回る温度に冷却され、生成物流４４から更に多くのヨウ素を分離し、第１の逆昇華装置５０ａ内でヨウ素の少なくとも一部を固体として堆積させ、減ヨウ素生成物流５２を生成し得る。減ヨウ素生成物流５２は、第２の逆昇華装置５０ｂに供給されて冷却され、減ヨウ素生成物流５２から更なるヨウ素の少なくとも一部を分離して、更なる粗ヨウ化水素生成物流５４を生成し得る。
【0050】
第１のヨウ素除去トレーン４８ａは、直列構成で動作する２つの逆昇華装置からなるが、第１のヨウ素除去トレーン４８ａは、並列構成で動作する２つ以上の逆昇華装置、直列構成で動作する３つ以上の逆昇華装置、又はこれらの任意の組み合わせを含み得ることが理解される。第１のヨウ素除去トレーン４８ａは、単一の逆昇華装置からなり得ることも理解されたい。更に、逆昇華装置のいずれかは、熱交換器を含み得るか、又は熱交換器の形態であり得ることが理解される。連続した容器は、複数の冷却段階を有する単一の容器に組み合わせ得ることも理解される。
【0051】
第１の逆昇華装置５０ａで捕集されたヨウ素は、第１のヨウ素リサイクル流５６ａを形成し得る。同様に、第２の逆昇華装置５０ｂで捕集されたヨウ素は、第２のヨウ素リサイクル流５６ｂを形成し得る。第１のヨウ素リサイクル流５６ａ及び第２のヨウ素リサイクル流５６ｂの各々は、第３のヨウ素乾燥器５７に提供される。第３のヨウ素乾燥器５７は、本明細書に記載されるように、ヨウ素及び水の混合物から水を除去するための方法のいずれかを組み込み得る。乾燥した第１のヨウ素リサイクル流５６ａ及び乾燥した第２のヨウ素リサイクル流５６ｂの各々は、示されるように、ヨウ素液化装置２０及び／又はヨウ素気化器２６に連続的又は間欠的に提供される。
【0052】
固体形態でヨウ素を捕集する一方で連続動作を提供するために、上流弁４６は、生成物流４４を第２のヨウ素除去トレーン４８ｂへ選択的に導くように構成され得る。第２のヨウ素除去トレーン４８ｂは、上述のように、第１のヨウ素除去トレーン４８ａと実質的に同様であり得る。第１のヨウ素除去トレーン４８ａの第１の逆昇華装置５０ａ又は第２の逆昇華装置５０ｂのいずれかが、固体ヨウ素の除去に都合の良い十分な固体ヨウ素を蓄積したら、上流弁４６を選択して、生成物流４４を第１のヨウ素除去トレーン４８ａから第２のヨウ素除去トレーン４８ｂへ導き得る。ほぼ同時に、粗ヨウ化水素生成物流５４を第１のヨウ素除去トレーン４８ａ又は第２のヨウ素除去トレーン４８ｂのいずれかから選択的に導くように構成された下流弁５８を選択して、粗ヨウ化水素生成物流５４を第２のヨウ素除去トレーン４８ｂから導き得、それによって、生成物流４４からヨウ素を除去して粗ヨウ化水素生成物流５４を生成するプロセスが、中断されずに継続し得る。生成物流４４がもはや第１のヨウ素除去トレーン４８ａに導かれなくなると、第１のヨウ素除去トレーン４８ａの第１の逆昇華装置５０ａ及び第２の逆昇華装置５０ｂは、ヨウ素の融点を上回って加熱されて、固体ヨウ素を液化し得、それによって、液化ヨウ素が、第１のヨウ素除去トレーン４８ａの第１のヨウ素リサイクル流５６ａ及び第２のヨウ素リサイクル流５６ｂを通って流れ得る。
【0053】
プロセスが継続され、第２のヨウ素除去トレーン４８ｂの第１の逆昇華装置５０ａ又は第２の逆昇華装置５０ｂのいずれかが、固体ヨウ素の除去に都合の良い十分な固体ヨウ素を蓄積したら、上流弁４６を選択して、生成物流４４を第２のヨウ素除去トレーン４８ｂから第１のヨウ素除去トレーン４８ａへ戻すように導き得、また下流弁５８を選択して、粗ヨウ化水素生成物流５４を第１のヨウ素除去トレーン４８ａから導き得、それによって、生成物流４４からヨウ素を除去して粗ヨウ化水素生成物流５４を生成するプロセスが、中断されずに継続し得る。生成物流４４がもはや第２のヨウ素除去トレーン４８ｂに導かれなくなると、第２のヨウ素除去トレーン４８ｂの第１の逆昇華装置５０ａ及び第２の逆昇華装置５０ｂは、ヨウ素の融点を上回って加熱されて、固体ヨウ素を液化し得、それによって、液化ヨウ素が、第２のヨウ素除去トレーン４８ｂの第１のヨウ素リサイクル流５６ａ及び第２のヨウ素リサイクル流５６ｂを通って流れ得る。第１のヨウ素除去トレーン４８ａと第２のヨウ素除去トレーン４８ｂとの間で継続して切り替えることにより、生成物流４４中の未反応ヨウ素は、効率的かつ連続的に除去及びリサイクルされ得る。
【0054】
図１に示す統合プロセスでは、粗ヨウ化水素生成物流５４は、重質物蒸留カラム６０に提供される。重質物蒸留カラム６０は、ヨウ化水素及び残留未反応ヨウ素などの高沸点物質を、未反応水素などの低沸点物質から分離するように構成され得る。重質物蒸留カラム６０からのヨウ化水素及び残留未反応ヨウ素を含む底部流６２は、ヨウ素リサイクルカラム６４に提供され得る。ヨウ素リサイクルカラム６４は、残留未反応ヨウ素をヨウ化水素から分離するように構成され得る。未反応ヨウ素を含むヨウ素リサイクルカラム６４の底部流６６は、第３のヨウ素乾燥器５７へ戻してリサイクルされる。乾燥底部流６６は、ヨウ素液化装置２０へ戻してリサイクルされ得る。代替的に、未反応ヨウ素を含むヨウ素リサイクルカラム６４の乾燥底部流６６は、ヨウ素気化器２６へ戻してリサイクルされ得る。ヨウ化水素を含むヨウ素リサイクルカラム６４のオーバーヘッド流６８は、生成物蒸留カラム７０に提供され得る。
【0055】
重質物蒸留カラム６０からの水素及び残留ヨウ化水素を含むオーバーヘッド流７２も生成物蒸留カラム７０に提供され得る。生成物蒸留カラム７０は、未反応水素をヨウ化水素から分離するように構成され得る。未反応水素及び残留ヨウ化水素を含む生成物カラム７０のオーバーヘッド流７４は、反応器４０へ戻してリサイクルされ得る。得られた精製ヨウ化水素生成物は、生成物カラム７０の底部流７６から捕集され得る。
【0056】
図２は、無水ヨウ化水素を製造するための別の統合プロセスを示すプロセスフロー図である。図２に示す統合プロセス７８は、粗ヨウ化水素生成物流５４の生成までは、図１を参照して上述した統合プロセス１０と同じである。図２の統合プロセス７８では、粗ヨウ化水素生成物流５４を圧縮機８０に提供して粗ヨウ化水素生成物流５４の圧力を上昇させ、水素及びヨウ化水素の回収を容易にする。圧縮機８０は、粗ヨウ化水素生成物流５４の圧力を、反応器４２の動作圧力よりも高い分離圧力まで上昇させて、圧縮生成物流８２を生成する。圧縮生成物流８２は、分縮器８４に導かれ、ここでヨウ化水素及び微量の残留未反応ヨウ素などの高沸点物質を未反応水素などの低沸点物質から分離するために一段フラッシュ冷却に供される。分縮器８４からの水素及び残留ヨウ化水素を含むオーバーヘッド流８６は、反応器４０へ戻してリサイクルされ得る。ヨウ化水素、微量の残留未反応ヨウ素、及び微量の水を含む分縮器８４からの底部流８８は、生成物カラム９０に提供され得る。生成物カラム９０は、残留未反応ヨウ素、水、及び他の高沸点化合物をヨウ化水素から分離するように構成され得る。未反応ヨウ素を含む生成物カラム９０の底部流９２は、第３のヨウ素乾燥器５７へ戻してリサイクルされ得る。乾燥底部流９２は、ヨウ素液化装置２０へ戻してリサイクルされ得る。代替的に、未反応ヨウ素を含む生成物カラム９０の乾燥底部流９２は、ヨウ素気化器２６へ戻してリサイクルされ得る。得られた精製ヨウ化水素生成物は、生成物カラム９０のオーバーヘッド流９４から捕集され得る。パージ流９６は、低沸点不純物の蓄積を制御するために、生成物カラム９０から取り出され得る。パージ流９６の一部は、反応器４０へ戻してリサイクルされ得、別の部分は、廃棄され得る。
【0057】
図１及び図２に示される実施形態は、第１のヨウ素乾燥器２４、第２のヨウ素乾燥器３０、及び第３のヨウ素乾燥器５７を含むが、実施形態は、示される３つのヨウ素乾燥器のうちの１つ又は２つのみを有するプロセスを含むことが理解される。
【0058】
本発明は、例示的な設計に対するものとして説明してきたが、本発明は、本開示の趣旨及び範囲内で更に修正することができる。更に、本出願は、本発明が関連する技術分野における既知の又は慣習的な実践に属する本開示からのそのような逸脱を包含することが意図されている。
【0059】
本明細書で使用する場合、「前述の値のうちのいずれか２つの間で定義される任意の範囲内」という句は、それらの値が列挙のより低い部分にあるか又は列挙のより高い部分にあるかにかかわらず、任意の範囲がそのような句の前に列挙された値のうちのいずれか２つから選択され得ることを意味する。例えば、一対の値は、２つのより低い値、２つのより高い値、又はより低い値及びより高い値から選択され得る。
【0060】
本明細書で使用するとき、量に関連して使用される「約」という修飾語は、記述された値を含み、文脈によって規定される意味を有する（例えば、それは、特定の量の測定に関連する誤差の程度を少なくとも含む）。ある範囲の文脈で使用される場合、「約」という修飾語はまた、２つの端点の絶対値によって定義される範囲を開示するとも考えられる。
【0061】
以下の非限定的な実施例は、本開示を例解することに役立つ。
【実施例】
【0062】
実施例１Ａ：蒸留を介してＩ２から水を除去する予測的実施例
アスペンシミュレーションを使用して、１０ｐｐｍ未満の含水量を有するヨウ素（Ｉ２）の生成物流が、この実施例の方法を使用して達成され得ることが推定される。
アスペンシミュレーションを使用して、１０ｐｐｍ未満の含水量を有するヨウ素（Ｉ２）の生成物流が、この実施例の方法を使用して達成され得ることが推定される。
【0063】
２５００ｐｐｍの含水量を有する１０００ポンドのヨウ素（Ｉ２）の初期流を、３つの理論段に加えてリボイラ及び凝縮器を有する蒸留カラムに供給する。リボイラの動作条件は、カラム底部ヨウ素（Ｉ２）液体フロー１ｌｂ当たり０．１５ｌｂほどの低さの沸騰蒸気であり得、動作圧力は、７．０ｐｓｉａである。これらの条件下で、蒸留カラム底部からの推定ヨウ素（Ｉ２）収率は、９８パーセント超である。
【0064】
従来の水蒸気加熱を使用して、１５６℃と推定されたリボイラ温度を達成することができるように、低い動作圧力が好ましい。より高温の加熱媒体が選定される限り、蒸留カラムの動作圧力は、より高くなり得る。蒸留カラムはまた、ヨウ素（Ｉ２）供給物が部分的に又は完全に気化されるか、又は過熱蒸気として存在する場合、リボイラのない精留セクションを含み得る。
【0065】
実施例１Ｂ：単段フラッシュを介してＩ２－から水を除去する予測的実施例
アスペンシミュレーションを使用して、１００ｐｐｍ未満の含水量を有するヨウ素（Ｉ２）が、本実施例の方法を使用して達成され得ることが推定される。２５００ｐｐｍの水含量を有する１０００ポンドの液体ヨウ素（Ｉ２）を単段フラッシュユニットに供給し、ヨウ素（Ｉ２）の６パーセントを頂部にフラッシュオフする。動作圧力は、７．０ｐｓｉａである。単段フラッシュ底部からの推定ヨウ素（Ｉ２）収率は、９４パーセント超である。
アスペンシミュレーションを使用して、１００ｐｐｍ未満の含水量を有するヨウ素（Ｉ２）が、本実施例の方法を使用して達成され得ることが推定される。２５００ｐｐｍの水含量を有する１０００ポンドの液体ヨウ素（Ｉ２）を単段フラッシュユニットに供給し、ヨウ素（Ｉ２）の６パーセントを頂部にフラッシュオフする。動作圧力は、７．０ｐｓｉａである。単段フラッシュ底部からの推定ヨウ素（Ｉ２）収率は、９４パーセント超である。
【0066】
従来の水蒸気加熱を使用して１４１℃の推定引火温度を維持することができるように、低い動作圧が好ましい。フラッシュは、より高い温度の加熱媒体が選定されるという条件で、より高い圧力で行うことができる。フラッシュはまた、フラッシュユニットに入る前に、ヨウ素（Ｉ２）及び水の混合物の一部を蒸発させるために、液体ヨウ素（Ｉ２）供給物が過熱される場合、断熱的に実施することができる。
【0067】
多段フラッシュセットアップを使用すると、蒸留カラムと比較して、同等以上の水除去及びヨウ素（Ｉ２）回収効率を達成し得る。実施例１Ａ及び１Ｂは、異なる数の分離段階及び煮沸速度で動作することによる、ある範囲のヨウ素（Ｉ２）乾燥及び回収収率を示す。
【0068】
実施例２：強酸を用いたＩ２からの水の除去の予測的実施例
硫酸（Ｈ２ＳＯ４）を使用し、より高い動作温度（１１６℃）に調整するフルオロカーボン乾燥における経験に基づいて、この実施例に記載される方法は、１００ｐｐｍ未満の含水量を有するヨウ素（Ｉ２）を提供し得ることが推定される。
硫酸（Ｈ２ＳＯ４）を使用し、より高い動作温度（１１６℃）に調整するフルオロカーボン乾燥における経験に基づいて、この実施例に記載される方法は、１００ｐｐｍ未満の含水量を有するヨウ素（Ｉ２）を提供し得ることが推定される。
【0069】
２５００ｐｐｍの含水量を有する１０００ポンドのヨウ素（Ｉ２）を、等量の９８重量％の硫酸（Ｈ２ＳＯ４）と混合する。混合は、水が濃硫酸（Ｈ２ＳＯ４）によって抽出されるのに十分な物質移動及び時間を可能にするために、好ましくは１１６℃で３０分間実行する。
【0070】
混合後、反応混合物を相分離前に３０分間沈降させる。いくらかの残留溶解硫酸（Ｈ２ＳＯ４）とともに、乾燥ヨウ素（Ｉ２）液を含有する底部層を容器から取り出す。部分的に消費された硫酸（Ｈ２ＳＯ４）の残りのより軽い相は、この第１の動作後に９８重量％から９７．３重量％に希釈される。次いで、この部分的に消費された硫酸（Ｈ２ＳＯ４）に新たな湿潤ヨウ素（Ｉ２）が添加され得、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）が９４重量％に希釈されるまで、上記の動作を繰り返され得る（例えば、最大１６回）。
【0071】
９４重量％の硫酸（Ｈ２ＳＯ４）に達すると、使用済み硫酸（Ｈ２ＳＯ４）を廃棄して、新鮮な硫酸（Ｈ２ＳＯ４）と交換する。推定９８重量％の硫酸（Ｈ２ＳＯ４）消費量は、ヨウ素（Ｉ２）１，０００ポンド当たり６５ポンドと推定される。より大きな初期過剰量の硫酸（Ｈ２ＳＯ４）を使用すると、使用済み硫酸（Ｈ２ＳＯ４）を交換しなければならない頻度が制限される。
【0072】
上述のバッチ乾燥プロセスは、１つ以上の混合タンクにおける連続混合及び相分離を伴う連続動作に容易に適合し得る。ヨウ素（Ｉ２）及び硫酸（Ｈ２ＳＯ４）の混合は、標準的な撹拌機、ポンプ混合、ポンプアラウンド、スタティックミキサー、又は長い滞留時間を有するフロースルーを使用して達成され得る。
【0073】
実施例３：向流抽出を介したＩ２からの水除去の予測的実施例
硫酸（Ｈ２ＳＯ４）を使用し、より高い動作温度に調整するフルオロカーボン乾燥における経験に基づいて、この実施例に記載される方法は、７００ｐｐｍ未満の含水量を有するヨウ素（Ｉ２）を提供すると推定される。
硫酸（Ｈ２ＳＯ４）を使用し、より高い動作温度に調整するフルオロカーボン乾燥における経験に基づいて、この実施例に記載される方法は、７００ｐｐｍ未満の含水量を有するヨウ素（Ｉ２）を提供すると推定される。
【0074】
２５００ｐｐｍの含水量を有する１０００ポンド／時の加熱されたヨウ素（Ｉ２）蒸気は、向流充填塔の底部を通して供給される。高温の循環する９９重量％の硫酸（Ｈ２ＳＯ４）は、充填塔の頂部を通して供給される。供給流及び充填塔全体は、大気圧で動作する場合、液体硫酸（Ｈ２ＳＯ４）への凝縮を通したヨウ素（Ｉ２）の損失を防止するために、１９０℃を上回る温度に維持される。
【0075】
充填材料に応じて、約１８インチの直径及び１８フィートの全高の充填塔は、１，０００ｌｂ／時の加熱ヨウ素（Ｉ２）蒸気を乾燥するのに十分である。９９重量％の硫酸（Ｈ２ＳＯ４）を７ＧＰＭ／ｆｔ２の速度で循環させることにより、良好な液体分布及び物質移動が達成される。硫酸（Ｈ２ＳＯ４）の循環フローは、約１１，０００ｌｂ／時であると計算される。
【0076】
典型的には、循環する硫酸（Ｈ２ＳＯ４）が９７重量％に達するまで、この規模の２００ガロン又は２５００ｌｂｓの９９重量％の硫酸（Ｈ２ＳＯ４）のリザーバが使用され、その時点で、使用済み硫酸（Ｈ２ＳＯ４）は、廃棄され、新鮮なバッチと交換される。９９重量％の硫酸（Ｈ２ＳＯ４）の推定消費量は、ヨウ素（Ｉ２）１０００ｌｂｓ当たり１００ｌｂｓである。
【0077】
実施例４：モレキュラーシーブを使用した液体Ｉ２からの水の除去の予測的実施例
本実施例に記載される方法は、５０重量ｐｐｍ未満の含水量を有するヨウ素（Ｉ２）を生成すると推定される。
本実施例に記載される方法は、５０重量ｐｐｍ未満の含水量を有するヨウ素（Ｉ２）を生成すると推定される。
【0078】
２５００ｐｐｍの含水量を有する１０００ポンド／時の加熱ヨウ素（Ｉ２）液体は、４Åモレキュラーシーブで満たした８：１Ｌ／Ｄ容器に供給され、１１６℃及び大気圧で動作させる。これらの条件下で、再生されたモレキュラーシーブの残留含水量がゼロであると仮定すると、モレキュラーシーブは、以下の表１に示される静的水容量を有すると推定される。
【表1】
【0079】
上記の静的吸着容量を使用して、大気圧及び１１６℃でヨウ素（Ｉ２）を５０ｐｐｍの含水量まで乾燥させるために、モレキュラーシーブ１００ｌｂ当たり水７．５ｌｂの積分静的容量が推定される。連続的な動的動作については、静的容量の控えめな５０％が、物質移動、再生後の残留水分含有量、並びにモレキュラーシーブの老化及び／又は不純物の共吸着による吸着効率の損失を説明すると仮定される。これにより、吸着床サイズ及びサイクル時間を推定する目的で、モレキュラーシーブ１００ｌｂ当たり水３．７ｌｂが得られる。
【0080】
２５００重量ｐｐｍの含水量を有する１，０００ｌｂ／時のヨウ素（Ｉ２）を処理するためには、約２．５ｌｂの水を除去する必要がある。モレキュラーシーブ１００ｌｂ当たり３．７ｌｂの水を使用すると、６８ｌｂのモレキュラーシーブが１時間毎に消耗すると推定される。２日間オン（４８時間）、２日間オフ再生乾燥サイクルでは、各々が６８ｌｂｓ／時×４８時間＝３，３００ｌｂの容量を有する一対のモレキュラーシーブベッドが必要となる。
【0081】
モレキュラーシーブ床がその水吸着容量に達した後、それは、以下の手順を使用して再生することができる。第１のステップでは、モレキュラーシーブに付着した残留ヨウ素（Ｉ２）を回収し得る。これは、ヨウ素（Ｉ２）を流出させることによって、又は更に加熱してヨウ素（Ｉ２）を蒸気として除去することによって達成することができる。この初期ヨウ素（Ｉ２）回収ステップは、その除去を加速する追加の駆動力を提供するために、真空下で行われ得る。
【0082】
上記の調製ステップの後、モレキュラーシーブ床は、床を２３０℃以上に維持しながら、窒素又は空気などの加熱ガスを床に通してモレキュラーシーブから水を脱着させることによって再生される。ガスの初期導入は、いくらかの残留ヨウ素（Ｉ２）を除去することが予想される。この残留ヨウ素（Ｉ２）は、廃棄のために苛性スクラバに排出され得るか、又は回収のために残留ヨウ素（Ｉ２）を凝縮若しくは逆昇華させるために冷凝縮器に排出され得る。
【0083】
最後に、再生後、床は、次の吸着サイクルのために１１６℃まで冷却される。
【0084】
実施例５：吸着剤スクリーニング
可能性のある吸着剤をスクリーニングするために、異なる吸着剤を水分、ヨウ素蒸気、及びＨＩに曝露した実験を室温で実行し、その後、吸着剤を熱重量分析－質量分析（thermogravimetric analysis－mass spectrometry、ＴＧＡ－ＭＳ）によって分析した。水分に曝露した試料をＴＧＡによって分析した。簡単に説明すると、約２ｇの吸収剤を別々のガラスバイアルに添加し、バイアルをデシケータの内部に置いた。デシケータの内部の乾燥剤を、水又はヨウ素を収容するビーカーと交換した。デシケータのキャップを元に戻し、通気口を閉じて周囲から隔離した。水を使用した場合、吸着剤は、３日間曝露されたが、ヨウ素を使用した場合、吸着剤は、８日間曝露された。ＨＩでの曝露では、吸着剤を１５０ｍＬの試料シリンダに装入し、２５０ｐｓｉｇで加圧チェックし、排気し、１５０～２００ｇのＨＩを装入した。使用したＨＩは、約５００ｐｐｍのヨウ素を含有していた。試料シリンダを室温で２１日間直立させた。曝露された吸着剤は、アルミナ（Ｆ２００）、モレキュラーシーブ（４Ａ）、シリカゲル、ハイドロタルサイト、及びアルミナ上に担持されたＮｉＩ２を含む。
可能性のある吸着剤をスクリーニングするために、異なる吸着剤を水分、ヨウ素蒸気、及びＨＩに曝露した実験を室温で実行し、その後、吸着剤を熱重量分析－質量分析（thermogravimetric analysis－mass spectrometry、ＴＧＡ－ＭＳ）によって分析した。水分に曝露した試料をＴＧＡによって分析した。簡単に説明すると、約２ｇの吸収剤を別々のガラスバイアルに添加し、バイアルをデシケータの内部に置いた。デシケータの内部の乾燥剤を、水又はヨウ素を収容するビーカーと交換した。デシケータのキャップを元に戻し、通気口を閉じて周囲から隔離した。水を使用した場合、吸着剤は、３日間曝露されたが、ヨウ素を使用した場合、吸着剤は、８日間曝露された。ＨＩでの曝露では、吸着剤を１５０ｍＬの試料シリンダに装入し、２５０ｐｓｉｇで加圧チェックし、排気し、１５０～２００ｇのＨＩを装入した。使用したＨＩは、約５００ｐｐｍのヨウ素を含有していた。試料シリンダを室温で２１日間直立させた。曝露された吸着剤は、アルミナ（Ｆ２００）、モレキュラーシーブ（４Ａ）、シリカゲル、ハイドロタルサイト、及びアルミナ上に担持されたＮｉＩ２を含む。
【0085】
以下の表は、室温における異なる吸着剤についてのヨウ素蒸気及び水の吸着についての比較結果を示す。
【表2】
【0086】
重量の変化を使用して、ヨウ素蒸気／水に対する親和性の順序は、４Åモレキュラーシーブ＜ハイドロタルサイト＜アルミナ上のヨウ化ニッケル（ＩＩ）（ＮｉＩ２／Ａｌ２Ｏ３）＜シリカゲル＜アルミナであると推論することができる。可能性のある候補は、ヨウ素の吸着をほとんど又は全く示さないはずである。この結果に基づいて、４Åモレキュラーシーブは、おそらくヨウ素が細孔に入るのを制限する小さな細孔開口部のために、好ましい吸着剤であり、これは、水分の優先的吸着をもたらす。様々な材料についての吸水容量を以下の表３に示し、両方ともＳＴＰ（０℃及び１気圧）並びに５２℃である。
ａ脱着等温線から得られた値
ｂ水／ヨウ素蒸気の競合的吸着後の容量
【表3】
ａ脱着等温線から得られた値
ｂ水／ヨウ素蒸気の競合的吸着後の容量
【0087】
実施例６：ヨウ素乾燥
約２００～１７００ｐｐｍの含水量を有する約１０ｇのヨウ素を、約０．１ｇの吸着剤（硝酸カルシウム及びハイドロタルサイトを有するＵＺＭ Ｚｅｏｌｉｔｅ、Ｓｏｒｂｅａｄｓ ＷＳ）とともに３つのＦｉｓｈｅｒ－Ｐｏｒｔｅｒ管の各々に添加し、混合物を約１３０℃に加熱して１２時間維持し、続いて室温に冷却した。固体のアリコートをグローブボックス中の窒素雰囲気下で取り出し、重水素化クロロホルム（ＣＤＣｌ３）に溶解し、水の存在について１Ｈ ＮＭＲによって分析した。結果を以下の表４に示し、１Ｈ ＮＭＲによって測定した水の量をｐｐｍで示す。
約２００～１７００ｐｐｍの含水量を有する約１０ｇのヨウ素を、約０．１ｇの吸着剤（硝酸カルシウム及びハイドロタルサイトを有するＵＺＭ Ｚｅｏｌｉｔｅ、Ｓｏｒｂｅａｄｓ ＷＳ）とともに３つのＦｉｓｈｅｒ－Ｐｏｒｔｅｒ管の各々に添加し、混合物を約１３０℃に加熱して１２時間維持し、続いて室温に冷却した。固体のアリコートをグローブボックス中の窒素雰囲気下で取り出し、重水素化クロロホルム（ＣＤＣｌ３）に溶解し、水の存在について１Ｈ ＮＭＲによって分析した。結果を以下の表４に示し、１Ｈ ＮＭＲによって測定した水の量をｐｐｍで示す。
【表4】
【0088】
実施例７Ａ：ＨＩと混合することによるＩ２からの水の除去の予測的実施例
アスペンシミュレーションを使用して、３５ｐｐｍ未満の含水量を有するヨウ素（Ｉ２）が、本実施例の方法を使用して達成され得ることが推定される。
アスペンシミュレーションを使用して、３５ｐｐｍ未満の含水量を有するヨウ素（Ｉ２）が、本実施例の方法を使用して達成され得ることが推定される。
【0089】
２５００重量ｐｐｍの含水量を有する１０００ポンドのヨウ素（Ｉ２）を、１１６℃及び２０ｐｓｉｇの圧力で１時間、３００ｌｂ／時のＨＩの速度で、１０重量ｐｐｍの含水量を有するヨウ化水素（ＨＩ）と接触させる。本方法は、バッチ式プロセス又は連続プロセスで使用され得る。この量のヨウ化水素（ＨＩ）でのヨウ素（Ｉ２）の推定損失率は、２５ｌｂ／時、又は出発ヨウ素（Ｉ２）の３パーセント未満に保持することができる。
【0090】
次いで、ヨウ素（Ｉ２）から水を除去するために使用されるヨウ化水素（ＨＩ）を蒸留カラムに送って、ヨウ化水素（ＨＩ）の著しい損失なしに水を廃棄することができるように、水を濃縮することができる。代替的に又は追加的に、ヨウ素（Ｉ２）から水を除去するために使用されるヨウ化水素（ＨＩ）は、両方ともＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＰＲＯＤＵＣＩＮＧ ＡＮＨＹＤＲＯＵＳ ＨＹＤＲＯＧＥＮ ＩＯＤＩＤＥ（ＨＩ）と題された同時係属中の米国特許出願第６３／１３７，４７０号及び同第１７／５７２，５４４号に記載されている方法のいずれかによって乾燥させることができ、これらの出願の内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【0091】
実施例７Ｂ：Ｉ２から水を除去するために使用されるＨＩからの水の除去の予測的実施例
アスペンシミュレーションを使用して、０．８重量％の水及び８重量％のヨウ素（Ｉ２）を含有する３０２ｌｂ／時のヨウ化水素（ＨＩ）蒸気を、３つの理論段に加えてリボイラ及び凝縮器を有する蒸留カラムに供給する。指定された動作還流比は、２．０であり、動作圧力は、２０ｐｓｉｇである。これらの動作条件下で、カラムオーバーヘッドからの推定されるヨウ化水素（ＨＩ）回収率は、９８％超であり、これは水及びヨウ素（Ｉ２）の各々を１０重量ｐｐｍ未満で含む。この回収されたヨウ化水素（ＨＩ）は、ヨウ素（Ｉ２）乾燥動作のために容易に再使用又はリサイクルされ得る。
アスペンシミュレーションを使用して、０．８重量％の水及び８重量％のヨウ素（Ｉ２）を含有する３０２ｌｂ／時のヨウ化水素（ＨＩ）蒸気を、３つの理論段に加えてリボイラ及び凝縮器を有する蒸留カラムに供給する。指定された動作還流比は、２．０であり、動作圧力は、２０ｐｓｉｇである。これらの動作条件下で、カラムオーバーヘッドからの推定されるヨウ化水素（ＨＩ）回収率は、９８％超であり、これは水及びヨウ素（Ｉ２）の各々を１０重量ｐｐｍ未満で含む。この回収されたヨウ化水素（ＨＩ）は、ヨウ素（Ｉ２）乾燥動作のために容易に再使用又はリサイクルされ得る。
【0092】
蒸留カラム底部生成物は、２％のヨウ化水素（ＨＩ）収率損失（４．２ｌｂ／時）、及び乾燥動作からの３％のヨウ素（Ｉ２）収率損失（２５ｌｂ／時）とともに、ヨウ素（Ｉ２）乾燥動作から除去されたほぼ全ての水（２．５ｌｂ／時）を含有する。代替的に又は追加的に、ヨウ素（Ｉ２）から水を除去するために使用されるヨウ化水素（ＨＩ）は、両方ともＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＰＲＯＤＵＣＩＮＧ ＡＮＨＹＤＲＯＵＳ ＨＹＤＲＯＧＥＮ ＩＯＤＩＤＥ（ＨＩ）と題された同時係属中の米国特許出願第６３／１３７，４７０号及び同第１７／５７２，５４４号に記載されている方法のいずれかによって乾燥させることができる。
【0093】
実施例８Ａ：蒸留によるＩ２からの水の除去の予測的実施例
アスペンシミュレーションを使用して、１５ｐｐｍ未満の含水量を有するヨウ素（Ｉ２）が、この実施例に記載される方法を使用して生成され得ることが推定される。
アスペンシミュレーションを使用して、１５ｐｐｍ未満の含水量を有するヨウ素（Ｉ２）が、この実施例に記載される方法を使用して生成され得ることが推定される。
【0094】
２５００重量ｐｐｍの含水量を有する１０００ポンド／時のヨウ素（Ｉ２）を、３つの理論段に加えてリボイラ及び凝縮器を有する蒸留カラムの頂部に供給する。１０重量ｐｐｍの含水量を有するヨウ化水素（ＨＩ）を、３００ｌｂ／時の速度でカラム底部に供給する。指定されたリボイラ動作条件は、カラムへの流入供給物が両方とも１１６℃の温度であり、動作圧力が２５ｐｓｉｇである場合、カラム底部ヨウ素（Ｉ２）フロー１ポンド当たり０．４ｌｂの沸騰蒸気に設定される。これらの動作条件下では、カラム底部からの推定ヨウ素（Ｉ２）回収率は、９９．９パーセント超であり、含水量は、１０重量ｐｐｍ未満である。乾燥ヨウ素（Ｉ２）は、２．５重量％のヨウ化水素（ＨＩ）を含有すると予想される。
【0095】
次いで、ヨウ素（Ｉ２）から水を除去するために使用されるヨウ化水素（ＨＩ）を蒸留カラムに送って、ヨウ化水素（ＨＩ）の著しい損失なしに水が廃棄され得るように、水を濃縮する。代替的に又は追加的に、ヨウ素（Ｉ２）から水を除去するために使用されるヨウ化水素（ＨＩ）は、両方ともＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＰＲＯＤＵＣＩＮＧ ＡＮＨＹＤＲＯＵＳ ＨＹＤＲＯＧＥＮ ＩＯＤＩＤＥ（ＨＩ）と題された同時係属中の米国特許出願第６３／１３７，４７０号及び同第１７／５７２，５４４号に記載されている方法のいずれかによって乾燥させることができる。
【0096】
実施例８Ｂ：多段蒸留を介したＩ２からの水の除去の予測的実施例
アスペンシミュレーションを使用して、０．８重量％の水及び０．４重量％のヨウ素（Ｉ２）を含有する２８０ｌｂ／時の湿潤ヨウ化水素（ＨＩ）蒸気を、３つの理論段に加えてリボイラ及び凝縮器を有する蒸留カラムに供給する。指定された還流比は、２．０であり、動作圧力は、２０ｐｓｉｇである。これらの動作条件下で、カラムオーバーヘッドからの推定されるヨウ化水素（ＨＩ）回収率は、９８％超であり、これは、水及びヨウ素（Ｉ２）の各々を１０重量ｐｐｍ未満で有する。このようにして回収されたこのヨウ化水素（ＨＩ）は、ヨウ素（Ｉ２）乾燥動作のために容易に再使用又はリサイクルされ得る。
アスペンシミュレーションを使用して、０．８重量％の水及び０．４重量％のヨウ素（Ｉ２）を含有する２８０ｌｂ／時の湿潤ヨウ化水素（ＨＩ）蒸気を、３つの理論段に加えてリボイラ及び凝縮器を有する蒸留カラムに供給する。指定された還流比は、２．０であり、動作圧力は、２０ｐｓｉｇである。これらの動作条件下で、カラムオーバーヘッドからの推定されるヨウ化水素（ＨＩ）回収率は、９８％超であり、これは、水及びヨウ素（Ｉ２）の各々を１０重量ｐｐｍ未満で有する。このようにして回収されたこのヨウ化水素（ＨＩ）は、ヨウ素（Ｉ２）乾燥動作のために容易に再使用又はリサイクルされ得る。
【0097】
蒸留カラム底部生成物は、２％のヨウ化水素（ＨＩ）収率損失（４．２ｌｂ／時）、及び乾燥動作からの０．１％のヨウ素（Ｉ２）収率損失（０．９ｌｂ／時）とともに、ヨウ素（Ｉ２）乾燥動作から除去された水（２．５ｌｂ／時）を含有する。代替的に又は追加的に、ヨウ素（Ｉ２）から水を除去するために使用されるヨウ化水素（ＨＩ）は、両方ともＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＰＲＯＤＵＣＩＮＧ ＡＮＨＹＤＲＯＵＳ ＨＹＤＲＯＧＥＮ ＩＯＤＩＤＥ（ＨＩ）と題された同時係属中の米国特許出願第６３／１３７，４７０号及び同第１７／５７２，５４４号に記載されている方法のいずれかによって乾燥させることができる。
【0098】
実施例９：加熱された不活性ガスを使用したＩ２からの水の除去の予測的実施例
アスペンシミュレーションを使用して、３５ｐｐｍ未満の含水量を有するヨウ素（Ｉ２）が、この実施例に記載される方法を使用して生成され得ることが推定される。
アスペンシミュレーションを使用して、３５ｐｐｍ未満の含水量を有するヨウ素（Ｉ２）が、この実施例に記載される方法を使用して生成され得ることが推定される。
【0099】
２５００重量ｐｐｍの含水量を有する１０００ポンドのヨウ素（Ｉ２）を、１９ｌｂ／時の速度及び１１６℃の温度、大気圧で１時間、乾燥窒素と接触させる。本方法は、バッチ式プロセス又は連続プロセスで使用され得る。この量の窒素を使用した場合のヨウ素（Ｉ２）の推定損失は、ヨウ素（Ｉ２）供給物の３パーセント未満、又は湿潤ヨウ素（Ｉ２）１０００ポンド当たり３０ポンドに保持され得る。乾燥窒素流出物は、乾燥されたヨウ素（Ｉ２）１０００ポンド毎に、窒素１９ポンド、ヨウ素（Ｉ２）３０ポンド、及び水２．５ポンドを含有する。
【0100】
実施例１０：市販のＩ２中の含水量の決定
１Ｈ ＮＭＲを使用して、２つの供給元からのヨウ素（Ｉ２）プリルの含水量は、２０００～３０００ｐｐｍであると推定された。ヨウ素（Ｉ２）は、わずかに吸湿性であるので、これは取り扱い中に取り込まれた水を含む。
１Ｈ ＮＭＲを使用して、２つの供給元からのヨウ素（Ｉ２）プリルの含水量は、２０００～３０００ｐｐｍであると推定された。ヨウ素（Ｉ２）は、わずかに吸湿性であるので、これは取り扱い中に取り込まれた水を含む。
【0101】
ヨウ素（Ｉ２）プリルから水を除去するための実験を、２５０ｍＬのＦｉｓｈｅｒ－Ｐｏｒｔｅｒ管の内部で実行した。管上のキャップを、ダブルブロック弁を有する入口及び出口を有するように改変した。ＦＥＴＦＥ ０リングを使用して管を密封し、ステンレス鋼グレードのねじシールテープをキャップ上のねじ付き取り付け具に使用した。測定を実行するために、約１５０ｇのヨウ素（Ｉ２）プリルをＦｉｓｈｅｒ－Ｐｏｒｔｅｒ管に添加した。管を室温で５０ｐｓｉｇまで圧力チェックした（１５０ｐｓｉｇに対して室温で定格）。システムに接続したら、管を再び５０ｐｓｉｇで圧力チェックし、ＵＨＰ窒素（含水量０．５ｐｐｍ未満）を使用して３回パルスパージし、内圧を１０ｐｓｉｇに調整した。オーブン温度を１３０℃に設定した。ヨウ素の融点は、１１３℃であり、オーブン内部のボール弁は、１５０℃に定格されることに留意されたい。オーブン温度が１３０℃に達したら、温度を２時間保持し、続いてＵＨＰ窒素ガスパージを５０ｍＬ／分で１時間行った。Ｆｉｓｈｅｒ－Ｐｏｒｔｅｒ管のボール弁を約１０ｐｓｉｇで閉じ、オーブンの電源を切り、室温まで冷却した。Ｆｉｓｈｅｒ－Ｐｏｒｔｅｒ管を第２のボール弁の上の取り付け具で隔離し、１Ｈ ＮＭＲによる分析に送った。Ｆｉｓｈｅｒ－Ｐｏｒｔｅｒ管をグローブボックス内部で開き、分析用の試料を得た。
【0102】
表５は、上記の手順を使用して調製された試料についての結果を示す。以下の表５に示すように、ヨウ素（Ｉ２）プリルの含水量は、供給元Ａ及び供給元Ｂによって供給されるプリルについて、それぞれ２０ｐｐｍ未満及び７５ｐｐｍ未満に低減させることができる。異なるパージ時間及び／又は温度で、乾燥窒素又は他の不活性ガスを用いたヨウ素（Ｉ２）の乾燥は、ほぼゼロの含水量に達し得ることが予想される。
【表5】
【0103】
態様
態様１は、ヨウ素（Ｉ２）及び水の混合物から水を除去する方法であって、ヨウ素及び水を含む混合物を提供することと、混合物を吸着剤と接触させて混合物から水を選択的に吸収することと、を含む、方法である。
態様１は、ヨウ素（Ｉ２）及び水の混合物から水を除去する方法であって、ヨウ素及び水を含む混合物を提供することと、混合物を吸着剤と接触させて混合物から水を選択的に吸収することと、を含む、方法である。
【0104】
態様２は、提供するステップにおいて、混合物が、約５００重量ｐｐｍ～約５，０００重量ｐｐｍの水濃度を有する、態様１に記載の方法である。
【0105】
態様３は、提供するステップにおいて、混合物が、約１，０００重量ｐｐｍ～約３，０００重量ｐｐｍの水濃度を有する、態様１に記載の方法である。
【0106】
態様４は、接触させるステップにおいて、混合物が、蒸気相にある、態様１～３のいずれかに記載の方法である。
【0107】
態様５は、接触させるステップにおいて、混合物が、液相にある、態様１～３のいずれかに記載の方法である。
【0108】
態様６は、吸着剤が、３Å～５Åの細孔径を有するモレキュラーシーブ、シリカゲル、アルミナ、硫酸カルシウム、塩化カルシウム、ヨウ化カルシウム、ゼオライト、塩化マグネシウム、ヨウ化マグネシウム、五酸化リン、ヨウ化ニッケル（ＩＩ）（ＮｉＩ２）、アルミノシリケート、硝酸カルシウムを有するシリカゲル、及びハイドロタルサイトからなる群から選択される、態様１～５のいずれかに記載の方法である。
【0109】
態様７は、吸着剤が、３Å～５Åの細孔径を有するモレキュラーシーブ、ヨウ化ニッケル（ＩＩ）（ＮｉＩ２）、ハイドロタルサイト、及びシリカゲルからなる群から選択される、態様１～５のいずれかに記載の方法である。
【0110】
態様８は、吸着剤が、３Å～５Åの細孔径を有するモレキュラーシーブ及びハイドロタルサイトからなる群から選択される、態様１～５のいずれかに記載の方法である。
【0111】
態様９は、吸着剤を約１５０℃～約３５０℃の温度に加熱することによって、吸着剤を再生することを更に含む、態様１～８のいずれかに記載の方法である。
【0112】
態様１０は、吸着剤を約２００℃～約３００℃の温度に加熱することによって、吸着剤を再生することを更に含む、態様１～８のいずれかに記載の方法である。
【0113】
態様１１は、接触させるステップの後に、混合物の含水量が、５００重量ｐｐｍ以下である、態様１～１０のいずれかに記載の方法である。
【0114】
態様１２は、接触させるステップの後に、混合物の含水量が、１００重量ｐｐｍ以下である、態様１～１０のいずれかに記載の方法である。
【0115】
態様１３は、接触させるステップの後に、混合物の含水量が、１０重量ｐｐｍ以下である、態様１～１０のいずれかに記載の方法である。
【0116】
態様１４は、接触させるステップの後に、混合物の含水量が、１重量ｐｐｍ以下である、態様１～１０のいずれかに記載の方法である。
【0117】
態様１５は、ヨウ素（Ｉ２）及び水の混合物から水を除去する方法であって、ヨウ素及び水を含む混合物を提供することと、混合物を濃酸と接触させて混合物から水を吸収することと、を含む、方法である。
【0118】
態様１６は、提供するステップにおいて、混合物が、約５００重量ｐｐｍ～約５，０００重量ｐｐｍの水濃度を有する、態様１５に記載の方法である。
【0119】
態様１７は、提供するステップにおいて、混合物が、約１，０００重量ｐｐｍ～約３，０００重量ｐｐｍの水濃度を有する、態様１５に記載の方法である。
【0120】
態様１８は、濃酸が、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）、リン酸（Ｈ３ＰＯ４）、及びメタリン酸（ＨＰＯ３）からなる群から選択される、態様１５～１７のいずれかに記載の方法である。
【0121】
態様１９は、接触させるステップにおいて、混合物が、向流充填カラム又はトレイカラム、並流充填カラム又はトレイカラム、混合容器、液－液抽出塔、及びエダクターからなる群から選択される接触器中で濃酸と接触する、態様１５～１８のいずれかに記載の方法である。
【0122】
態様２０は、接触させるステップにおいて、混合物が、二相混合物であり、方法が、相分離によって二相混合物を分離することを更に含む、態様１５～１９のいずれかに記載の方法である。
【0123】
態様２１は、接触させるステップの後に、混合物の含水量が、５００重量ｐｐｍ以下である、態様１５～２０のいずれかに記載の方法である。
【0124】
態様２２は、接触させるステップの後に、混合物の含水量が、１００重量ｐｐｍ以下である、態様１５～２０のいずれかに記載の方法である。
【0125】
態様２３は、接触させるステップの後に、混合物の含水量が、１０重量ｐｐｍ以下である、態様１５～２０のいずれかに記載の方法である。
【0126】
態様２４は、接触させるステップの後に、混合物の含水量が、１重量ｐｐｍ以下である、態様１５～２０のいずれかに記載の方法である。
【0127】
態様２５は、ヨウ素（Ｉ２）及び水の混合物から水を除去する方法であって、ヨウ素及び水を含む混合物を提供することと、蒸留によって混合物から水を分離することと、を含む、方法である。
【0128】
態様２６は、提供するステップにおいて、混合物が、約５００重量ｐｐｍ～約５，０００重量ｐｐｍの水濃度を有する、態様２５に記載の方法である。
【0129】
態様２７は、提供するステップにおいて、混合物が、約１，０００重量ｐｐｍ～約３，０００重量ｐｐｍの水濃度を有する、態様２５に記載の方法である。
【0130】
態様２８は、分離するステップにおいて、蒸留が、３つ以上の理論段を有する蒸留カラムにある、態様２５～２７のいずれかに記載の方法である。
【0131】
態様２９は、分離するステップにおいて、蒸留が、多段フラッシュを含む、態様２５～２７のいずれかに記載の方法である。
【0132】
態様３０は、接触させるステップの後に、混合物の含水量が、５００重量ｐｐｍ以下である、態様２５～２９のいずれかに記載の方法である。
【0133】
態様３１は、接触させるステップの後に、混合物の含水量が、１００重量ｐｐｍ以下である、態様２５～２９のいずれかに記載の方法である。
【0134】
態様３２は、接触させるステップの後に、混合物の含水量が、１０重量ｐｐｍ以下である、態様２５～２９のいずれかに記載の方法である。
【0135】
態様３３は、接触させるステップの後に、混合物の含水量が、１重量ｐｐｍ以下である、態様２５～２９のいずれかに記載の方法である。
【0136】
態様３４は、ヨウ素（Ｉ２）及び水の混合物から水を除去する方法であって、ヨウ素及び水を含む混合物を提供することと、混合物を、ヨウ素（Ｉ２）に対して不活性なガスであって、混合物から水をストリッピングする、ガスと接触させることと、を含む。
【0137】
態様３５は、ヨウ素（Ｉ２）に対して不活性なガスが、窒素、空気、二酸化炭素、ヘリウム、アルゴン、ペンタフルオロプロパン（ＨＦＣ－２４５ｆａ）、２，２－ジクロロ－１，１，１－トリフルオロエタン（ＨＣＦＣ－１２３）、１－クロロ－１，２，２，２－テトラフルオロエタン（ＨＣＦＣ－１２４）、ペンタフルオロエタン（ＨＦＣ－１２５）、１，１，１，２－テトラフルオロエタン（ＨＦＣ－１３４ａ）、ジフルオロメタン（ＨＦＣ－３２）、及びトリフルオロヨードメタン（ＣＦ３Ｉ）からなる群から選択される、態様３４に記載の方法である。
【0138】
態様３６は、ヨウ素（Ｉ２）に対して不活性なガスが、窒素を含む、態様３４又は３５に記載の方法である。
【0139】
態様３７は、提供するステップにおいて、混合物が、約５００重量ｐｐｍ～約５，０００重量ｐｐｍの水濃度を有する、態様３４～３６のいずれかに記載の方法である。
【0140】
態様３８は、提供するステップにおいて、混合物が、約２，０００重量ｐｐｍ～約３，０００重量ｐｐｍの水濃度を有する、態様３４～３６のいずれかに記載の方法である。
【0141】
態様３９は、接触させるステップの前に、ヨウ素（Ｉ２）に対して不活性なガスを加熱することを更に含む、態様３４～３８のいずれかに記載の方法である。
【0142】
態様４０は、接触させるステップが、一段階で実施される、態様３４～３９のいずれかに記載の方法である。
【0143】
態様４１は、接触させるステップが、２つ以上の段階で実施される、態様３４～３９のいずれかに記載の方法である。
【0144】
態様４２は、接触させるステップにおいて、混合物及びヨウ素（Ｉ２）に対して不活性なガスが、反対方向に流れる、態様３４～４１のいずれかに記載の方法である。
【0145】
態様４３は、接触させるステップにおいて、混合物及びヨウ素（Ｉ２）に対して不活性なガスが、同じ方向に流れる、態様３４～４１のいずれかに記載の方法である。
【0146】
態様４４は、接触させるステップの後に、混合物の含水量が、５００重量ｐｐｍ以下である、態様３４～４３のいずれかに記載の方法である。
【0147】
態様４５は、接触させるステップの後に、混合物の含水量が、１００重量ｐｐｍ以下である、態様３４～４３のいずれかに記載の方法である。
【0148】
態様４６は、接触させるステップの後に、混合物の含水量が、１０重量ｐｐｍ以下である、態様３４～４３のいずれかに記載の方法である。
【0149】
態様４７は、接触させるステップの後に、混合物の含水量が、１重量ｐｐｍ以下である、態様３４～４３のいずれかに記載の方法である。
【0150】
態様４８は、ヨウ素（Ｉ２）及び水の混合物から水を除去する方法であって、ヨウ素及び水を含む混合物を提供することと、混合物を、混合物から水をストリッピングするヨウ化水素（ＨＩ）と接触させることと、を含む、方法である。
【0151】
態様４９は、提供するステップにおいて、混合物が、約５００重量ｐｐｍ～約５，０００重量ｐｐｍの水濃度を有する、態様４８に記載の方法である。
【0152】
態様５０は、提供するステップにおいて、混合物が、約２，０００重量ｐｐｍ～約３，０００重量ｐｐｍの水濃度を有する、態様４８に記載の方法である。
【0153】
態様５１は、接触させるステップの前に、ヨウ化水素（ＨＩ）を加熱することを更に含む、態様４８～５０のいずれかに記載の方法である。
【0154】
態様５２は、接触させるステップが、一段階で実施される、態様４８～５１のいずれかに記載の方法である。
【0155】
態様５３は、接触させるステップが、２つ以上の段階で実施される、態様４８～５１のいずれかに記載の方法である。
【0156】
態様５４は、接触させるステップにおいて、混合物及びヨウ化水素（ＨＩ）が、反対方向に流れる、態様４８～５３のいずれかに記載の方法である。
【0157】
態様５５は、接触させるステップにおいて、混合物及びヨウ化水素（ＨＩ）が、同じ方向に流れる、態様４８～５３のいずれかに記載の方法である。
【0158】
態様５６は、接触させるステップの後に、混合物の含水量が、５００重量ｐｐｍ以下である、態様４８～５５のいずれかに記載の方法である。
【0159】
態様５７は、接触させるステップの後に、混合物の含水量が、１００重量ｐｐｍ以下である、態様４８～５５のいずれかに記載の方法である。
【0160】
態様５８は、接触させるステップの後に、混合物の含水量が、１０重量ｐｐｍ以下である、態様４８～５５のいずれかに記載の方法である。
【0161】
態様５９は、接触させるステップの後に、混合物の含水量が、１重量ｐｐｍ以下である、態様４８～５５のいずれかに記載の方法である。
【0162】
態様６０は、接触させるステップの後に、蒸留によってヨウ化水素（ＨＩ）から水を分離することを更に含む、態様４８～５９のいずれかに記載の方法である。
【図1】
【図2】
【手続補正書】
【提出日】2023-07-21
【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】
ヨウ素（Ｉ２）及び水の混合物から水を除去する方法であって、ヨウ素及び水を含む混合物を提供することと、
前記混合物を吸着剤と接触させて、前記混合物から水を選択的に吸収することと、を含む、方法。
【請求項2】
前記吸着剤が、３Å～５Åの細孔径を有するモレキュラーシーブ、シリカゲル、アルミナ、硫酸カルシウム、塩化カルシウム、ヨウ化カルシウム、ゼオライト、塩化マグネシウム、ヨウ化マグネシウム、五酸化リン、ヨウ化ニッケル（ＩＩ）（ＮｉＩ２）、アルミノシリケート、硝酸カルシウムを有するシリカゲル、及びハイドロタルサイトからなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
ヨウ素（Ｉ２）及び水の混合物から水を除去する方法であって、ヨウ素及び水を含む混合物を提供することと、
前記混合物を濃酸と接触させて、前記混合物から水を吸収することと、を含む、方法。
【国際調査報告】