179579. lajstromszámú szabadalom • Eljárás ammónia és szén-dioxid elválasztására ammóniát és széndioxidot tartalmazó keverékből
9 179579 10 karbamidoldatot az egészében 125 jelzéssel ellátott szakaszba vezetjük, ahol az oldatot bepárlással vagy kristályosítással, vagy más ismert módon koncentráljuk. A végterméket a 126 vezetéken át bocsátjuk ki. 5 A 121 szeparátorban a karbamidoldatból elválasztott gázkeveréket a 127 vezetéken át az NH3, C02 és H20 elválasztására szolgáló berendezésbe vezetjük; e berendezés fő részei a 128 C02 -elválasztó oszlop, a 129 deszorpciós oszlop, és a 130 NH3-elvá- 10 lasztó oszlop. Ezen oszlopok gyakorlatilag azonos, 1-25 kg/cmz közé eső abszolút nyomáson működnek. Különösen előnyös az elválasztó rendszert 1—6 kg/cm2 abszolút nyomáson működtetni, mert ebben az esetben a 129 deszorpciós oszlopba betáp- 15 Iáit oldat a 106 kondenzátorban képződő gőzzel hajtható ki. Legcélszerűbben az elválasztó rendszer ugyanazon a nyomáson működik, mint a 120 karbamátbontó és a 121 szeparátor. A 128 oszlop alsó részében a gázkeveréket annyi vízzel érintkeztetjük, 20 hogy jóformán az összes NH3 és H2 0 elnyelődik vagy > kondenzálódik és csak nagyon kevés NH3-t és H20-t tartalmazó C02 száll fel az oszlop felső részébe. Ebből a céiból vizet vagy vizes oldatot, például a 125 szakaszból kapott kondenzátumot vezetjük be a 128 25 oszlopba a 131 vezetéken keresztül, és további elválasztó szakaszokból származó vizes oldatokat keringtetünk ide vissza a 132 és 133 vezetékek útján. A 128 oszlop felső részében a felszállt gázkeveréket a 134 vezetéken át jövő vízzel mossuk, hogy a még jelenle- 30 vő, kisebb mennyiségű NH3-t eltávolítsuk. Ez a víz az abszorbeált NH3-val szintén belép az oszlop alsó részébe. A 131, 132, 133 és 134 vezetéken át a 128 oszlop alsó részébe bevezetett víz összsúlya annyi, hogy az oszlop aljáról kibocsátott oldat 65-96 súly% 35 vizet tartalmaz, vagyis a 127 vezetéken át betáplált gázkeverék súlyának 5-20-szorosát. Szokás szerint az optimális vízmennyiség 80-95 súly% és a bevezetett yíz előnyösen 8—15-szöröse a betáplált gázkeverék súlyának. Az oszlopot ilyen módon működtetve a 40 121 szeparátorban elválasztott gázkeverékből a C02-ot és NH3-t igen alacsony energiafogyasztás mellett tá voll tjük el a szeparálási szakaszban. Az oszlop alján a hőmérséklet 70—190 °C között van, az oszlop felső részében pedig 30—70 °C hőmérsékletet tartunk 45 fenn. A 128 oszlop tetejéről C02-ot bocsátunk ki a 135 vezetéken át, amely csak legfeljebb néhány százalék vizet és NH3-nyomokat tartalmaz. Ezt a gázt megtisztítjuk. A 128 oszlop fenékterméke gyakorlatilag a 50 127 vezetéken át betáplált gázkeverékben levő összes NH3-t, a le nem választott C02-ot és vizet tartalmazza. Ezt az oldatot a 136 vezetéken át a 129 deszorpciós oszlopba vezetjük, ahol gyakorlatilag minden NH3 és C02 deszorbeálódik, például a 137 ve- 55 zetéken át betáplált friss gőz segítségével. A 129 deszorpciós oszlop fenékterméke víz, amely most annyi NH3-t és C02-ot tartalmaz, amennyi a környezeti körülmények szabályozása következtében a kimutatási határ alatt van. E fenékterméket a 138 vezetéken 60 át vezetjük el, mely a 132 vezeték útján összeköttetésben áll a 128 C02-elválasztó oszloppal. A fenéktermék egy részét a 134 vezetéken át mosóvízként a 128 C02 -elválasztó oszlopba vezethetjük. A fenéktermék többi részét a 139 vezetéken át ürítjük ki és 65 részben vagy teljesen visszavezethetjük a 125 szakaszba. A 129 deszorpciós oszlop fejterméke — melynek hőmérséklete 105—175 °C és C02 és H20 mellett gyakorlatilag a 121 szeparátorban leválasztott összes NH3-t és a keringő NH3 egy részét is tartalmazza - a 130 NH3-elválasztó oszlopba vezetjük a 140 vezetéken, a 141 hűtőn és a 142 vezetéken át. E 130 oszlopban eltávolítjuk a C02-ot és vizet, a 143 vezetéken át bevezetett víz és a 144 vezetéken át betáplált folyékony NH3 segítségével. Az így kapott, gyakorlatilag tiszta NH3-t a 145 vezetéken át a 146 hűtőberendezésbe vezetjük, ahol az lecsapódik. Ezután a folyékony NH3 a 147 vezetéken át a 111 NH3-tároló tartályba kerül. Az NH3-elválasztó oszlopban képződött, NH3-ból, C02-ból és vízből álló fenékoldatot a 133 vezetéken át visszakeringtetjük a 128 C02 -elválasztó oszlopba. A fent leírt eljárásban nem vezetünk vissza vizet a karbamidszintézishez a kisnyomású szakaszból, vagyis a folyamatnak a 118 nyomáscsökkentő szelep utáni részéből. Ennek eredményeképpen jóval nagyobbfokú konverziót érünk el a karbamidreaktorban, úgyhogy kevesebb karbamátot tartalmazó szintézis-oldatot kapunk. Mivel a kihajtóban kevesebb karbamátot kell elbontani és a kihajtás könnyebben megy végbe a szintézis-oldat alacsony víztartalma miatt, kevesebb gőzre van szükség a kihajtókészülékben. Az NH3 /C02 /H2 O-elválasztás gőzfogyasztását ellensúlyozza a karbamidoldat kezeléséhez szükséges gőz mennyiségének csökkenése, mivel kisebb az elpárologtatandó víz mennyisége. Minthogy a kisnyomású szakaszból csak NH3-gázt keringtetünk vissza, NH3-oldatot pedig nem, a berendezés működése egyszerűbb. A működési megbízhatóság fokozódott, mivel nincs többé szükség a sérülékeny karbamát-szivattyúkra. A következő gyakorlati példákat közöljük a találmány ismertetése céljából. Az 1-4. példákban a %-ok sú'y%-ot jelentenek más megjelölés híján. 1. példa Az 1. ábrán bemutatott készülékben alapvetően tiszta NH3-t és C02-ot választunk el NH3, C02 és víz keverékéből. 18 abszolút atm össznyomáson és 73 °C hőmérsékleten 33,4% NH3-t, 18,2% C02-ot és 48,4% vizet tartalmazó vizes oldatot táplálunk be a 3 NH3-rektifikáló oszlopba, 51 972kg/óra ütemben. A 6 kompresszoron keresztül 635 kg/óra levegőt vezetünk át, melyből 248 kg/óra kerül az NH3-rektifikáló oszlopba és 387 kg/óra a 10 deszorpciós oszlopba. A 10 deszorpciós oszlopból érkező, 50,4% NH3-t, 17,7% C02-ot, 30,9% H2Ó-t és legfeljebb 1,0% egyéb gázt tartalmazó, 162 °C hőmérsékletű gázkeveréket szintén betápláljuk az NH3-elválasztó oszlopba, 39 304 kg/óra mennyiségben. Ezen oszlop tetejéről 99,4% NH3-t és 0,6% egyéb gázt tartalmazó gázkeveréket bocsátunk ki 65 217 kg/óra ütemben. Hűtővíz segítségével a gázkeverék egy részét az 5 kondenzátorban cseppfolyósítjuk. A cseppfolyósított keverék 44 630 kg/óra mennyiségű visszafolyó áramot a 3 oszlopba vezetjük be. A 88,9% NH3-ból és 11,1% egyéb gázokból álló gázkeverék 3 474 kg/óra ütemben hagyja el az 5 kondenzátort. E keveréket all mosó-5
