199779. lajstromszámú szabadalom • Eljárás karbamid-oldat előállítására ammóniából és szén-dioxidból
1 HU 199779 B 2 dioxidtól és vízgőztől mentes és visszavezetjük a karbamid reaktorba és elvezetünk egy folyadék fázist, amely ammóniát, szén-dioxidot és vizet tartalmaz, és visszavezetjük a szén-dioxid elválasztó oszlopba; és az ammónia mosó oszlop, deszorpciós oszlop és szén-dioxid elválasztó oszlop azonos nyomáson, éspedig (l-25)xl05 Pa nyomáson működik. A hozzáadott víz és a gázelegy tömeg arányát előnyösen 8:1 és 15:1 közötti értéknek választjuk meg. A találmányt a következőkben a csatolt ábra alapján fogjuk megvilágítani, anélkül azonban, hogy arra korlátoznánk. Az 1 karbamid reaktorban egy karbamid szintézis-oldatot állítunk elő ammóniából és szén-dioxidból (110-250)xl05 Pa nyomáson és 165-220°C hőmérsékleten. Ezt az oldatot a 2 vezetéken át betápláljuk a 3 sztripperbe - amely a szintézis-nyomáson vagy egy alacsonyabb nyomáson üzemelhet - és itt - hő bevezetése mellett - ellenáramban érintkeztetjük friss szén-dioxiddal, amelyet a 4 vezetéken át tápláltunk be. Végezhetünk u.n. termikus sztrippelést is: ebben az esetben nem adagolunk további mennyiségű szén-dioxidot vagy ammóniát, tehát csak a felszabadult ammónia és szén-dioxid hat sztrippelő ágensként. A sztripperből kihajtott gázelegyet - amely ammóniából, szén-dioxidból és vízből áll - az 5 vezetéken át a 6 kondenzáló berendezésbe vezetjük, amely előnyösen a szintézis-nyomáson üzemel és amelybe a 7 és 8 vezeték segítségével, a 9 ejektoron keresztül betápláljuk az 1 karbamid reaktor alsó részében keletkezett oldat egy részét is, a kondenzációs hőmérséklet emelése érdekében, úgy, hogy a kondenzációs hő a lehető legmagasabb hőmérséklet-szinten szabaduljon fel. Ennek a hőnek a segítségével (l-6)xl05 Pa nyomású gőz állítható elő, amely az eljárásban, egy másik lépésben felhasználható. A 9 ejektor ammónia hatására működik, amelyet all tároló tankból a 10 szivattyúval adagolunk. A friss ammóniát a 12 vezetéken át juttatjuk be a 11 tároló tankba. A 6 koncenzáló berendezésben végbemegy az 5 vezetéken át beadagolt gázelegy teljes vagy részleges kondenzációja és abszorpciója. Az így kapott karbamát oldatot a 13 vezetéken át bevezetjük az 1 reaktorba azzal a karbamát-oldattal együtt, amelyet akkor kaptunk, amikor az ammóniát, szén-dioxidot és vizet kondenzáltattuk az 1 karbamid reaktorból a tetőn át, a 14 vezetéken keresztül távozó gázelegyből (ez azokat a közömbös koponenseket tartalmazza, amelyek a friss szén-dioxiddal, ammóniával és esetleg a berendezés és a csővezetékek passziválásához használt levegővel vagy oxigénnel együtt jutottak be). Ez a kondenzáció a 15 öblítőgáz kondenzáló berendezésben megy végbe, amely össze van kötve a 13 vezetékkel, vagy a 16 vezetéken keresztül az 1 karbamid reaktor alsó részével. Az öblítőgáz kondenzáló berendezésben nem kondenzálódott gázelegyet a 17 vezetéken át lehetőleg bevezetjük egy (az ábrán nem látható) alacsonyabb nyomáson működő abszorberbe, a még jelenlevő amónia kinyerésére. A sztrippelés után a karbamid szintézis-oldatot kivezetjük a 3 sztripperből és - a 18 nyomáscsökkentő szelepben (2-5)xl(P Pa nyomásra való expandáltatás után - a 19 vezetéken át bevisszük a 20 karbamátelbontóba, amelyben a még jelenlevő karbamátot gyakorlatilag teljesen elbontjuk hő alkalmazásával és azon gázelegy sztrippelő hatása segítségével, amely az expanzió és a hevítés során felszabadul. A 20 karbamát-elbontó melegítési zónáját a karbamid oldattal együtt elhagyó gázelegyet a 21 szeparátorban elválasztjuk az oldattól és egy, az ammónia, széndioxid és a víz elkülönítésére szolgáló berendezésbe vezetjük, amelyet részletesebben a következőkben fogunk ismertetni. A 20 karbamát-elbontó 21 szeparátorában kapott vizes karbamid oldatot a 22 expanziós edényben atmoszféra-nyomásra expandáltatok; ennek során egy kevés oldott ammónia és vízgőz szabadul fel, amelyet a 23 vezetéken át távolítunk el. A vizes karbamid-oldatot a 24 vezetéken át a 25 részlegekbe vezetjük, amelyekben ismert módon bepárlással betöményítjük vagy kristályosítjuk, .vagy más ismert módon feldolgozzuk. A végterméket a 26 vezetéken át vezetjük ki. A karbamid-oldattól a 21 szeparátorban elválasztott gázelegyet a 27 vezetéken át bevisszük az ammónia, szén-dioxid és víz elválasztó berendezésbe, amelynek fő részei: a 28 szén-dioxid elválasztó oszlop, a 29 deszorpciós oszlop és a 30 ammónia-mosó oszlop. Ezek az oszlopok gyakorlatilag azonos nyomáson üzemelnek, amelynek értéke (1—25)xl05 Pa. Különösen előnyös, ha a szétválasztó rendszert ( 1—6)x 105 Pa közötti nyomáson működtetjük, mivel ebben az esetben a sztrippelés a 29 deszorpciós oszlopban a 6 kondenzáló berendezésben képződött gőz felhasználásával végezhető. A 28 szén-dioxid elválasztó oszlop alsó részében a gázelegyet olyan mennyiségű vízzel hozzuk érintkezésbe, hogy láthatóan a teljes mennyiségű ammónia és víz abszorbeálódik vagy kondenzálódik és csak igen kis mennyiségű ammóniát és vizet tartalmazó szén-dioxid jut fel az oszlop legfelső részébe. Ennek érdekében a 31 vezetéken át vizet vagy valamely vizes oldatot - például a 25 részlegből származó, az eljárás folymán keletkezett kondenzátumot - adagolunk be, ezenkívül az egymást követő elválasztási lépések során kapott vizes oldatokat a 32 és a 33 vezetéken át visszavezetjük. A 28 szén-dioxid elválasztó oszlop felső részén a felszálló gázelegyet vízzel mossuk - amelyet a 34 vezetéken át juttattunk be -, a benne még jelenlevő kismennyiségű ammónia eltávolítására. Ez a víz, az abszorbeált ammóniával együtt, ugyancsak az oszlop alsó részébe kerül. A 28 szén-dioxid elválasztó oszlop aljába a 31, 32, 33 és 34 vezetéken át beadagolt víz összes tömeg szerinti mennyisége (5-20)-szorosa a 27 vezetéken át beadagolt gázelegy tömeg szerinti mennyiségének. Az optimális mennyiség általában a gázelegy mennyiségének (8-15)-szöröse. A hőmérséklet az oszlop alsó részében 70-190“C, mimellett az oszlop felső részében 30-70°C hőmérsékletet tartunk fenn. A 28 szén-dioxid elválasztó oszlop tétjéről a 35 vezetéken át olyan szén-dioxidot vezetünk el, amely csupán néhány százalék vizet és legfeljebb nyomnyi mennyiségű ammóniát tartalmaz. Ez a gáz mosásra kerül. A 28 szén-dioxid elválasztó oszlop fenékterméke tartalmazza gyakorlatilag a teljes mennyiségű ammóniát, amely a 27 vezetéken át beadagolt gázelegyben jelen volt, valamint a még el nem választott szén-dioxidot, ezenkívül vizet. Ezt az oldatot a 36 vezetéken át a 29 deszorpciós oszlopba vezetjük, amelyben láthatóan a teljes mennyiségű ammónia és a még jelenlevő szén-dioxid deszoibeálódik a 37 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
