149838. lajstromszámú szabadalom • Eljárás felbontandó gázkeverékek egy vagy több alkatrésze mennyiségének állandó értéken való tartására
2 149.838 Ennek az eljárásnak egyik megvalósítási módja abban áll, leválasztott alkatrészeket annak a leválasztó oszlopnak a nyomása alá helyezzük, mely legjobban van kitéve a felbontandó keverék összetételében mutatkozó ingadozások kedvezőtlen hatásának. Ennek folytán a keverékből leválaszr tott alkatrészt a leválasztó berendezésbe a felbontandó keveréktől függetlenül, de a keverék ingadozó összetételétől függő valamely más tényezőtől befolyásolt mennyiségben adagoljuk vissza. Ez a visszaadagolás célszerűen úgy történik, hogy a leválasztott akatrészeket a felbontandó gázkeverék nyomása alá helyezzük és a felbontandó keverék összetételének megfelelően változó mennyiségben közvetlenül a felbontandó keverékbe adagoljuk vissza. Továbbá azt is tapasztaltuk, hogy a leválasztó eljárás gazdaságossága növelhető, ha olyan alkatrészeket használunk fel a visszavezetésre, amelyekben a kihozatali veszteségben szereplő egy vagy több termék is jelen van. Ily módon a leválasztó berendezés méreteinek megállapításánál a műszaki ráfordítás bizonyos határok közé szorítható és a gázkeverék kibozatalánál veszteségként eltávozó alkatelemek egy része visszanyerhető. Minthogy a visszaadagolásnál szükséges kompresszió hatására a visszavezetendő alkatrészekbe tisztátlanságok kerülhetnek, célszerű a visszavezetendő alkatrészeket a leválasztó berendezésbe való közvetlen vagy közvetett beadagolásuk előtt fokozott lísztító folyamatnak alávetni. Ily nagyfokú finom tisztító eljárásban alkalmazhatunk pl. szilikagéh, gyapjúszűrőt, vagy pedig alacsony hőmérsékleten működő hőcserélőket; a tisztító folyamatot még azok közé az egyes vegyi eljárások közé is be lehet iktatni, amelyeknek a felbontandó keverék még a leválasztó berendezésbe érkezése előtt van alávetve. A találmány szerinti eljárás néhány íoganatosítási módját a rajz 2. és 3. ábrája vázlatosan tünteti fel. Az 1. ábra egy szintetikus ammóniáktelepen alkalmazott szokásos eljárást szemléltet, amelynek lepárló telepe az expandált gázok felbontásából H2 , N 2 , CH 4 és Ar összetevőket választ ki. A 2. ábra a találmány szerinti oly eljárást mutat, amelynél a leválasztott alkatelemeket a felbontandó keverékbe adagoljuk vissza. A 3. ábra a találmány szerinti oly eljárást mutat, amelynél a leválasztott alkatelemeket a felbontandó keveréktől függetlenül a leválasztó berendezésbe adagoljuk vissza. A találmány alapgondolatának jobb megértését elősegíti az 1. ábra; ebben többfokozatú, folyamatos üzemi desztillációs telepet mutatunk be, amelyben gáz alakú vagy cseppfolyósított keveréket valamely általánosan elfogadott eljárással bontanak fel. A szintetikus ammóniáktelep expandáló gáztömege 1000 Nm3 . Ennek az expandált gáznak szabvány-összetétele a következő: 50% H2 , 18% N2 , 15% CH4 és 15% Ar, továbbá 2% NH3, azaz térfogat szerint 500 Nm3 H2, 180 Nm3 No, 150 Nm3 CH 4 , 150 Nim 3 Ar, és 20 Nm3 NH 3 . Ezt a keveréket az NH3 eltávolítása után egy rnélyhűtő-ibointó telepben szokásos módon az 1. ábrán ábrázoltak szerint összetevőire (H2, N2 , CH4, Ar) bontjuk fel. Evégből a 1000 Nm3 expandált gáztömeget az 1 vezetéken át a 20 Nm3 NH 3 eltávolítására keresztül vezetjük a 2 mosótornyon és a 3 szárítótornyon, azután a 4 hőkicserélőn át lehűtve az 5 hidrogén-leválasztó oszlopba vezetjük be. Az 500 Nm3 H 2 tömeget különválasztva a vele együtt távozó 4:0 Nm3 N 2 és 10 Nm 3 Ar elemekkel egy sitt a 6 vezetéken és a 4 hőkicserélőn át a készülékbe vezetjük. 430 Nm3 N 2 , Ar és CH4 összetevőket kondenzáljuk és az ' 5 hidrogénleválasztó-oszlop 7 üstjéből a 8 CH4 oszlopba adagoljuk. Itt azután a 9 üstben 150 Nm3 CÍ14 az 5 Nm3 összetevővel együtt kiválik. Ezek az összetevők a telepből a 4 hőkicserélőn át távoznak, miközben a maradék N2 — Ar keveréket, tehát a 140 Nm3 N 2 és 135 Nm 3 Ar összetevőket a 8 leválasztó oszlop 10 fején át elszívatjuk, majd a 11 bontóoszlo-pban alkotórészeire bontjuk. A 4 hőkicserélőn átvezetjük a 12 üstben kinyert 135 NmJ Ar és a 13 fejben nyert Nm3 N 2 összetevőket. Ha a 11 bontóoszlopot úgy méretezzük, hogy a No—Ar keverék szétválasztása nem tökéletes, akkor a 12 üstben 100 Nm3 Ar és a 13a fejben 140 Nm3 N 2 meg 35 Nm 3 Ar keletkezik. Példa: Egy bizonyos meghatározott üzemi helyzetben az expandáló gáz összetétele nem egyezik a normálissal, hanem ettől eltérően a következő: 54,5% II2 , 13,5% N2 , 150/ 0 CH 4 , 15% Ar és 2% NH2, azaz térfogategységben 545 Nm3 H 2 , 135 Nm;; N2 , 150 Nm3 CH 4 , 150 Nm 3 Ar és 20 Nm3 NH 3 , így azután az 5 hidrogén-leválasztó oszlopban 545 Nm3 H 2 választódik ki; ezt a hidrogénmennyiséget a 44 Nm3 N 2 és 11 Nm 3 Ar összetevőkkel együtt a 6 vezetéken és a 4 hőkicserélőn keresz- • tul a telepből elvezetjük. A 380 Nm3 N 2 , Ar és CII4 összetevőket kondenzáljuk és a 77 üstön át a 8 CH4 oszlopba betápláljuk. A 9 üstben a 150 Nm3 CH4 és 5 Nm 3 Ar összetevőket leválasztjuk. Ezek a készülékből a 4 hőcserélőn át eltávoznak. A maradék N2— Ar keveréket, amelynek tartalma 91 Nm3 N 2 és 134 Nm 3 Ar, a 10 fejből elszívatjuk és a 11 bontóoszlopban felbontjuk. A 12 üstből a nyert 134 Nm3 Ar összetevőt és a 13 fejből a nyert 91 Nm3 N c összetevőt ugyancsak átvezetjük a 4 hőcserélőn. Ha a 11 bontóoszlopot úgy .méretezzük, hogy a N2 — Ar keverék felbontása nem tökéletes, akkor a 12 üstben 100 Nm3 Ar, a 13a fejben pedig 91 Nm3 N 2 és 34 Nm 3 Ar keletkezik. Az ingadozások kiegyenlítésére a 2. ábra szerint a 15 kompresszorba a 114 vezetéken át vagy 91 Nm3 N 2 elemet, vagy pedig 91 Nm 3 N 2 és 34 Nm3 Ar keveréket vezetünk be; ezt a kompresszor összenyomja és a 16 vezetéken, valamin!: ennek 17 szabályozószelepén át a 2 vízmosókészüíék előtt beadagolja az ammóniákszintézisből érkező expandált gáztömegbe. Az esetleges szenynyeződéseket a beadagolt nitrogénből, illetve N—Ar keverékből a 2 vízmosótorony és a 3 szárítótorony segítségével kiválasztjuk. A 3. ábra szerinti elrendezésben az ingadozásokat azáltal egyenlítjük ki, hogy a 18 hőcserélőn és a 19 vezetéken át akár a 91 Nm3 N 2 elemet, akár a 91 Nm3 N 2 és 34 Nm 3 3 keveréket bevezetjük, miközben ezek a hőcserélőben felmeleged-
