153708. lajstromszámú szabadalom • Eljárás a közepes és kisnyomású szintézis-üzemekben termelt ammónia elválasztására
153708 verzió-szám kisebb; mint a nagynyomású eljárás esetén, igen fontos, hogy a reakciótermékből annyi ammóniát nyerjünk ki, amennyi csak lehetséges, hogy ezáltal csökkenthessük a viszszakeringtetendő gáznak az üzemi ciklusból ka- 5 pott ammónia egységnyi mennyiségéhez viszonyított arányát. Az ilyen kisnyomású ammónia-szintetizáló üzemekből kapott reakciótermék ténylegesen rendszerint 9 súly% és 12 súly% közötti meny- 10 nyiségben tartalmaz ammóniát; így az ammónia parciális nyomása számottevően alacsonyabb és ezért az ammónia kondenzációs hőjét teljes mértékben el kellene távolítani a hűtőrendszer segítségével annak érdekében, hogy az 15 ammóniát ilyen alacsony parciális nyomás mellett kondenzál tathassuk; a szokásos vízhűtéssel az ehhez szükséges alacsony hőmérsékletek el sem érhetők. Ilyen körülmények között az ammóniát hűtő- 20 rendszer segítségével kinyerő kisnyomású üzemek túlságosan magas beruházási és üzemeltetési költségeket igényelnek. Eleinte az ammónia-szintetizáló üzemekben kis nyomásokon dolgoztak, minthogy a nagy- 25 nyomású eljárás megvalósításához szükséges technológiai előifeltételek még nem voltak kellő mértékben adva. Ezekben a korai üzemi eljárásokban az ammónia elkülönítésiét vizes mosással oldottak CO meg; ily módon a véggázok ammóniatarlalrna elhanyagolhatóan csekély volt. Ennek a módszernek azonban jelentős hátránya volt az, hogy a visszakeríngtetendő véggázokban jelentős mennyiségű nedvesség volt 35 jelen, ami rövid idő alatt a katalizátor mérgezését okozhatja. A visszakeríngtetendő gázok szárítása viszont nehezen megoldható műszaki problémákkal járt és újabb költségek forrását képezte mind a beruházás, mind az üzemelte- 40 tés terén. A jelen találmány tárgyát oly eljárás képezi a közepes és kisnyomásokon dolgozó szintézis-üzemekben termelt ammónia elválasztására, amelyhez nincsen szükség terjedelmes 45 hűtő-rendszerek alkalmazására. így a találmány szerinti eljárás lehetővé teszi a nagyteljesítményű szintézis-üzemekben a kisnyomású eljárás alkalmazását, anélkül, hogy nagyteljesítményű hűtő-rendszerek alkal- 50 mázasára lenne szükség és így igen jelentős megtakarítást tesz lehetővé az eddig ismert ipari eljárásokhoz viszonyítva. A találmány szerinti eljárás során a szintézis-üzemben termeit ammóniát abszorbeáló vi- 55 zes oldatokkal való mosás útján nyerjük ki, olyan műveletsor segítségével egy hidrogénből és nitrogénből álló, vizet lényegileg nem tartalmazó és elhanyagolhatóan csekély ammóniatartalmú visszakeringbetendő gázáramot kaTM 60 punk. Azt találtuk, hogy az ammónia elválasztására, szolgáló eljárás sokkal egyszerűbbé és olcsóbbá válik, ha az ammónia 'elkülönítését kétfokozatú abszorbeáltatással végezzük, külön- gö böző abszorbeálóképességű vizes ammóniaoldatok segítségével, majd ezt követően kondenzáltat] uk a visszakeríngtetendő gázokban még megmaradt ammóniát és vizet. Az abszorpció' első fokozatában a termelt ammónia nagyobb részét nyeletjük el egy 15 súly% és 40 súly% közötti ammóniatartalmú abszorbeáló ammóniaoldat segítségével. A második fokozatban az abszorpciót egy kis koncentrációjú, 1 súly% és 10 súly% közötti ammóniatartalmú oldattal tesszük teljessé. Az abszorbeáló-rendszer felső részéből távozó gázok ammónia- és víztartalma rendkívül alacsony, 0,2% és 1,0% között, -előnyösen 0,6% alatt van. Minthogy már ilyen kis százalékarányok is káros hatással lehetnek a szintézisre, különösen pedig az ilyen csekély mennyiségi arányú víz jelenléte veszéllyel jár a katalizátorra, e véggázok víztartalmát még tovább csökkentjük. A gázelegyet ezután egy mérsékelt teljesítményű hűtő-rendszerbe vezetjük, minthogy lényegileg csupán a gázok érzékelhető melegét kell eltávolítani. Ténylegesen a gázelegy —20 C° és —30 C° közötti hőmérsékletre történő lehűtésével már biztosítjuk a teljes, vízmennyiségnek az eltávolítását, 25—50 súly% NH;J -tartaimú ammóniaoldat alakjában. Az ezután már csak elhanyagolható menynyiségű .(0,05—0,2 súly%) ammóniát tartalmazó gázokat visszakeringtetjük a szintézisbe. Az abszorbeáló rendszerből kapott, 40 súly% és 75 súly% közötti ammóniatartalmú ammóniaoldatot egy desztilláló és rektifikáló rendszerbe tápláljuk be, amely 15—30 atm nyomás alatt dolgozik és amelyből az alábbi frakciókat kapjuk: 1. lényegileg vízmentes cseppfolyós ammónia; 2. 15—40 súly% .ammóniatartalmú ammóniaoldat ; 3. 1—10 súly% ammóniatartalmú híg ammóniaoldat. A találmány szerinti eljárást egy jellegzetes kiviteli alakjában a csatolt rajzzal kapcsolatban ismertetjük az alábbi példában; megjegyzendő azonban, hogy a találmány köre egyáltalán nincsen erre a példaképpen! kiviteli fiitakra korlátozva, hanem annak számos más kiviteli alakja is lehetséges. Az (1) reaktorba a (2) vezetéken keresztül tápláljuk be a friss szintézis gázt, a (3) csővezetéken keresztül pedig a visszakeringbetett gázokat vezetjük a reaktorba. A reakciótermékként kapott gázelegyet a (4) csővezetéken keresztül vezetjük az (5) abszorbeáló rendszerbe, amely a (6) és (7) szakaszokból áll. Az, első (6) és (7) szakaszba a (8) vezetéken keresztül tápláljuk be a 15'—40 súly% ammóniatartalmú elnyelető oldatot. A második (7) szakaszba a (9) csővezetéken keresztül táplálunk be egy az előbbitől külön'Í
