179579. lajstromszámú szabadalom • Eljárás ammónia és szén-dioxid elválasztására ammóniát és széndioxidot tartalmazó keverékből
179579 hőmérsékleten, a C02-elválasztó zónát 75—200 °C fenékhőméisékleten és 0-100 °C tetőhőmérsékleten működtetni, és a fenti zónákban a tetőhőmérséklet alacsonyabb a fenékhőmérsékletnél. A fenékhőmérséklet optimális értéke az NH3-el- 5 választó zónában a betáplált keverék összetételétől és a nyomástól függ. Mégis ha 60 °C alatti hőmérsékletet alkalmazunk, akkor vagy elérjük azt a tartományt, ahol az NH3-ból, C02-ból és esetleg vízből szilárd reakciótermékek képződnek, vagy a C02-elválasztó 10 zónába betáplált keverék olyan összetételű lesz, hogy nem kapunk optimális C02 -elválasztást. A legtöbb esetben az NH3-elválasztó zóna fenékhőmérséklete - az állandó érték fenntartása céljából — nem magasabb 170°C-nál és a C02-elvá- 15 lasztó zóna hőmérsékletét (amely mindig valamivel magasabb) a korrózióhoz vezető szint alatt tartjuk. Hasonló okból a C02 -elválasztó zóna fenékhőmérséklete nem magasabb 200 °C-nál. Az NH3-elválasztó zóna tetőhőmérsékletét főleg az 20 alkalmazott nyomás szabja meg. A C02-elválasztó zóna tetőhőmérséklete meghatározza a kapott C02 végső tisztaságát. Maximálisan 100 °C-ig terjedő tetőhőmérsékletekkel általában könnyűszerrel elérhető a 100 ppm vagy ennél kisebb NH3-tartalom. 25 A két elválasztó zóna tetőhőmérsékletét meghatározza a mindenkori NH3-reflux, illetve a használt hígító és mosóvíz mennyisége és hőmérséklete. Az össznyomás a C02-elválasztó zónában előnyösen nem nagyobb az NH3-elválasztóban uralkodó 30 össznyomás 2x-esénél, és legelőnyösebben a két elválasztó zónában az össznyomás azonos. 2-nél magasabb nyomásarányok könnyűszerrel alkalmazhatók, de ezek olyan nyomást eredményeznek, melynél az NH3 nyomásának csökkenése következtében kiterjed, 35 úgyhogy nagyobb tőkebefektetés szükséges az NH3 ;seppfolyósításához. Egyúttal az energiafogyasztás is túlságosan magas lesz. Ezen okok miatt nem előnyös úllépni a fentebb leírt nyomástartomány-maximunot. “tó A találmány szerinti eljárás eredményesen hajtható végre, ha az NH3-elválasztó zónában és a C02-elválasztó zónában azonos össznyomást tartunk fenn. Ettől kismértékben eltérő nyomásarányok alkalmazása előnyös lehet például az NH3- és a C02 -kinyerésnél a *5 hőmegtakarítás és a szükséges hőátadó felület mérete szempontjából. Általában az elválasztásnál alkalmazott össznyomás abszolút értékét az a nyomás határozza meg, melyen a kinyert NH3-át feldolgozzuk. Szokásosan 50 1-50 abszolút atmoszféra közötti össznyomásokat alkalmazunk. Az NH3-elválasztó zónában előnyben részesítjük az 5—25 abszolút atm, különösen a 15-22 abszolút atm össznyomást. Legelőnyösebben olyan össznyomást alkalmazunk, ahol a gáznemű NH3 55 hűtővízzel cseppfolyósítható, úgyhogy az NH3 szivattyúzható és nincs szükség a költséges kompressziós műveletekre. Megjegyzendő, hogy az 1 129 939 számú brit szabadalmi leírásban közölt módszernél a C02 -ot mosó- 60 toronyban mossák az NH3 utolsó nyomainak az eltávolítása céljából és ilyen módon elkerülik a folyamatot kedvezőtlenül befolyásoló kicsapódást. E módszert alkalmazva vizes NH3-oldat képződik, melyet desztilláló oszlopba vezetnek be a C02 felszabadítása 65 céljából. Az eljárásnál alkalmazott víz mennyisége nagyon csekély és elégtelen a találmány szerinti hatások eléréséhez. Mint említettük, akár az NH3-t, akár a C02-ot választjuk el előbb, függően a keverék NH3/C02 mólarányától. Ha azonban a találmány szerint kezelendő keverékben az NH3 és a C02 igen híg vizes oldat alakjában van jelen, előnyösen lényegében az összes NH3-t és C02-ot az első lépésben eltávolítjuk az oldat egészéből vagy egy részéből, és a kapott gázkeveréket a találmány szerint NH3-ra és C02-ra választjuk szét. A találmányt az alábbiakban részletesen leírjuk és a mellékelt rajzokkal illusztráljuk, melyek közül az 1. ábra a találmány szerinti folyamat vázlatos bemutatása, ahol az NH3 és a C02 elválasztását lényegében azonos nyomáson hajtjuk végre, ami az azeotróp NH3-ban feldúsult részének megfelelő összetételű NH3 és C02 keverékek elválasztására alkalmas, és a 2. ábra az 1. ábra folyamatának bemutatása, azzal a módosítással, hogy az NH3- és C02-elválasztási zónákat különböző nyomásokon működtetjük. A 3. ábra a találmány szerinti eljárás vázlatos bemutatása, ahol az azeotróp C02-ban dús részének megfelelő összetételű, NH3-t, C02-ot és esetleg vizet tartalmazó keverékeket választunk szét. A 4. ábra NH3 -nak és C02 -nak híg oldatokból való elválasztására szolgáló találmány szerinti eljárást mutat be. Az 5. ábra a karbamidszintézis találmány szerinti folyamatát ismerteti. Visszatérve az 1. ábrához, NH3-t, C02-ot és vizet tartalmazó, NH3-dús vizes oldatot vagy gázkeveréket táplálunk be az 1 vezetéken és a 2 szivattyún át a 3 rektiflkáló oszlop NH3-elválasztó zónájába. A 3 oszlop tetejéről NH3-gázt bocsátunk ki a 4 vezetéken át és hűtéssel az 5 kondenzátorban kondenzáltatjuk, és NH3-ból és egyéb gázokból álló nem kondenzált keverék hagyja el a kondenzátort fejtermékként. Az említett egyéb gázok levegőből, oxigénből vagy oxigént felszabadító szerből származnak, mely utóbbit passzíváié anyagként használunk a készülékben a nem kívánatos korrózió megakadályozása céljából. A passzíváié gáz egy részét a 6 kompresszoron és a 7 és 8 vezetéken át bocsátjuk be a 3 NHj-rektifikáló oszlopba, egy részét pedig a 9 vezetéken át a 10 deszorpciós oszlopba. Az 5 kondenzátort a 36 vezetéken át elhagyó fejtermékből a 11 mosókészülékben mosással kihajtjuk az NH3-t. A mosóvizet a 34 vezetéken át bebocsátva NH3-oldat képződik, melyet a 12 szivattyún át a 13 recirkulációs hűtőberendezésbe továbbítunk, és részben a 14 vezetéken át visszakeringtetjük a 11 mosóba, részben a 15 vezetéken át a 3 NH3-rektiflkáló oszlopba, ha a nyomáscsökkenés után erre szükség van. A 11 mosóban elválasztott egyéb gázt (vagy gázokat) a 16 vezetéken át távolítjuk el és ha szükséges, részben vagy egészben kiengedjük a 19 vezetéken át, és/vagy a 17 vezetéken keresztül betápláljuk a 18 C02-rektiflkáló oszlopba. 3
