181694. lajstromszámú szabadalom • Eljárás ammónia és széndioxis kiválasztására ammóniát, széndioxidot és vizet tartalmazó elegyekből
181694 6 előnyösen 1 : 5 és 1 :20 között van, ha az eljárás simán végbemegy. A nyomáskülönbségen alapuló eljárásoknak azonban az a hátránya, hogy amennyiben az ammónia és a széndioxid elegye 1 atmoszféránál nagyobb nyomású, az 1 atmoszférára kell expandáltatni. A gáz alakú ammónia nyomása ekkor legfeljebb egy atmoszféra vagy ennél kisebb, ha nagy mennyiségű más gáz van jelen. Abban az esetben, ha az ammónia továbbfeldolgozásra, így karbamidelőállításra kerül, akkor a nyomást meg kell növelni. Az ehhez szükséges kompressziós energia meglehetősen nagy. Ezen túlmenően a széndioxidkoncentrációt az ammóniában rendkívül alacsony szinten kell tartani annak elkerülése érdekében, hogy ammóniumkarbamát képződjék és lerakódjék a kompresszorban, valamint a nagynyomású vezetékekben. A 7612163 számú közzétett holland szabadalmi bejelentésben olyan eljárást írnak le, amelynél nincs szükség nyomáskülönbség alkalmazására. Az eljárás lehetővé teszi ammónia és széndioxid külön-külön történő kinyerését ilyen elegyekből, ha az ammóniát és a széndioxidot tartalmazó gázelegyet egy széndioxidelkülönítő zónába viszik be, itt 0,2-6-szoros mennyiségű víz hozzáadásával hígítják a betáplált ammónia és széndioxid összsúlyára számítva. Egyszerűség kedvéért ez utóbbi eljárást „hígításos eljárásnak” nevezzük a továbbiakban. A hígításos eljárás egy változata szerint először lényegében széndioxidtól és víztől mentes ammóniát választanak ki az ammóniát, széndioxidot és esetleg vizet tartalmazó és ammóniában gazdag elegyből az ammóniaelkülönítő zónában. A maradék folyadékfázisból, amely az edény alján hagyja el az ammóniaelkülönítő zónát, széndioxidot választanak ki a széndioxidelkülönítő zónában, ahol az ammóniaelkülönítő zónából jövő és a széndioxidelkülönítő zónába betáplált maradék folyadékfázist 0,2-6-szoros mennyiségű vízzel hígítják. A hígításos eljárás egy más változata szerint egy széndioxidelkülönítő zónában először lényegében ammóniától és víztől mentes széndioxidot választanak ki egy ammóniát, széndioxidot és vizet tartalmazó elegyből, amely szegény ammóniában. A széndioxidelkülönítő zóna aljáról a maradék folyadékfázist egy deszorpciós zónába táplálják be, ahol lényegében az összes ammóniát és széndioxidot deszorbeálják és a keletkező gázfázist beviszik az ammóniaelkülönítő zónába. Az ammóniaelkülönítő zónában lényegében széndioxidtól és víztől mentes ammóniát választanak ki a keletkező gázelegyből, és a visszamaradó folyadékfázist beviszik a széndioxidelkülönítő zónába. A széndioxidelkülönítő zónába hígítóvizet adagolnak, 0,2-6-szoros mennyiségben az elválasztandó kezdeti elegy és az ammóniaelkülönítő zónából a széndioxidelkülönítő zónába betáplált maradék folyadékfázis összsúlyára számítva. A hígításos eljárás egy harmadik változata szerint abban az esetben, ha az ammóniából és széndioxidból álló szétválasztandó elegy jelentős mennyiségű vizet is tartalmaz, előnyös lehet, ha ezt az elegyet először a deszorpciós zónába viszik, ahol az ammóniát és a széndioxidot deszorbeálják és bizonyos mennyiségű vízgőzzel együtt beviszik az ammóniaelkülönítő zónába. Az ammóniaelkülönítő zóna tete5 jén lényegében széndioxidtól és víztől mentes ammóniát kapnak és a maradék folyadékfázist, amely ammóniát, széndioxidot és vizet tartalmaz, beviszik a széndioxidelkülönítő zónába. Hígítóvizet is adagolnak a széndioxidelkülönítő zónába 0,2-6-szoros mennyiségben az ammóniaelkülönítő zónából a széndioxidelkülönítő zónába betáplált maradék folyadékfázis súlyára számítva. A széndioxidelkülönítő zóna tetején lényegében ammóniától és víztől mentes széndioxidot kapnak, a maradék folyadékfázist pedig a széndioxidelkülönítő zóna aljáról a deszorpciós zónába táplálják be. Mind a nyomáskülönbségen alapuló eljárásnál, mind a hígításos eljárásnál az ammóniaelkülönítő zóna aljáról származó maradék folyadékfázis összetétele eléri vagy szorosan megközelíti a határvonalat vagy az azeotrópösszetételt az adott körülmények között történő maximális hatású szétválasztás elérése érdekében. Ez azt jelenti, hogy a folyadékfázisban levő ammónia mennyisége még jelentős mértékű, amely nem kedvező energiafogyasztás szempontjából. Ez az ammónia negatív módon befolyásolja a szétválasztás hatásosságát a széndioxidelkülönítő zónában, amelybe betáplálták és ez még további energiamennyiséget igényel a deszorpciós zónában. A találmány tárgya javított eljárás lényegében tiszta ammónia és lényegében tiszta széndioxid kiválasztására ezeknek vízzel alkotott elegyeiből, amely jelentős energiamegtakarítást tesz lehetővé. Az ammóniaelkülönítő zónába való betáplálásnál jelentkező ingadozások nagymértékben befolyásolják a szétválasztás energiahatásosságát, ezért a szétválasztás nagyon érzékeny mérő és szabályozó rendszert igényel. A találmány szerinti eljárás előnye többek között az, hogy nem érzékeny az ammóniaelkülönítő zónába betáplált anyagok összetételének az ingadozására. A találmány szerinti eljárásra az jellemző, hogy annyi gáz alakú C02-t vagy C02-t tartalmazó gáz alakú elegyet táplálunk be az NH3-elkülönítő zónának az aljára, hogy az NH3-elkülönítő zóna alján felszabaduló folyadékfázis összetétele a határvonalnak az NH3-ban gazdag oldalán kívüli részére esik. Az 1. ábra figyelembevételével látható, hogy elegendő széndioxidot kell bevezetni ahhoz, hogy az ammóniaelkülönítő zónából elvont folyadékfázis összetételét az I területről a határvonalon levő.összetételnek megfelelően vagy a II területre toljuk el. A tényleges tartományok eléréséhez szükséges széndioxid mennyisége általában körülbelül 0,01— 0,2-szerese, előnyösen körülbelül 0,02- -0,1-szerese az ammóniaelkülönítő zónából elfont folyadékfázis súlymennyiségének. Ezt a folyadékfázist ezután a széndioxidelkülönítő zónába tápláljuk be. Ilyen széndioxidot tartalmazó és az ammóniaelkülönítő zóna aljára bevitt gázfázis teljes mennyisége, egyéb tényezők között, a kívánt hatástól függ. A bevihető széndioxid mennyiségének azonban van egy felső határa, amelyet az a pont határoz meg, ahol szilárd ammóniumkarbamát vagy más szilárd vegyületek kezdenek lerakódni az oszlopban és a vezetékekben, amely akkor történik meg, ha túlságosan sok széndioxidot használunk. Abban az esetben, ha a találmány szerinti eljárást ismert eljárásokkal összekapcsolva vitelezzük ki, az 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
