188717. lajstromszámú szabadalom • Eljárás karbamid, ammónia és szén-dioxid eltávolítására híg vizes oldatokból
1 188 7 ; 7 2 mot a 2 szivattyú segítségével 1 -5 bar, előnyösen 3-4 bar nyomásúra sürítjük, és a 3 hőcserélőn keresztül a 4 elődeszorbeáló kolonna felső félszakaszának aljára vezetjük. Itt az oldott ammónia és szén-dioxid legnagyobb részét kiűzzük, kihasználva az 5 reakció-kolonnából és a 6 deszorbeáló kolonnából az elődeszorbeáló kolonna alsó félszakaszára érkező gázáramok hőjét és sztrippelő hatását Az így kiválasztott gázelegyet, amely még vízgőzt is tartalmaz, teljes egészében lekondenzáljuk a 7 visszafolyató kondenzátorban. A kondenzátutn egy kis részét visszavezetjük a 4 elődeszorbeáló kolonna tetejére, nagyobb részét pedig a 8 vezetéken keresztül visszavezetjük a karbamid szintézisbe, például az utolsó bontási lépés kondenzációs és abszorpciós zónáiba. A 4 elődeszorbeáló kolonnában kezelt folyadékot, amely csekély mennyiségű ammónia és széndioxid mellett még lényegében a teljes karbamid mennyiséget tartalmazza, a 9 szivattyú segítségével 10-30 bar, előnyösen 12,5 bar nyomáson a 10 hőcserélőn keresztül az 5 reakció-kolonna felső végére vezetjük. Az 5 reakciókolonnát például szitalemezekkel szakaszokra osztjuk, amelyek ideális buborékoló gázmosókként működnek. A reakciókolonna aljára egy gázáramot, az ábrán bemutatott esetben 15 — 30 bar, előnyösen 25 bar nyomású gőzt vezetünk a 11 vezetéken keresztül. A hőmérsékletet a kolonna hossza mentén a bevitt gőz mennyiségével és a reakció-kolonna nyomásával úgy szabályozzuk, hogy a kolonna tetején 170-220 °C, az alján pedig 180-230 5C legyen. Az említett 12,5 bar nyomás mellett a kolonna felső végén 181 °C, az 'iiján pedig 193 °C hőmérsékletet érünk el, így az átlagos hőmérséklet mintegy i§5 °C. A gőz biztosítja azt a hőmennyiséget, amely a karbamid hidrolíziséhez és az eközben felszabaduló ammónia és szén-dioxid elpárologtatósához szükséges. Az 5 reakció-kolonnában lefelé haladó oldat karbamidtartalma gyorsan csökken, és pedig annál gyorsabban, minél magasabb a hőmérséklet. Azt tapasztaltuk, hogy egy bizonyos tartózkodási idő elérése után az oldat végső karbamidtartalmát az szabja meg, hogy mennyi ammónia és szén-dioxid van a folyadékban. Ezért gyakran szükség van az ammónia és a szén-dioxid elődeszorbeálására, hogy elérjük a kivánt 10 ppm vagy annál kisebb karbamidtartalmat. 185 °C átlagos hőmérsékletnél például legalább 70 percig kell a folyadéknak a reakció-kolonnában tartózkodnia. Ha a reakció-kolonna átlag hőmérséklete nagyobb, rövidebb tartózkodási idő is elegendő. A kihajtott gázok és a sztrippelőszer keverékét az 5 reakció-kolonna felső részén lávolítjuk el. es a 12 nyomáscsökkentő berendezésen a 4 elődeszorbeáló kolonna nyomására, az ábrán bemulotl esetben 3-4 bar nyomásra expandáltatjuk. Ezután egy a végkondenzátum betáplálási helyénél lejjebb elhelyezkedő ponton bevezetjük a 4 elődeszorbeáló kolonnába, amelyben hőjének egy részét átadja a lefelé haladó folyadéknak. Az 5 reakció-kolonna alján összegyűlt majdnem teljesen karbamidmentes folyadékot átvezetjük a 10 hőcserélőn, ahol az hőjét átadja az említett kolonnába betáplált folyadéknak. Ezután a 13 nyomáscsökkentő berendezésben 1 — 5 bar, előnyösen 3,5 bar nyomásra expandáljuk, majd bevezetjük a 6 deszorbeáló kolonna felső végére. Ebben a kolonnában az expanzió során felszabadult gáz alakú ammónia, szén-dioxid és vízgőz elegye azonnal elválik, a megmaradó folyadékfázis pedig a 14 vezetéken át bevezetett gőzzel ellenáramban lefelé halad a deszorbeáló kolonnán. A gőz hője elegendő az ammónia és a szén-dioxid elpárologtatásához, sztrippelő kapacitása pedig elegendő ahhoz, hogy elérjük a kívánt 10 ppm vagy annál kisebb ammónia koncentrációt. Az igy kihajtott ammóniát és szén-dioxidot, valamint a vízgőzt a deszorbeáló kolonna tetején elkülönült gázeleggyel együtt a 4 elődeszorbeáló kolonna aljára vezetjük, amely kolonnában hűtésre és sztrippelőszerként használjuk. A 6 deszorbeáló kolonna aljáról távozó folyadék karbamid- és ammónia-koncentrációja 10 ppm vagy annál kisebb. E folyadék hőjének egy részét a 3 hőcserélőben a 4 elődeszorbeáló kolonnában kezelendő folyadék előmelegítésére használjuk. Ezután a vizel kivánt esetben a 15 hűtőben hűtővízzel lehűtjük, végül a 16 vezetéken át elvezetjük. A találmányt az alábbi példával világítjuk meg közelebbről az oltalmi kör korlátozása nélkül. Példa Egy napi 1500 tonna kapacitású karbamidüzem végkondenzátumát dolgozzuk fel a fent leirt módon, Az említett anyagmennyiségek dimenziója kg/ óra. 28 333 kg végkondenzátumot, amely 4,38 súly % ammóniát, 2,95 súly % szén-dioxidot és 1,09 súly% karbamidol tartalmaz, a 3 hőcserélőben 42 °C-ról 125 °C-ra melegítünk. Az oldatot a 4 elődeszorbeáló kolonnában 3,43 bar nyomáson előbb az 5 reakció-kolonnából származó 181 °C hőmérsékletű, 66 kg ammóniát, 252 kg szén dioxidot és 829 kg vízgőzt tartalmazó 1147 kg gázkeverékkel, majd a 6 deszorbeáló kolonnából származó, 136 °C hőmérsékletű, 421 kg ammóniát, 5 kg szén-dioxidot és 5136 kg vízgőzt tartalmazó 5562 kg gázkeverékkel szemben vezetjük ellenáramban. A 4 kolonna tetején 2293 kg ammóniát, 1720 kg szén-dioxidot és 2528 kg vízgőzt távolítunk el. Ezt a gázt teljesen lekondenzáljuk, és a kapott 54 °C hőmérsékletű folyadék 876 kg ammóniát, 657 kg szén-dioxidot és 966 kg vizet tartalmazó részét visszavezetjük a deszorbeáló kolonnába. A másik részét, amely 1562 kg viz mellett 1417 kg ammóniát és 1063 kg széndioxidot tartalmaz, visszavezetjük a karbamidiizembe. Az elődeszorbeáló lépésben tehát az ammónia eredeti mennyiségének 75 %-át már eltávolítottuk. A 30 349 kg vizel, 310 kg ammóniát, 31 kg széndioxidot és 319 kg karbamidot tartalmazó deszorbeált oldat nyomását a 9 szivattyúban 12,26 barra növeljük, majd az oldatot a 10 hőcserélőben 135 °C-ról 183 °C-ra melegítjük, azután bevezetjük az 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
