199779. lajstromszámú szabadalom • Eljárás karbamid-oldat előállítására ammóniából és szén-dioxidból
1 HU 199779 B 2 vezetéken át bevitt gőz (például éles gőz) hatására. A 29 deszorpciós oszlop fenékterméke - víz, amely kisebb mennyiségű ammóniát és szén-dioxidot tartalmaz, mint amekkora a környezetszennyezésre vonatkozó szabványok szerint figyelembe veendő határérték, szennyvizek esetében, és amelyet a 38 vezetéken át elvezetünk; ezzel a vezetékkel össze van kötve a 28 szén-dioxid elválasztó oszlop 32 vezetéke. A fenéktennék egy része a 39 vezetéken át mint mosóvíz bevihető a 28 szén-dioxid elválasztó oszlopba (ez a foganatosítási mód az ábrán nincs feltüntetve). A fennmaradó hányadot a 39 vezetéken át elvezetjük. A 29 deszorpciós oszlop fejtermékét, amelynek hőmérséklete 105-175°C, és amely szén-dioxid és víz mellett tartalmazza a 21 szeparátorban elválasztott ammónia gyakorlatilag teljes mennyiségét és a cirkuláló ammónia egy hányadát is, a 40 vezetéken, 41 hűtőn és 42 vezetéken át bevezetjük a 30 ammóniamosó oszlopba, amelyben a 43 vezetéken át beadagolt víz és a 44 vezetéken át bevezetett cseppfolyós ammónia segítségével eltávolítjuk a szén-dioxidot és a vizet. Az így kapott, gyakorlatilag tiszta mmóniát a 45 vezetéken át a 46 hűtőberendezésbe irányítjuk, amelyben kondenzál. A cseppfolyós ammónia ezután a 47 vezetéken át a 11 tároló tankba kerül. Az ammónia-mosó oszlop fenéktermékeként képződő oldatot, amely ammóniát, szén-dioxidot és vizet tartalmaz, a 33 vezetéken át recikilizáltatjuk a 28 széndioxid elválasztó oszlopba. Az előbbiekben leírt eljárás keretében a kisnyomású szakaszból - azaz az eljárásnak a 18 nyomáscsökkentő szelep utáni szakaszából - nem kerül vissza víz a karbamid-szintézisbe. Ennek eredményeként jóval magasabb átalakítási fok érhető el a karbamidreaktorban, úgy, hogy kisebb mennyiségű karbamátot tartalmazó szintézis-oldatot kapunk. Mivel kevesebb karbamátot kell elbontani a sztripperben és a sztrippelés sikeresebben hajtható végre az alacsonyabb víztartalom következtében, a sztripperben kisebb mennyiségű gőzt kell felhasználnunk. Az ammónia(szén-dioxid)víz szétválasztás gőzfogyasztását kompenzálja a karbamid-oldat feldolgozásához szükséges gőz mennyiségének csökkenése, ugyanis kisebb az elpárologtatandó víz mennyisége. Mivel a kisnyomású szakaszból nem oldatot, csupán gázalaku ammóniát vezetünk vissza, a berendezés működtetése egyszerűbb. Az üzemi megbízhatóság javul, mivel nincs szükség a meghibásodásra hajlamos karbamátszivattyúkra. Példa a 12 vezetéken át óránként 2317 kmól ammóniát és a 4 vezetéken át 1143 kmól szén-dioxidot adagolunk be egy fent leírt berendezésbe, 1019 kmól/h mennyiségű karbamid vizes oldatban való előállítására. Az 1 karbamid-reaktorban, a 3 sztripperben, a 6 kondenzáló berendezésben és a 15 öblítőgáz kondenzáló berendezésben a nyomás kb. 140xl05 Pa. A 3 sztripperben 2542 kmól ammóniát, 551 kmól széndioxidot és 132 kmól vizet hajtunk ki az 1 karbamid reaktorból származó szintézis-oldatból a friss széndioxid segítségével, mimellett 215°C hőmérsékletű gőzzel végezzük a hevítést. Az 5 vezetéken át kivezetett gázelegyet a 6 kondenzáló berendezésben részben kondenzál tatjuk friss ammónia és a karbamid reaktorból elszívott oldat keverékével, amelyet a 8 vezetéken át adagolunk be. Az így képződött gáz/folyadék keverékéből és a 15 öblítőgáz kondenzáló berendezésben keletkezett karbamát oldatból - amely 497 kmól ammóniát, 169 kmól szén-dioxidot és 33 kmól vizet tartalmaz - az 1 karbamid reaktorban egy 183°C átlagos hőmérsékletű szintézis- oldatot alakítunk ki, amely - 1061 kmól karbamidon kívül - 2683 kmól ammóniát, 627 kmól szén-dioxidot és 1191 kmól karbamidot tartalmaz. A szén-dioxid-konverzió ennélfogva 62,8 tömeg%. Egy oldatot, amely 6019 kmól karbamidot, 225 kmól ammóniát, 118 kmól szén-dioxidot és 1019 kmól vizet tartalmaz, kivezetünk a 3 sztripperből és ezt az oldatot a 20 karbamát-elbontóban 2,5x105 Pa nyomásra való expandáltatás után 124°C-ra melegítjük fel. Ekkor egy 151 kmól ammóniát, 98 kmól széndioxidot és 159 kmól vizet tartalmazó gázelegy keletkezik, amelyet a 21 szeparátorban választunk el a visszamaradt karbamid-oldattól; ez az utóbbi 1019 kmól karbamid és 860 kmól víz mellett még mindig tartalmaz 74 kmól ammóniát és 20 kmól szén-dioxidot. Az ammóniát és a szén-dioxidot ezután lényegében teljes mennyiségben eltávolítjuk a 22 expanziós edényben, így egy vizes karbamid-oldatot kapunk. A 21 szeparátorban elkülönített gázelegyet bevezetjük a 28 szén- dioxid elválasztó oszlop alsó részébe, amelyben 2,5xl05 Pa nyomást tartunk fenn, és itt egy, a végső feldolgozást végző részlegből kapott, 90°C hőmérsékletű kondenzátummal kezeljük, amely 1117 kmól vizet, 5,5 kmól ammóniát és 2,25 kmól szén- dioxidot tartalmaz. A 28 szén-dioxid elválasztó oszlopba ezután a 32 vezetéken át betáplálunk 3700 kmól vizet, amely nyomokban ammóniát tartalmaz, a 33 vezetéken át beadagolunk 739 kmól vizet, 298 kmól ammóniát és 134 kmól szén-dioxidot és a 34 vezetéken át 157 kmól vizet. A 32 és 33 vezetéken át beadagolt oldat hőmérséklete 88, illetőleg 85”C, míg a 34 vezetéken át bejuttatott mosóvíz 40°C-os. A 28 szén-dioxid elválasztó oszlop tetejéről kilépő gázelegy 143 kmól szén-dioxidot és 3 kmól vizet tartalmaz. A fenéktermék oldatot, amely 106°C hőmérsékletű és 5839 kmól vizet, 461 kmól ammóniát, és 92 kmól széndioxidot tartalmaz, bevezetjük a 29 deszorpciós oszlopba. Ebbe az oszlopba ugyancsak beadagoljuk azt a gázelegyet, amelyet a 15 öblítőgáz kondenzáló berendezés fejtermékéből nyertünk ki és amely 156,5 kmól ammóniát, 39,2 kmól szén-dioxidot és 371 kmól vizet tartalmaz, mimellett 138°C hőmérsékletű gőzt vezetünk be a 29 deszorpciós oszlop alsó részébe. Ezen oszlop fenéktermékének egy részét, mint már említettük, a 32 és a 34 vezetéken át bejuttatjuk a 28 szén- dioxid leválasztó oszlopba (ez az oldat 6972 kmól vizet tartalmaz, amelyben még mindig van jelen nyomnyi mennyiségben ammónia és szén-dioxid), fennmaradó hányadát pedig részben, mosóvízként, a 43 vezetéken át a 30 ammónia-mosó oszlopba irányítjuk, illetőleg a folyamat más helyén használjuk fel vagy a szennyvízcsatornába vezetjük el. A 29 deszorpciós oszlop tetején kilépő, 110°C hőmérsékletű gázelegyet - amely 618 kmól ammóniát, 134 kmól szén-dioxidot és 709 kmól vizet tartalmaz - a 41 hűtőben 87°C-ra való lehűtés után a 30 ammónia-mosó oszlopban 29 kmól, 40°C hőmérsék5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
