DD268230A1

DD268230A1 - Verfahren zur reinigung von ammoniakdampf

Info

Publication number: DD268230A1
Application number: DD31147187A
Authority: DD
Inventors: Klaus Roland; Bernd Niekisch; Norbert Wiesner
Original assignee: Dresden Komplette Chemieanlag
Priority date: 1987-12-28
Filing date: 1987-12-28
Publication date: 1989-05-24

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Ammoniakdampf. Die Erfindung wird bei der Reinigung von Ammoniakdampf, welcher Reste an organischen Verunreinigungen enthaelt und der vorrangig bei der Aufbereitung von Abwaessern aus der Erdoel- und Kohleveredlung anfaellt, angewendet. Der zu reinigende Ammoniakdampf wird in einer ersten Ammoniakwaesche mit einer hochkonzentrierten Ammoniakloesung gekuehlt und gewaschen. Danach wird er in einer zweiten Ammoniakwaesche im Gegenstrom mit einer waessrigen niedrigkonzentrierten Ammoniakloesung gewaschen, wobei insbesondere die ammoniakfluechtigen Verunreinigungen entfernt werden. Die bei der zweiten Ammoniakwaesche entstandene hochkonzentrierte Ammoniakloesung wird der ersten Ammoniakwaesche zugefuehrt. Die niedrigkonzentrierte Ammoniakloesung wird durch Absorption eines Teiles des gereinigten Ammoniakdampfes von reinem Wasser erzeugt. Figur

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung wird bei dei Reinigung von Ammoniakdampf, welcher Reste an organischen Verunreinigungen enthält und der vorrangig bei der Aufbereit jng von Abwässern aus der Erdöl- und Kohleveredlung anfällt, angewendet.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei der Erdöl- und Kohleveredlung treten häufig umvv Jtbelastende Abwässer auf, die Ammoniak, Schwefelwasserstoff, Kohlendioxid, gegebenenfalls Blausäure und organische Inhaltsstoffe enthalten. Bei der Aufarbeitung dieser Abwässerzum Zweck der Rückgewinnung der Wertntoffe Ammoniak und Schwefelwasserstoff fällt η-^h Abtriebsstufen und Reinigungsstufen zumeist eir, Ammoniakdampf an, dar noch organische Verbindungen enthä'rt. Um aus diesem Ammoniakdampf reinen Ammoniak ?u erhalten, ist eine Reinigung des Ammoniakdampfes erforderlich.

Aus der DE-OS 2527985 ist ein kontinuierliches Ve¹ fahren zur Gewinnung von ninem, konzentriertem Ammoniak bekannt, bei dam ein Verunreinigungen enthaltender Ammoniakdampf einer Gegenstromwäsche mit flüssigem Ammoniak unterzogen wird. Nachfolgend wird der gereinigte Ammoniak verflüssigt. Auf die Entfernung organischer Verbindungen aus dem Ammoniakdampf wird in der DE-OS 2527980 nicht hingewiesen.

In der DE-PS 3520934 wird ein Verfahren zum Gewinnen von Ammoniak aus einem Ammoniak, Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff enthaltenden Abwn iser beschrieben, bei dem ein ammoniakreiches Gas, das Sauergase (Kohlendioxid, Schwefelwasserstoff) enthält, mit einem Gemisch aus verflüssigtem Ammoniak und Abwasser aus einer vorangegangenen Stufe gewaschen wird. Danach wird das ammoninkreiche Gas mit verflüssigtem Ammoniak gewaschen. FaI¹S das aufzubereitende Abwasser organische Bestandteile enthält, so reichern sich diese bei der Wäsche mit dem verflüssigten Ammonlakan und können dort als Flüssigkeits-Teilstrom abgezogen werden. Bei diesem Verfahren bringt das alleinige Waschen mit verflüssigtem Ammoniak einen relativ hohen Energieaufwand mit sich.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Menge des eingesetzten verflüssigten Ammoniaks und damit die Aufwendungen zu dessen Erzeugung bei der Reinigung des Ammoniakdampfes zu verringern.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgebe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, bei dem der zu reinigende Ammoniakdampf so behandelt wird, daß die Restgehalte an Organismen Verunreinigungen (kleiner als 1 Ma.-%) entfernt werden, wobei ein Teil des als Waschmittel eingesetzten verflüssigten Ammoniaks durch ?in Waschmittel, dessen Herstellung einen niedrigeren Kostenaufwand verursacht, ersetzt werden kann. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ammoniakdampf in oiner eisten Ammoniakwäsche mit einer hochkonzentrierten Ammoniaklösung gekühlt, und gewaschen und danach in einer zweiten Ammoniakwäsche im Gegenstrom mit einor reinen niedrigkonzentrierten wäßrigen Ammoniaklösung gewaschen wird. Die bei der zweiten Ammoniakwäsche entstandene hochkonzentrierte Ammoniaklösung wird dor ersten Ammoniakwäsche zugeführt.

Die in der ersten Ammoniakwäsctie eingesetzte hochkonzentrierte Ammoniaklösung besteht aus einem Gemisch von verflüssigtem Ammoniak und der in der zweiten Ammoniakwäsche entstandenen hochkonzentrierten Ammoniaklösung. Die Konzentration der in der ersten Armnoniakwäsche eingeritzten hochkor zentrierten. "rrmoniaklösung liegt über 75Ma.-%.

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Demgegenüber beträgt die Konzentration der in der zweiten Ammoniakwäsche eingesetzten niedrigkonzentrierten Ammoniaklösung nur etwa 20 bis 50Ma.-%.

Der in der ersten .'.mmoniakwäsche eingesetzte verflüssigte Ammoniak kann durch Verflüssigung von gekühltem und gewaschenem Ammoniakdampf (welcher nach der ersten Ammoniakwäsche vorliegt) gewonnen werden, was in einer gesonderten Ammoniakvarflüesigungseinrichtung erfolgt. Sofern vorhanden, kann aber auch verflüssigter Ammoniak aus dem Betriebsnetz eingesetzt werden.

Die Temperatur des Ammoniakdampfes bei dem Eintritt in die zweite Ammoniakwäsche beträgt 240 bis 258 K bei Normaldruck.

Die in der zweiten Ainmcn'akwäsche eingesetzte niedrigkonzentrierte Ammonieklösung wird durch Absorption eines Teiles des gereinigten Ammoniakdr npfes in reinem Wasser erzeugt. Die dabei freiwerdende Absorptionswärme wird mit Kühlwasser abgeführt. Die Konzentration der wäßrigen Ammoniaklösung hängt hierbei von der Temperatur des Kühlwassers und des Wärmeübergangs im Kühler ab. Gewünscht wird eine wäßrige Ammoniaklösung mit einer Konzentration von 20-bis50-Ma.-%.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren stellt die zweite Ammoniakwäsche eine Art Kälterückgewinnung dar, da der kalte Ammoniakdampi, welcher aus der ersten Ammoniakwäsche kommt, in der zweiten Ammoniakwä .ehe aufgewärmt wird und Wasserdampf aufnimmt, wobei gleichzeitig aufsteigender Ammoniakdampf von der niedrigkonzentrierte" wäßrigen Ammoniaklösung absorbiert wird.

Überraschenderweise wurde festgestellt, daß die niedrigkonzentrierte wäßrige Ammoniaklösung in der zweiten Ammoniukwäscha ammoniakflüchtige omanische Verunreinigungen zurückhält, wodurch der Ammonipkdampf frei von organischen Spurenverunreinigungen wird.

Eine Weiterentwicklung sieht vor, daß aus der in der zweiten Ammoniakwäsche entstandenen hochkonzentrierten Ammoniaklösung die ammoniakflüchtigen organischen Verunreinigungen abgeschieden und weggeführt werden. Danach wird die hochkonzentrierte Ammoniaklösung der ersten Ammoniakwäsche zugeführt.

Ausfuhrungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In dor zugehörigen Zeichnung ist ein Schema des Verfahrens dargestellt.

Durch die Zuführungsleitung 1 werden der Waschkolonne ? 732,2 kg/h Amrnonia'xdampf, welcher eine Temperatur von 303 K aufweist, zugeführt. Dieser Ammot.!akdampf, der in der Wnschkolonne 2 gereinigt werden soll, enthält 706,2 kg/h Ammoniak, 2,4kg/h organische Verbindungen und 23,6kg/h Wasser. Die Zuführung des zu reinigenden Ammoniakdampfes erfolgt in den unteren Teil der Waschkolonne 2. Diese int als Bodenkolonne ausgebildet.

Etwa in der Mitte der Waschkolonne 2 werden durch die Flüssigammoniakleitung 3 80 kg/h verflüssigter Ammoniak in die Waschkolonne 2 entspannt. Der verflüssigte Ammoniak fließt gemeinsam mit der aus dom oberen Teil der Waschkolonn J 2 kommenden hochkonzentrierten Ammoniaklösung nach unten im Gegenstrom zu dem aufsteigenden zu reinigenden Ammoniakdampf. Die hochkonzentrierte Ammoniaklösung weist auf dem Aufgabeboden für den verflüssigten Ammoniak einer Tempora ur von 248K auf. Die ablaufende Flüssigkeit enthält 71,5Ma.-% Ammoniak, Spuren organischer Verbindungen und 28,οΜϊ.-% Wasser. Diese Gegenstrombehandlung des zu reinigenden Ammoniakdampfes mit hochkonzentrierter Ammoniaklösung fn dem unteren Teil der Waschkolonne 2 stellt die erste Ammoniakwäsche dar. Im Ergebnis der ersten Ammoniakwäsche liegt ein gekühlter und gewaschener Ammoniakdampf vor. Seino Temperatur beträgt 248 K; er enthält 99,99Ma.-% Ammoniak, Spuren organischer Verbindungen und 0,01 Ma.-% Wasser. Hiervon kann der zur Ammoniakverflüssigung benötigte Ammoniakdampf über die Verdichterleitung 4 abgezogen und der Aminoniakverflüssigungseinrichtung 5 zugeführt werden.

Am untersten Teil der Waschkolonne 2 vorläßt diese ein Abwasser mit einer Temperatur von 281 Kund einer Zusammensetzung von 81,4 kg/h Ammoniak, 2,4kg/h organische Verbindungen und 114,8kg/h Wasser durch die Abwasserleitung 6. Dieses Abwasser wird dem Rücklauf der Ammoniakabtriebskolonne einer Ammoniakwasseraufbereitungsanlage zugeführt und dort wie in der DD-PS 227948 beschrieben aufbereitet.

Der gekühlte und gewaschene Ammoniakdampf strömt in der Waschkolonne 2 weiter nach oben. Ihm fließt eine niedrigkonzentrierte wäßrige Ammoniaklösung entgegen, welche am Kopf der Waschkolonne 2 durch die Ammoniakwasserleitung 7 aufgegeben wird. Diese niedrigkonzentrierte wäßrige Ammoniaklösung enthält 48 kg/h Ammoniak und 112 kg/h Wcsser. Ihre Temperatur beträgt 303K. Diese Gegenstrombehandlung des aufsteigenden Ammoniakdampfes mit der niedrigkonzentrierten wäßrigen Ammoniaklösung in dem oberen Teil der Waschkolonne 2 stellt die zweite Ammoniakwäsche dar.

Bei dieser zureiten Ammoniakwäsche werden die organischen Verbindungen, die ammoniakflüchtig sind, durch die wäßrige Ammoniaklösung aus dem zu reinigenden Ammoniakdampf ausgewaschen. Gleichzeitig absorbiert die nach unten fließende wäßrige Ammoniaklösung einen Teil des aufsteigenden Ammoniaks, wobei sie sich aufkonzentriert, so daß in der Mitte der Waschkolonne 2 am Ort dor Zugabe des verflüssigten Ammoniaks eine hochkonzentrierte Ammoniaklösung vorliegt. Bei der zweiten Ammoniakwäsche erwärmt sich der aufsteigende Ammoniakdampf und reichert sich mit Wasser an. Gleichzeitig kühlt sich die ablaufende wäßrige Ammoniaklösung auf Grund der stattfindenden Absorptions- und Verdampfungsvorgänge ab. Am Kopf der Waschkolonne 2 ist die Ammoniakdampfieitung 8 angeordnet, die zu der Absorptionskolonne 9 führt. Durch t..<3se Ammoniakdampfleitung 8 verläßt der gereinigte Ammoniakdampf mit einer Temperatur von 303 K die Waschkolonne 2. Er enthält 672,8kg/h Ammoniak und 20,8kg/h Wasser; organische Verbindungen sind in ihm nicht mehr nachweisbar. Von der Ammoniakdampfleitung 8 zweigt die Ammoniakgasleitung 10 ab, durch die der Hauptteil dos dampfförmigen Ammoniaks die Reinigungsanlage verläßt. Der so erzeugte Ammoniakdampf ist synthetisch erzeugtem Ammoniakdampf gleichwertig und dementsprechend verwendbar.

Der andere Teil des dampfförmigen Ammoniaks gelangt durch die Ammoniakdampfieitung 8 in die Absorptionskolonne 9, in der der Ammoniak von reinem Wasser derart absorbiert wird, daßeine niedrigkonzentrierte wäßrige Ammoniaklösung entsteht. Hierzu wird die Absorptionskolonne 9 über die Wasserleitung 11 stündlich 110,5 kg Wasser zugoführt. Die in der

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Absorptionskolonne 9 bei der Ammoniakabsorption entstehende Absorptionswärme wird in dem Wärmeübertrager 12 mit Kühlwasser abgeführt. Die entstehende niedrigkoraentierte wäßrige Ammoniaklösunq wird über die Ammoniakwasserleitung 7

in den oberen Teil der Waschkolonne 2 geführt und dient dort als Waschmittel bei der xweiten Ammoniakwäsche.

Je nach Art der organischen Verunreinigungen, z. B. bei ammoniakflüchtigen Komponenten, erweist es sich als zweckmäßig, die

in der zweiten Ammoniakwäsche entstandene hochkonzentrierte Ammoniaklösung odnr einen Teil derselben in den

Abscheider 13 zu führen, in dem die ammoniakflüchtigen Verunreinigungen abgeschieden werden. Die hochkonzentr'erte Ammoniaklösung wird daraufhin gemeinsam mit dem verflüssigten Ammoniak, welcher aus der Flüssigammoniakleitung 3

kommt, der ersten Ammoniakwäsche in den unteren Teil der Waschkolonne 2 zugeführt.

Ohne die beschriebene zweite Ammoniakwäsche würde sich für dieses Beispiel die aufzuwendende Menge an flüssigem Ammoniak verdoppeln.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Reinigung von Arnmoniakdampf, welcher Reste organischer Verunreinigungen enthält und der )n einer ersten Ammoniakwäsche mit hochkonzentrierter Ammoniaklösung im Gegenstrom gekühlt und gewaschen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der gekühlte und gewaschene Amrnoniakdampf in einer zweiten Ammoniakwäsche im Gegenstrom mit einer niedrigkonzentrierten Ammoniaklösung gewaschen und die dabei entstandene hochkonzentrierte Ammoniaklösung danach der ersten Ammoniakwäsche zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekannzeichnet, daß zur Erzeugung der niedrigkonzentrierten Ammoniaklösung ein Teil des gere^:nigten Ammoniakdampfes von reinem Wasser absorbiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß aus der entstandenen hochkonzentrierten AmmonibKlösung die ammoniakflüchtigen organischen Verunreinigungen ausgekreist werden und die hochkonzentrierte Ammoniaklösung der ersten Ammoniakwäsche zugeführt wird.