DD202537A5

DD202537A5 - METHOD FOR THE REMOVAL OF UREA, AMMONIA AND CARBON DIOXIDE FROM PREVENTATED WAESSREN SOLUTIONS

Info

Publication number: DD202537A5
Application number: DD23553781A
Authority: DD
Inventors: Jan Zuidam; Petrus J M Van Nassau; Pierre G M B Bruls; Kees Jonckers
Original assignee: Unie Van Kunstmestfab Bv
Priority date: 1981-12-08
Filing date: 1981-12-08
Publication date: 1983-09-21

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von Harnstoff, Ammoniak und Kohlendioxid aus verduennten, waessrigen Loesungen, zum Beispiel Abwasser aus der Harnstoffherstellung. Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahren mit dem Sowohl der Ammoniak- als auch der Harnstoffgehalte derartiger Loesungen auf unter 10ppm erniedrigt werden kann. Nach der vorliegenden Erfindung wird die waessrige Loesung bei einem Druck von 10-30bar oben in eine Reaktionskolonne eingeleitet und stroemt in ihr im Gegenstrom zu Gas, zum Beispiel Dampf, nach unten. Die Temperatur im Kopf der Reaktionskolonne ist 170-220 Grad, im Bodem 180-230 Grad. Aus der harnstofffreien Bodenloesung werden bei einem Druck von 1-5bar Ammoniak und Kohlendioxid entfernt. Die dann verbleibende Loesung ernthaelt weniger als 10ppm Harnstoff und weniger als 10ppm Ammoniak.The invention relates to a method for removing urea, ammonia and carbon dioxide from dilute, aqueous solutions, for example wastewater from urea production. The object of the invention is a method with which both the ammonia and the urea contents of such solutions can be reduced to less than 10 ppm. According to the present invention, the aqueous solution is introduced at a pressure of 10-30 bar at the top into a reaction column and flows down into it in countercurrent to gas, for example steam. The temperature in the top of the reaction column is 170-220 degrees, in the bottom 180-230 degrees. From the urea-free soil solution are removed at a pressure of 1-5bar ammonia and carbon dioxide. The remaining solution will produce less than 10ppm of urea and less than 10ppm of ammonia.

Description

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VERFAHREN ZUM ENTFERNEN VON HARNSTOFF, AMMONIAK UND KOHLENDIOXID AUSPROCESS FOR REMOVING UREA, AMMONIA AND CARBON DIOXIDE FROM

VERDÜNNTEN WÄSSERIGEN LOSUNGENDILUTED AQUEOUS SOLUTIONS

Field of application of the invention

Die Erfinding bezieht sich auf ein Verfahren zum Entfernen von Harnstoff, Ammoniak und Kohlendioxid aus verdünnten wässerigen Lösungen.The invention relates to a process for removing urea, ammonia and carbon dioxide from dilute aqueous solutions.

Characteristic of the known technical solutions

Bei der Erzeugung von Harnstoff aus Ammoniak und Kohlendioxid fällt bei hoher Temperatur und dem dazugehörenden Druck eine Harnstoffsyntheselösung an, die noch eine ansehnliche Menge an freiem Ammoniak und nichtumgesetzten Ammoniumcarbamat enthält. Das Carbamat wird in einer oder mehreren Druckstufen in Ammoniak und Kohlendioxid zersetzt, die zum grössten Teil mit dem vorhandenen freien Ammoniak abgetrieben und gewöhnlich zurückgeführt werden. In der letzten Zersetzungsstufe fällt eine wässerige Harnstofflösung an, die noch ungelöstes Ammoniak und ungelöstes Kohlendioxid enthält, die durch Entspannung zu atmosphärischem oder niedrigerem Druck entfernt werden. Die wässerige * Harnstofflösung wird durch Eindampfen und/oder Kristallisieren konzentriert und weiter verarbeitet. Beim Eindampfen wird ein Gasgemisch gebildet, das neben Wasserdampf mitgeris-sene feine Harnstofftröpchen, Ammoniak und Kohlendioxid enthält. Dieses Gasgemisch wird, ebenso wie das bei der Entspannung der Harnstofflösung nach der letzten Zersetzungsstufe abgeschiedene Gasgemisch, kondensiert, und das so anfallende sogenannte Prozesskondensat wird zum Absorbieren des aus der letzten Zersetzungsstufe abgeführten Gasgemisches teilweise in den Prozess zurückgeführt. Der übrigbleibende Teil wird abgelassen. In das Prozesskondensat ist auch das Wasser aufgenommen, das als Dampf zum Betreiben der Ejektoren im Eindampfteil, Waschwasser, Spülwasser in den Stopfbuchsen der Carbamatpumpen usw. in den Prozess eingeführt ist. Je Mol Harnstoff wird ein Mol Wasser gebildet. In einer Harnstoffanlage mit einer Kapazität von 1500 tato Harnstoff fallen also 450 tato Wasser an. Daneben werden etwa 300 tato Wasser eingeführt, so dass insgesamt etwa 750 tato Wasser abgeführt werden müssen.In the production of urea from ammonia and carbon dioxide falls at high temperature and the associated pressure to a urea synthesis solution, which still contains a considerable amount of free ammonia and unreacted ammonium carbamate. The carbamate is decomposed in one or more pressure stages in ammonia and carbon dioxide, which are driven off for the most part with the available free ammonia and usually recycled. In the last stage of decomposition, an aqueous urea solution, which still contains undissolved ammonia and undissolved carbon dioxide, is removed, which is removed by expansion to atmospheric or lower pressure. The aqueous * urea solution is concentrated by evaporation and / or crystallization and further processed. During evaporation, a gas mixture is formed, which contains entrained fine urea droplets, ammonia and carbon dioxide in addition to water vapor. This gas mixture, as well as the gas mixture separated off during the expansion of the urea solution after the last decomposition stage, is condensed, and the so-called process condensate obtained in this way is partially recycled to the process for absorbing the gas mixture discharged from the last decomposition stage. The remaining part is drained. Also included in the process condensate is the water introduced into the process as steam for operating the ejectors in the evaporator, wash water, rinse water in the stuffing boxes of the carbamate pumps, and so forth. Per mole of urea, one mole of water is formed. In a urea plant with a capacity of 1,500 t of urea, 450 tpd of water is produced. In addition, about 300 tonnes of water are introduced, so that a total of about 750 tonnes of water must be removed.

Die in diesem Wasser enthaltenen 2-9 Gew.-% NH3, 0,8-6 Gew.-% CO2 und 0,3-1,5 Gew.-% Harnstoff stellen einerseiüss bedeutende Rohstoff- und Produktmengen dar und würden anderseits das Oberflächewasser, in dasThe 2-9% by weight of NH3, 0.8-6% by weight of CO2 and 0.3-1.5% by weight of urea present in this water represent a quantitatively significant quantity of raw materials and products and on the other hand would be the surface water , in the

dieses Abwasser abgelassen würde, in einem Mass belasten, das in vielen Ländern von der Behörde nicht mehr erlaubt wird Es ist deshalb notwendig, den grössten Teil des Ammoniaks und des Harnstoffs vor dem Ablassen zu entfernen.This effluent would be drained to an extent that is no longer allowed by the authority in many countries. It is therefore necessary to remove most of the ammonia and urea before draining.

Dazu kann das Prozesskondensat einer Behandlung unterzogen werden, wie in Industrial Wastes, September/Oktober 1976 S. 44-47 beschrieben, wobei das durch Desorption bei niedrigem Druck bereits von einem Teil des Ammoniaks und des Kohlendioxids befreite Prozesskondensat bei höherem Druck unter in eine Reaktionskolonne eingeleitet wird und in ihr durch ebenfalls unten eingeführten Dampf erhitzt wird, wodurch Harnstoff hydrolysiert. Die auf diese Weise anfallende Lösung wird oben aus der Reaktionskolonnen abgeführt. Die Lösung enthält neben einer geringen nichthydrolysierten Harnstoffmenge Ammoniak und Kohlendioxid, die nach Entspannung der Lösung zu dem bereits genannten niedrigen Druck in einer zweiten Desorptionskolonne durch Strippen mit Dampf entfernt werden. Das so abgeschiedene Gasgemisch wird als Strippmedium in der ersten Desorptionsstufe verwendet. Das Bodenprodukt der zweiten Desorptionskolonne wird.nach Wärmeaustausch mit dem zu behandelnden Prozesskondensat abgelassen. Unter praktischen Bedingungen enthält dieser Abstrom dann noch etwa 50 ppm NH3 und 50 ppm Harnstoff. Auch bei sehr langen Verweilzeiten, wofür unzweckmässig grosse Reaktionskolonnen erforderlich wären, ist es nicht möglich, einen Harnstoffgehalt unter 20-25 ppm zu erreichen.For this purpose, the process condensate may be subjected to a treatment as described in Industrial Wastes, September / October 1976 pp. 44-47, wherein the process condensate, which has already been freed from part of the ammonia and carbon dioxide by desorption at low pressure, passes under higher pressure into a reaction column is introduced and heated in it by also introduced below steam, which hydrolyzed urea. The resulting solution in this way is discharged from the top of the reaction columns. The solution contains, in addition to a small amount of unhydrolyzed urea ammonia and carbon dioxide, which are removed after relaxation of the solution to the already mentioned low pressure in a second desorption column by stripping with steam. The thus separated gas mixture is used as stripping medium in the first desorption stage. The bottom product of the second desorption column is discharged after heat exchange with the process condensate to be treated. Under practical conditions, this effluent then still contains about 50 ppm NH3 and 50 ppm urea. Even with very long residence times, for which inexplicably large reaction columns would be required, it is not possible to achieve a urea content below 20-25 ppm.

Ziel der Erfindung Ziel der Erfindung ist nun ein Verfahren zu verschaffen das eine wesentlich weitergehende Entfernung von Harnstoff und Ammoniak aus verdünnten wässerigen Lösungen ermöglicht. Object of the invention object of the invention is now to give the a much more substantial removal of urea and ammonia from dilute aqueous solutions enables a method.

Explanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist somit ein Verfahren bereit zu stellen, mit dem sowohl der Ammoniak- als auch der HarnstoffgehaltThe object of the invention is thus to provide a method with which both the ammonia and the urea content

verdünnter wässeriger Lösungen auf unter 10 ppm erniedrigt werden kann. Erfindungsgemäss wird der Flüssigkeitsstrom bei solcher Temperatur und solchem Druck oben in die Reaktionskolonne eingeleitet, dass in ihr eine Gasphase entstehen kann, und unten in die Kolonne ein Gas eingeführt, das nicht nur als Erhitzungsmittel, sondern auch als Strippmittel dient.dilute aqueous solutions can be reduced to below 10 ppm. According to the invention, the liquid stream at such temperature and pressure is introduced into the top of the reaction column in that it can form a gas phase, and introduced into the bottom of a gas column, which serves not only as a heating means, but also as a stripping agent.

< ⁵^ H < < ⁵ ^ H <

H Y 4 3 H Y 4 3

Die Erfindung bezieht sich mithin auf ein Verfahren zum Entfernen von Harnstoff, Ammoniak und Kohlendioxid aus verdünnten wässerigen Lösungen durch Hydrolyse von Harnstoff und Desorption von Ammoniak und Kohlendioxid und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Lösung bei einem Druck zwischen 10 und 30 bar oben in eine Reaktionskolonne eingeführt wird und hierin im Gegenstrom zu einem Gasstrom nach unten fliesst, im Kopf der Reaktionskolonne eine Temperatur zwischen 170 und 220 °G aufrechterhalten wird und im Bodem zwischen 180 und 230 ⁰C, aus dem Kopf ein ammoniak-, kohlendioxid- und wasserdampfhaltiges Gasgemisch entfernt, aus dem Bodem eine in der Hauptsache harnstofffreie wässerige Lösung von Ammoniak.und Kohlendioxid abgeführt wird und bei einem Druck von 1-5 bar aus dieser Lösung Ammoniak und Kohlendioxid entfernt werden.The invention thus relates to a process for removing urea, ammonia and carbon dioxide from dilute aqueous solutions by hydrolysis of urea and desorption of ammonia and carbon dioxide and is characterized in that the solution at a pressure between 10 and 30 bar up in a reaction column introduced herein and flows countercurrently to a gas stream down, a temperature between 170 and 220 ° G is maintained in the top of the reaction column and in the bottom between 180 and 230 ⁰ C, removed from the head of an ammonia, carbon dioxide and water vapor-containing gas mixture , From the bottom of a mainly urea-free aqueous solution of ammonia and carbon dioxide is removed and removed at a pressure of 1-5 bar from this solution of ammonia and carbon dioxide.

Wenn die zu behandelnde Flüssigkeit verhältnismässig viel Ammoniak enthält, wie das etwa bei dem bei der Harnstoffherstellung anfallenden Prozesskondensat der Fall ist, werden aus dem Kondensat vorzugsweise vor der Behandlung in der Reaktionskolonne in einer Vordesorptionskolonne bei einem Druck von 1-5 bar möglichst viel Ammoniak und Kohlendioxid entfernt. Das Ammoniak und das Kohlendioxid sind soweit zu entfernen, dass in den untersten Zonen der Reaktionskolonne, in denen die Harnstoffkonzentratibnen niedrig sind, eine weitere Harnstoffhydrolyse nicht verhindert wird. Dabei kann das aus der Reaktionskolonne abgeführte Gasgemisch als Erhitzungs- und Strippmittel verwendet werden. Das in der Reaktionskolonne zu verwendende Erhitzungs- und Strippmittel ist vorzugsweise Dampf von 15-42 bar. Andere Gase sind zwar ebenfalls brauchbar, müssen aber wieder abgeschieden werden, was zusätzliche Kosten mit sich bringt.If the liquid to be treated contains a relatively large amount of ammonia, as is the case with the process condensate obtained in the production of urea, preferably as much ammonia and as much as possible from the condensate before treatment in the reaction column in a pre-desorption column at a pressure of 1-5 bar Carbon dioxide removed. The ammonia and the carbon dioxide must be removed to the extent that further urea hydrolysis is not prevented in the lowest zones of the reaction column in which the urea concentrates are low. In this case, the gas mixture discharged from the reaction column can be used as a heating and stripping agent. The heating and stripping agent to be used in the reaction column is preferably 15-42 bar steam. While other gases are also useful, they must be redeposited, which entails additional costs.

Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnung erläutert werden.The invention will be explained with reference to the accompanying drawings.

In ihr ist die Behandlung von bei der Harnstofferzeugung anfallendem Prozesskondensat schematisch dargestellt.It schematically shows the treatment of process condensate accumulating during the production of urea.

Das im Behälter 1 gesammelte Prozesskondensat wird mit der Pumpe 2 auf einen Druck von 1-5 bar, zum Beispiel 3-4 bar, gebracht und über den Wärmeaustauscher 3 unten in die obere Hälfte der Vordesorptionskolonne 4 eingeleitet. In ihr wird der grösste Teil des gelösten Ammoniaks und des gelösten Kohlendioxids durch die Strippwirkung der in die untere Hälfte eingeführten Gasströme aus der Reaktionskolonne 5 und der Desorptionskolonne 6 sowie die in diesen Gasströmen vorhandene WärmeThe process condensate collected in the container 1 is brought with the pump 2 to a pressure of 1-5 bar, for example 3-4 bar, and introduced via the heat exchanger 3 below into the upper half of the pre-desorption column 4. In it, most of the dissolved ammonia and the dissolved carbon dioxide by the stripping action of the introduced into the lower half of the gas streams from the reaction column 5 and the desorption column 6 and the heat present in these gas streams

ausgetrieben. Das auf diese Weise abgeschiedene'Gasgemisch, das auch Wasserdampf enthält, wird im Rückflusskondensor 7 vollständig kondensiert. Ein geringer Teil des Kondensats wird zum Kopf der Vordesorptionskolonne 4, der grössere Teil über die Leitung 8 in die Harnstoffsynthese eingeführt, zum Beispiel in die Kondensations- und die Absorptionszone der letzten Zersetzungsstufe.expelled. The gas mixture separated off in this way, which also contains water vapor, is completely condensed in the reflux condenser 7. A small portion of the condensate is introduced to the head of the pre-absorption column 4, the greater part via the line 8 in the urea synthesis, for example in the condensation and the absorption zone of the last stage of decomposition.

Die in der Vordesorptionskolonne 4 behandelte Lösung, die neben eine geringe Ammoniak- und Kohlendioxidmenge noch nahezu allen ursprünglich vorhandenen Harnstoff enthält, wird dann durch die Pumpe 9 unter einem Druck von 10-30 bar, zum Beispiel 12,5 bar, über den Wärmeaustauscher10 in den Kopf der Reaktionskolonne 5 eingeführt. Diese Kolonne ist zum Beispiel durch Siebplatten in Abschnitte geteilt, die als ideale Gasblasemischer fungieren. Unten in die Kolonne wird über 11 ein Gasstrom, in der hier dargestellten Ausführung Dampf von 15-30 bar, zum Beispiel 25 bar, eingeleitet. Der Temperaturverlauf über die Länge der Reaktionskolonne wird durch Regeln der Dampfmenge und des Drucks in ihr so eingestellt, dass die Kopftemperatur zwischen 170 und 230 "C und die Bodentempertaur zwisch 180 und 230 ⁰C liegen. Beim Druck von 12,5 bar werden eine Kopftemperatur von 181 ⁰C und eine Bodentemperatur von 193 ⁰C aufrechterhalten. Die mittlere Temperatur beträgt dann etwas 185 "C. Der Dampf liefert die für die Harnstoffhydrolyse und das Verdampfen des Ammoniaks und der Kohlensäure, die dabei freiwerden, benötigte Wärme. Der Harnstoffgehalt der in der Reaktionskolonne 5 nach unten strömenden Lösung sinkt ziemlich schnell, und zwar schneller je nachdem die Temperatur höher ist. Der Endharnstoffgehalt wird nach einer gewissen Verweilzeit durch die Ammoniak- und die Kohlendioxidkottzentration in der Flüssigkeit bestimmt. Aus diesem Grund ist die Vordesorption von Ammoniak und Kohlendioxid zum Erreichen des erforderlichen niedrigen Harnstoffgehaltes von 10 ppm oder weniger meistens notwendig. Bei einer mittleren Temperatur von 185 ⁰C zum Beispiel ist eine Mindestverweilzeit in der Reaktionskolonne von 70 Minuten nötig. Je nachdem die mittlere Temperatur in der Reaktionskolonne höher ist, genügt eine kürzere Verweilzeit.The solution treated in the pre-desorption column 4 which, in addition to a small quantity of ammonia and carbon dioxide, still contains virtually all originally present urea, is then passed through the pump 9 at a pressure of 10-30 bar, for example 12.5 bar, via the heat exchanger 10 in FIG introduced the head of the reaction column 5. This column is divided, for example, by screen plates into sections that function as ideal gas blenders. Down in the column is over 11 a gas stream, in the embodiment shown here steam of 15-30 bar, for example 25 bar initiated. The temperature profile over the length of the reaction column is adjusted by regulating the amount of steam and the pressure in it so that the head temperature between 170 and 230 "C and the soil temperture between 180 and 230 ⁰ C. At the pressure of 12.5 bar, a head temperature of 181 ⁰ C and a bottom temperature of 193 ⁰ C. The average temperature is then somewhat 185 "C. The steam provides the heat needed for urea hydrolysis and vaporization of the ammonia and carbonic acid that are released. The urea content of the solution flowing down in the reaction column 5 drops rather rapidly, and faster as the temperature is higher. The final urea content is determined after a certain residence time by the ammonia and the carbon dioxide concentration in the liquid. For this reason, the predorption of ammonia and carbon dioxide to achieve the required low urea content of 10 ppm or less is mostly necessary. For example, at a mean temperature of 185 ^° C., a minimum residence time in the reaction column of 70 minutes is necessary. Depending on the average temperature in the reaction column is higher, a shorter residence time is sufficient.

Das in der Reaktionskolonne 5 gebildete Gemisch aus abgetriebenen Gasen und abgetriebenen Strippmittel wird aus dem Kopf abgeführt und nach Entspannung in der Reduziervorrichtung 12 auf den Druck, bei dem die Vordesorptionskolonne 4 betrieben wird, in der hierThe mixture formed in the reaction column 5 of aborted gases and aborted stripping agent is removed from the head and after relaxation in the reducing device 12 to the pressure at which the Vordesorptionskolonne 4 is operated in the here

b ά 7 '4 5b ά 7 '4 5

beschriebenen Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens 3-4 bar, in einiger Entfernung unter der Zufuhr des Prozesskondensats in die Vordesorptionskolonne 4 eingeleitet und gibt in dieser einen Teil seiner Wärme an die nach unten strömende Flüssigkeit ab.described embodiment of the inventive method 3-4 bar, introduced at some distance under the supply of the process condensate in the pre-desorption column 4 and is in this part of its heat to the downwardly flowing liquid from.

Die nahezu ganz von Harnstoff befreite Flüssigkeit, die sich im Boden der Reaktionskolonne 5 ansammelt, gibt im Wärmeaustauscher 10 Wärme an den Speisungsstrom dieser Kolonne ab, wird aldann in der Reduziervorrichtung 13 auf einen Druck von 1-5 bar entspannt, zum Beispiel 3,5 bar, und in den Kopf der Desorptionskolonne 6 eingeführt. Das bei der Entspannung freiwerdende Gemisch aus gasförmigem Ammoniak, Kohlendioxid und Wasserdampf wird in ihr sofort abgeschieden, und'die verbleibende Flüssigphase strömt in der Kolonne nach unten im Gegenstrom mit bei 14 herangeführtem Dampf, der genügend Wärme zum Verdampfen von Ammoniak und Kohlendioxid und ferner ein ausreichend strippendes Vermögen enthält, den erforderlichen Ammoniakgehalt von 10 ppm oder weniger zu erreichen. Das Ammoniak und das Kohlendioxid, die abgetrieben sind, sowie der mitgereissene Wasserdampf werden zusammen mit dem im Kopf der Desorptionskolonne abgeschiedene Gasgemisch in den Boden der Vordesorptionskolonne 4 eingeleitet und dienen in ihr als Erhitzungs- und Strippmittel für die zu behandelnde Flüssigkeit.The nearly completely liberated from urea liquid, which accumulates in the bottom of the reaction column 5, in the heat exchanger 10 heat to the feed stream of this column, is then aldann in the reducing device 13 to a pressure of 1-5 bar relaxed, for example 3.5 bar, and introduced into the head of the desorption column 6. The released during the expansion mixture of gaseous ammonia, carbon dioxide and water vapor is deposited in her immediately, and'the remaining liquid phase flows in the column down in countercurrent with 14 zoom led steam, the heat enough to evaporate ammonia and carbon dioxide and further contains enough stripping power to achieve the required ammonia content of 10 ppm or less. The ammonia and the carbon dioxide which have been driven off, as well as the entrained water vapor are introduced together with the gas mixture deposited in the head of the desorption column into the bottom of the pre-desorption column 4 and serve as heating and stripping agent for the liquid to be treated.

Unten aus der Desorptionskolonne 6 wird ein Abstrom mit einer Harnstoff- und einer Ammoniakkonzentration von 10 ppm oder weniger abgeführt. Ein Teil der in diesem Strom vorhandenen Wärme wird im Wärmeaustauscher 3 zum Vorwärmen der in der Vordesorptionskolonne 4 zu behandelnden Flüssigkeit verwendet. Danach wird der Abwasserstrom ggf. im Kühler 15 mit Kühlwasser abgekühlt und über die Leitung 16 abgelassen.Downstream of the desorption column 6, an effluent with a urea and an ammonia concentration of 10 ppm or less is removed. Part of the heat present in this stream is used in the heat exchanger 3 to preheat the liquid to be treated in the pre-desorption column 4. Thereafter, the waste water stream is optionally cooled in the cooler 15 with cooling water and discharged via the line 16.

embodiment

Das in einer Harnstoffanlage mit einer Produktion von 1500 tato anfallende Prozesskondensat wird mit Hilfe des vorstehend beschriebenen Verfahrens behandeltThe process condensate produced in a urea plant with a production of 1500 tpd is treated by means of the process described above

Die Mengen sind in kg je Stunde angegeben. The quantities are given in kg per hour.

Das Prozesskondensat, 28.333 kg, enthält 4,38 Gew.-% NH3, 2,95 Gew.-% CO2 und 1,09 Gew.-% Harnstoff und wird im Wärmeaustauscher 3 von 42 ⁰C auf 125 °C erhitzt. In der Vordesorptionskolonne 4 wird die Lösung bei einem Druck von 3,43 bar zuerst im Gegenstrom mit 1.147 kg Gas-The process condensate, 28,333 kg, contains 4.38 wt .-% NH3, 2.95 wt .-% CO2 and 1.09 wt .-% urea and is heated in the heat exchanger 3 of 42 ⁰ C to 125 ° C. In the pre-desorption column 4, the solution is first countercurrently flowed at a pressure of 3.43 bar with 1,147 kg of gas.

£, O -J£, O-J

gemisch aus der Reaktionskolonne 5 in Berührung gebracht, das aus 66 kg NH3, 252 kg C02 und 829 kg Wasserdampf be'steht und eine Temperatur von 181 ⁰C hat, und danach mit 5.562 kg Gasgemisch aus der Desorptionskolonne 6, dessen Zusammensetzung 421 kg NH3, 5 kg CO2 und 5.136 kg Wasserdampf ist und dessen Temperatur 136 ⁰C beträgt. Über den Kopf der Kolonne 4 werden 2.293 kg NH3, 1.720 kg CO2 und 2.528 kg Wasserdampf abgeführt. Dieses Gasgemisch wird vollständig kondensiert, und von der so anfallenden Lösung, die eine Temperatur von 54 ⁰C hat, wird ein Teil, . der aus 876 kg NH3, 657 kg CO2 und 966 kg H2O besteht, als. Rückfluss in die Desorptionskolonne zurückgeführt. Der restliche Teil, der neben 1.562 kg H20 1.417 kg NH3 und 1.063 kg CO2 enthält, wird in die Harnstοffanlage zurückgeführt.from the reaction column 5 contacted, which consists of 66 kg of NH3, 252 kg of CO 2 and 829 kg of water vapor and has a temperature of 181 ⁰ C, and then with 5.562 kg of gas mixture from the desorption column 6, whose composition 421 kg NH3 , 5 kg of CO2 and 5,136 kg of water vapor and whose temperature is 136 ⁰ C. 2.293 kg of NH3, 1.720 kg of CO2 and 2.528 kg of steam are removed via the top of column 4. This gas mixture is completely condensed, and of the resulting solution, which has a temperature of 54 ⁰ C, a part,. which consists of 876 kg NH3, 657 kg CO2 and 966 kg H2O, as. Return flow back into the desorption column. The remainder, which in addition to 1,562 kg H20 contains 1,417 kg NH3 and 1,063 kg CO2, is returned to the urea plant.

In der Vordesorptionsstufe sind also bereits 75 % des ursprünglichen NH3 entfernt wordenIn the pre-desorption stage, 75% of the original NH3 has already been removed

' Die desorbierte Lösung enthält neben 30.349 kg Wasser 310 kg NH3, -31 kg CO2 und 319 kg Harnstoff, wird mit der Pumpe 9 auf einen Druck von 12,6 bar gebracht und nach Erhitzen von 135 ⁰C auf 183 ⁰C im Wärmeaustauscher 10 oben in die Reaktionskolonne 5 eingeleitet. Die Dampfmenge, die unten in die Reaktionskolonne eingeführt wird, beträgt 1.700 kg, die Temperatur 225 ⁰C und der Druck 24,5 bar. Der in der Zufuhr vorhandene Harnstoff wird nahezu vollständig zu NH3 und CO2 hydrolysiert. Es wird ein Gasgemisch mit der bereits genannten Zusammensetzung abgeführt und von 14,7 bar auf 3,43 bar entspannt.The desorbed solution contains in addition to 30,349 kg of water 310 kg NH3, -31 kg of CO2 and 319 kg of urea, is brought by the pump 9 to a pressure of 12.6 bar and after heating from 135 ⁰ C to 183 ⁰ C in the heat exchanger 10th introduced into the top of the reaction column 5. The amount of steam which is introduced into the bottom of the reaction column is 1700 kg, the temperature 225 ⁰ C and the pressure 24.5 bar. The urea in the feed is almost completely hydrolyzed to NH3 and CO2. It is discharged, a gas mixture with the aforementioned composition and relaxed from 14.7 bar to 3.43 bar.

Das Bodenprodukt aus der Reaktionskolonne besteht aus 31.127 kg Wasser, 419 kg NH 3 und 6 kg CO2 und wird zum Vorwärmen des Speisungsstroms der Reaktionskolonne verwendet, wobei die Tempertur von 193 ⁰C auf 146 ⁰C sinkt. Durch Entspannung im Kopf der Desorptionskolonne 6 wird der Druck wieder auf 3,43 bar erniedrigt, wobei die Tempertur weiter auf 136 ⁰C sinkt. In dieser Kolonne wird die Lösung mit 5.000 kg Dampf von 147 ⁰C gestrippt. Dabei fallen die 5.562 kg Gasgemisch an, die unten in die Vordesorptionskolonne eingeführt werden. Mit dem aus dem Bodem der Desorptionskolonne 6 abgeführten Wasser wird zuerst das zu behandelnde Prozesskondensat vorerwärmt, wobei die Temperatur von 139 °C auf 63 ⁰C fällt, danach wird es mit Kühlwasser auf 40 ⁰C abgekühlt und abgeführt. Es enthält 6 ppm NH3 und 8 ppm Harnstoff.The bottom product from the reaction column consists of 31,127 kg of water, 419 kg of NH 3 and 6 kg of CO2 and is used to preheat the feed stream of the reaction column, the temperature of 193 ⁰ C to 146 ⁰ C decreases. By relaxation in the head of the desorption column 6, the pressure is lowered again to 3.43 bar, the temperature further drops to 136 ⁰ C. In this column, the solution with 5,000 kg of steam of 147 ⁰ C stripped. The 5,562 kg of gas mixture accumulate, which are introduced into the bottom of the pre-absorption column. With the water discharged from the bottom of the desorption column 6, the process condensate to be treated is first preheated, the temperature falling from 139 ° C to 63 ⁰ C, then it is cooled with cooling water to 40 ⁰ C and removed. It contains 6 ppm NH3 and 8 ppm urea.

2 35 5 3 7 3 ~ ap c 07 c /235 537/32 35 5 3 7 3 ~ ap c 07 c / 235 537/3

60 153 12 Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen60 153 12 List of the reference numbers used

11 Behältercontainer 22 Pumpepump 33 Wärmeaustaus eherHeat-up rather 44 VordesorptionskolonneVordesorptionskolonne 55 Reaktionskolonnereaction column 66 Desorptionskolonnedesorption column 77 Rückflußkondensat orReflux condensate or 88th Leitungmanagement 99 Pumpepump 1010 Wärmeaustauscherheat exchangers 1111 DampfzufuhrleitungSteam supply line 1212 Reduziervorrichtungreducer 1313 Reduziervorrichtungreducer lala Dampfzufuhrle itungSteam supply line 1515 Kühlercooler 1616 Leitungmanagement

Claims

«£ / ^ a AD 3248

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CLAIM THE INVENTION

A process for removing urea, ammonia, and carbon dioxide from dilute aqueous solutions by urea hydrolysis, and desorption of ammonia and carbon dioxide, characterized in that the solution is introduced at a pressure of between 10 and 30 bar at the top of a reaction column and here in countercurrent flows to a gas stream down, in the top of the reaction column a temperature between 170 and 220 ⁰ C is maintained and in the bottom between 180 and 230 ⁰ C from the head ammonia, carbon dioxide and water vapor-containing gas mixture and from the ground in the Mainly urea-rich aqueous solution of ammonia and carbon dioxide are removed and then removed at a pressure of 1-5 bar from this solution of ammonia and carbon dioxide.

2. The method according to item 1, characterized in that are removed from the urea, ammonia and carbon dioxide solution before treatment in the reaction column at a pressure of 1-5 bar in a predosorption zone ammonia and carbon dioxide.

3. The method according to item 1 or 2, characterized in that the gas stream in the reaction column is steam.

4. The method according to item 3, characterized in that steam is used at a pressure of 15-42 bar.

5. The method according to item 1 to 4, characterized in that from the discharged from the bottom of the reaction column solution of ammonia and carbon dioxide is removed by being stripped in countercurrent with steam.

6. The method according to item 1 to 5, characterized in that the reaction column to be supplied solution is preheated by heat exchange with the discharged from the bottom of the column solution.

7. The method according to item 2 to 6, characterized in that the discharged from the top of the reaction column gas mixture is introduced after expansion to a pressure of 1-5 bar in the predosorption zone.

8. The method according to item 2 to 7, characterized in that the separated from the bottom solution of the reaction column ammonia and koh-1endioxidhaltige gas mixture is introduced into the predosorption zone.

C 07 G / 235 537/3 60 163 12

9. The method according to item 2 to 8, characterized in that the discharged from the pre-desorption gas mixture condensed and the resulting dilute aqueous solution of ammonia and carbon dioxide is at least partially worked up in the production of urea.

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