DD227948A1

DD227948A1 - METHOD FOR OBTAINING AMMONIA FROM SULFUR HYDROGEN AND / OR CARBON DIOXIDE-CONTAINING AMMONIA WATER

Info

Publication number: DD227948A1
Application number: DD26714384A
Authority: DD
Inventors: Klaus Roland; Rainer Guenther; Friedrich Kraft
Original assignee: Dresden Komplette Chemieanlag
Priority date: 1984-09-10
Filing date: 1984-09-10
Publication date: 1985-10-02
Also published as: DE3517531A1

Abstract

Die Erfindung beinhaltet die thermische Gewinnung von Ammoniak aus schwefelwasserstoff- und/oder kohlendioxidhaltigem Ammoniakwasser. Die nach dem thermischen Ammoniakabtrieb und der nachfolgenden Gaswaesche entstehende Loesung soll, bevor sie zur Entsaeuerung gelangt, derart behandelt werden, dass sie ein moeglichst grosses Gewichtsverhaeltnis von Sauergasen zu Ammoniak aufweist. Dies wird erreicht, indem man den Ammoniakgehalt der bei der Gaswaesche entstehenden Loesung bei Temperaturen unterhalb von 60C, vorzugsweise bei 40 bis 55C durch Waermezufuhr und Einblasen von Inertgas im Gegenstrom reduziert. Das dabei entstehende Ammoniak-Inertgas-Gemisch wird abgezogen und durch Waschen mit Wasser von Ammoniak befreit. Die bei dieser Waesche entstehende Loesung wird in den thermischen Ammoniakabtrieb zurueckgefuehrt. Die Erfindung wird insbesondere in der Erdoel- und Kohlechemie bei der Reinigung von Abwaessern, die bei der Kohleveredlung oder bei der Hydrierung von Fluessigprodukten der Erdoel- oder Kohleverarbeitung anfallen, angewendet. Fig. 1The invention involves the thermal recovery of ammonia from hydrogen sulfide and / or carbon dioxide-containing ammonia water. The solution resulting from the thermal ammonia stripping and the subsequent gas scrubber should, before it reaches the point of desaturation, be treated in such a way that it has as great as possible a weight ratio of acid gases to ammonia. This is achieved by reducing the ammonia content of the resulting solution in the gas wash solution at temperatures below 60C, preferably at 40 to 55C by heat and blowing inert gas in countercurrent reduced. The resulting ammonia-inert gas mixture is drawn off and freed from ammonia by washing with water. The solution resulting from this laundry is returned to the thermal ammonia output. The invention is particularly used in petroleum and coal chemistry in the purification of effluents incurred in coal upgrading or in the hydrogenation of petroleum or coal processing liquid products. Fig. 1

Description

Verfahren zur Gewinnung von Ammoniak aus schwefelwasserstoff- und/oder kohlendioxidhaltigern AmmoniakwasserProcess for the production of ammonia from ammonia water containing hydrogen sulphide and / or carbon dioxide

Field of application of the invention

Die Erfindung wird bei der thermischen Gewinnung von Ammoniak einerseits und Sauergasen, wie Schwefelwasserstoff und/oder Kohlendioxid andererseits, in getrennter Form aus diese Bestandteile enthaltendes Wasser, insbesondere zur Reinigung von Abwässern, die bei der Kohleveredlung oder bei der Hydrierung von Flüssigprodukten der Erdöl- oder Kohleverarbeitung anfallen, angewendet.The invention is in the thermal recovery of ammonia on the one hand and acid gases, such as hydrogen sulfide and / or carbon dioxide on the other hand, in separate form from these constituents water, in particular for the purification of waste water, in the coal upgrading or in the hydrogenation of liquid products of petroleum or Coal processing incurred, applied.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Wässer, die Ammoniak, Schwefelwasserstoff und/oder Kohlendioxid, gegebenenfalls auch Blausäure und organische Inhaltsstoffe enthalten, treten in der Industrie vorwiegend als lä- stige Abwässer bei der Kohle- und Erdölveredelung auf. Sie bedürfen einer intensiven Reinigung, bevor sie in die natürlichen Gewässer abgelassen oder zur Wiederverwendung recyklisiert werden. Es treten jedoch auch nicht als Abwässer zu bezeichnende Gemische aus Ammoniak, Kohlendioxid und Wasser,Waters containing ammonia, hydrogen sulphide and / or carbon dioxide, and possibly also hydrocyanic acid and organic constituents, are predominantly present in industry as slow-moving wastewater in coal and oil refining. They require intensive cleaning before they are discharged into natural waters or recycled for reuse. However, mixtures of ammonia, carbon dioxide and water which are not wastewater are also encountered.

z. B. bei der Harnstoff- und Melaminsynthese auf, bei denen es notwendig ist, den Ammoniak getrennt von dem Kohlendioxid wiederzugewinnen.z. As in the urea and melamine synthesis, where it is necessary to recover the ammonia separated from the carbon dioxide.

Ältere Verfahren haben eine chemische Umsetzung entweder mit der basischen oder der sauren Komponente, jedoch vorwiegend mit dem Ammoniak im Sättigerbetrieb, zur Grundlage. Auf Kosten dieser Verfahren hat sich die Aufarbeitung dieser Wässer zu den einzelnen Komponenten Ammoniak, Sauergase und WasserOlder processes are based on a chemical reaction with either the basic or the acidic component, but predominantly with the ammonia in saturation mode. At the expense of these methods, the workup of these waters to the individual components of ammonia, acid gases and water

auf destillativem Wege mehr und mehr durchgesetzt.more and more enforced by distillation.

Grundlage dieser Verfahren ist die Kombination der Entsäuerung, also einer selektiven thermischen Sauergasabtrennung mit dem thermischen Ammoniakabtrieb. Überwiegt der Ammoniakgehalt im Einsatzwasser dem der Sauergase, so erfolgt die Entsäuerung nicht am Einsatzwasser, sondern an einer Waschlösung, die bei der Wäsche des Dämpfegeraisches des thermischen NH₃-Abtriebes entsteht.The basis of these methods is the combination of deacidification, ie a selective thermal acid gas separation with the thermal ammonia output. If the ammonia content in the feedwater outweighs that of the acid gases, the deacidification does not take place on the feed water, but rather on a wash solution which is produced during the washing of the steam separator of the thermal NH ₃ drive.

Da die Entsäuerung nicht vollständig durchführbar ist, sondern immer ein mehr oder weniger großer Anteil der Sauergase im Wasser verbleibt, führt der Ammoniak-Abtrieb nicht sofort zum reinen Ammoniak. Reiner Ammoniak wird erst nach erfolgter, bereits oben erwähnter Wäsche bei gleichzeitiger Kühlung des Ammoniak-Dampfes erhaltenSince the deacidification is not completely feasible, but always a more or less large proportion of the acid gas remains in the water, the ammonia output does not immediately lead to pure ammonia. Pure ammonia is obtained only after completed, already mentioned above laundry with simultaneous cooling of the ammonia vapor

Es ist also immer notwendig, die erhaltene Waschlösung, in der die nicht abgetrennten Sauergase konzentriert sind und die entsprechend den Waschbedingungen eine große Menge Ammoniak enthält, der Entsäuerungsstufe zurückzuführen. Damit wird die Entsäuerungsstufe mit dem zurückgeführten Ammoniak belastet, da der Entsäuerungsgrad mit steigender Ammoniakonzentration zurückgeht. Im Falle, daß die Entsäuerung nicht am Einsatzwasser, sondern an der Waschlösung allein durchgeführt wird, ist es ebenso von nachteiliger Wirkung, daß die Ammoniakmenge der Waschlösung im Verhältnis zur Sauergasmenge bei den bekannten technischen Lösungen noch sehr hoch ist. It is therefore always necessary to recycle the resulting washing solution in which the non-separated acid gases are concentrated and which contains a large amount of ammonia in accordance with the washing conditions, to the deacidification stage. Thus, the deacidification is charged with the recycled ammonia, since the Sääuerungsgrad decreases with increasing ammonia concentration. In the case that the deacidification is not carried out on the feed water, but on the washing solution alone, it is also of adverse effect that the amount of ammonia of the washing solution in relation to the amount of acid gas in the known technical solutions is still very high.

Um die Ammoniakmenge in der zur Entsäuerung geführten Waschlösung zu verringern, ist sowohl in der DE-PS 1205956 als auch in der DE-OS 2527985 vorgeschlagen worden, die Waschlösung im Sumpf einer Abtreibereinrichtung auf 65 ⁰C bzw. auf 60 bis 90 ⁰C zu erwärmen, um Ammoniak abzutreiben. Durch diese Arbeitsweise kann jedoch noch immer nicht soviel Ammoniak abgetrieben werden wie es wünschenswert wäre, da im Verhältnis zu Ammoniak auch die Sauergase, insbesondere Schwefelwasserstoff, bei den obengenannten Temperaturen mit abgetrieben werden, die zurückgewaschen werden müssen.In order to reduce the amount of ammonia in the run for deacidification wash solution, has been proposed in both DE-PS 1205956 and DE-OS 2527985, the wash solution in the bottom of a Abtreibereinrichtung to 65 ⁰ C and 60 to 90 ⁰ C. warm up to abort ammonia. By this procedure, however, not so much ammonia can still be driven off as would be desirable since, in relation to ammonia, the acid gases, in particular hydrogen sulphide, are also driven off at the abovementioned temperatures, which have to be washed back.

Es ist weiter bekannt, daß zur Durchführung des Verfahrens, insbesondere bei Gehalten über 1,5 % Ammoniak in den abzutreibenden Wässern die Entsäuerung unter höherem Druck durchgeführt wird, da, wie bereits H. Limbach 1942 im "Archiv für bergbauliche Forschung", Jahrgang 3, Heft 1, S. 49 ff, gefun-It is also known that for carrying out the process, especially at levels above 1.5% ammonia in the abetted water deacidification is carried out under higher pressure, since, as already H. Limbach 1942 in the "Archive for Mining Research," Volume 3 , Issue 1, p. 49 ff, found

den hat und beweisen konnte, daß mit höherem Druck der Entsäuerungsgrad größer ist als bei Normaldruck. In der bereits erwähnten DE - OS 2527985 wird vorgeschlagen, die Entsäuerung bei 3 bis 25 bar durchzuführen. Damit entsteht jedoch ein höherer apparativer Aufwand. Weiterhin ist auch vorgeschlagen worden, das zu entsäuernde Wasser mit Wasser zu verdünnen, um den Entsäuerungsgrad zu verbessern, wie das bei niedrigeren Ammoniakgehalten naturgemäß möglich ist. So wird in der DE-PS 1118765 empfohlen, 20 bis 25 %iges Ammoniakwasser, aus dem reiner Ammoniak gewonnen werden soll, anstatt bei 40 bis 60 atü bei 8 bis 15 atü nach Verdünnung auf etwa 7 bis 12 %iges Ammoniakwasser zu entsäuern. Allerdings wird hierbei durch die Verdünnung der Energieaufwand zur Entsäuerung und zum Ammoniakabtrieb entsprechend größer.had and could prove that with higher pressure, the degree of deacidification is greater than at atmospheric pressure. In the already mentioned DE - OS 2527985 it is proposed to carry out the deacidification at 3 to 25 bar. However, this results in a higher expenditure on equipment. Furthermore, it has also been proposed to dilute the water to be deacidified with water to improve the degree of deacidification, as is naturally possible with lower ammonia levels. It is recommended in DE-PS 1118765, 20 to 25% ammonia water to be recovered from the pure ammonia, instead of at 40 to 60 atü at 8 to 15 atü after dilution to approximately 7 to 12% ammonia water to deacidify. However, the dilution of the energy required for deacidification and the ammonia output is correspondingly greater.

Darüber hinaus ist es aus der DE-PS 1036237 bekannt, aus einem entsäuerten ammoniakhaltigen Rohgaswasser im heißen Zustand mit einem Inertgas den Ammoniak in einer Gegenstromkolonne auszublasen. Dabei wird anschließend der Ammoniak vom Inertgas getrennt und das Inertgas im" Kreislauf zum erneuten Ausblasen von Ammoniak benutzt. Da das Ausblasen des Ammoniaks unmittelbar nach der Entsäuerung des Rohgaswassers erfolgt, werden hierbei neben dem Ammoniak auch die verbliebenen Sauergase mit entfernt, so daß nach dem Ausblasen ein Ammoniak-, Sauergas-Inertgas-Gemisch vorliegt. Damit ist die Gewinnung von reinem Ammoniak nicht Gegenstand dieses Verfahrens.In addition, it is known from DE-PS 1036237 to blow out of a deacidified ammonia-containing crude gas in the hot state with an inert gas, the ammonia in a countercurrent column. The ammonia is then separated from the inert gas and the inert gas is used in the cycle for the renewed blowing out of ammonia Blowing an ammonia, sour gas-inert gas mixture is present., Thus, the extraction of pure ammonia is not the subject of this procedure.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, reines Ammoniak als Gas, das verflüssigt werden kann, oder als konzentriertes Ammoniakwasser und die Sauergase, evtl. noch mit Spuren von Ammoniak, aus diese Bestandteile enthaltendes Wasser mit geringem energetischen und apparativen Aufwand zu gewinnen.The aim of the invention is to win pure ammonia as a gas that can be liquefied, or as concentrated ammonia water and the acid gases, possibly even with traces of ammonia, from these constituents water with low energy and equipment expense.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur thermischen Gewinnung von reinem Ammoniak einerseits und Sauergasen andererseits aus diese Bestandteile enthaltendes Wasser zu entwickeln, bei dem die bei der Gaswäsche ent-The object of the invention is to develop a process for the thermal recovery of pure ammonia on the one hand and acid gases on the other hand from water containing these constituents, in which the

stehende wäßrige Lösung, bevor diese zur Entsäuerung gelangt, derart behandelt wird, daß sie ein möglichst großes Gewichtsverhältnis von Sauergasen zu Ammoniak enthält. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Reduzierung des Ammoniakgehaltes der bei der Gaswäsche entstehenden wäßrigen Lösung bei Temperaturen unterhalb von 60 ⁰C, vorzugsweise bei 40 bis 55 ⁰C durch Wärmezufuhr und Einblasen von Inertgas im Gegenstrom zu der ammoniakhaltigen Lösung erfolgt. Das dabei entstehende Ammoniak-Inertgasgemisch wird abgezogen und durch Waschen mit Wasser vom Ammoniak befreit. Die bei dieser Wäsche entstehende Lösung wird danach dem thermischen Abtrieb zugeführt. Bei der nachfolgend durchgeführten Gaswäsche mit Wasser oder Ammoniakwasser fällt gasförmiger Ammoniak an, welcher verdichtet und verflüssigt werden kann.standing aqueous solution, before it reaches the deacidification, is treated so that it contains the largest possible weight ratio of acid gases to ammonia. The object is achieved in that the reduction of the ammonia content of the resulting gas scrubbing aqueous solution at temperatures below 60 ⁰ C, preferably at 40 to 55 ⁰ C by supplying heat and blowing inert gas in countercurrent to the ammonia-containing solution. The resulting ammonia-inert gas mixture is drawn off and freed from the ammonia by washing with water. The resulting solution in this wash is then fed to the thermal output. During the subsequent gas scrubbing with water or ammonia water, gaseous ammonia accumulates, which can be compressed and liquefied.

Eine Variante sieht vor, daß das entstehende Ammoniak-Inertgas-Gemisch abgezogen und gemeinsam mit dem vom thermischen Abtrieb kommenden, mit Sauergasen verunreinigtem Ammoniak der Gaswäsche unterzogen wird. Anschließend wird das Ammoniak durch Absorption mit Wasser bei gleichzeitiger Kühlung von dem Inertgas getrennt, wobei bei dieser Variation ein konzentriertes Ammoniakwasser entsteht.A variant provides that the resulting ammonia-inert gas mixture is withdrawn and subjected to the coming of the thermal output, acidified with acid gases ammonia gas scrubbing. Subsequently, the ammonia is separated by absorption with water with simultaneous cooling of the inert gas, with this variation, a concentrated ammonia water is formed.

Zweckmäßigerweise wird das Inertgas im Kreislauf gefahren. Hierzu wird es nach der Abtrennung des Ammoniaks wieder zur Reduzierung des Ammoniakgehaltes in die bei der Gaswäsche entstehende Lösung eingeblasen. Dieses Inertgas kann aus Koksofengas bestehen.Conveniently, the inert gas is circulated. For this purpose, it is injected again after the separation of the ammonia to reduce the ammonia content in the resulting gas scrubbing solution. This inert gas may consist of coke oven gas.

Es wurde gefunden, daß das Verhältnis von Sauergasen zu Ammoniak in der Waschlösung durch Abtrieb bei niedrigerer Temperatur einen höheren Wert annimmt als durch Abtrieb bei höherer Temperatur. Bedingung für den Abtrieb ist jedoch, daß die Waschlösung unter niedrigerem Druck am Sieden gehalten wird. Dies wird erreicht durch Einblasen von Inertgas, wodurch der Partialdruck der am Sieden beteiligten Komponenten erniedrigt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren wird in 4 Stufen betrieben. Ist der Gehalt des aufzuarbeitenden Abwassers an sauren Gasen wie Schwefelwasserstoff, Kohlensäure und Blausäure größer als der Gehalt an Ammoniak,It has been found that the ratio of acid gases to ammonia in the washing solution by output at a lower temperature assumes a higher value than by output at higher temperature. The condition for the output is, however, that the washing solution is kept under boiling at lower pressure. This is accomplished by injecting inert gas, thereby lowering the partial pressure of the components involved in the boiling. The process according to the invention is operated in 4 stages. Is the content of the effluent to acidic gases such as hydrogen sulfide, carbonic acid and hydrocyanic acid greater than the content of ammonia,

so erfolgt in der ersten Stufe die destillative Entsäuerung des Abwassers, wobei die sauren Gase abgetrieben werden. Ist jedoch der Ammoniakgehalt des Abwasser größer als der Sauergasgehalt, so wird die Entsäuerung als vierte Stufe durchgeführt, wodurch der thermische Abtrieb zur ersten Stufe wird. Die zweite Stufe des Verfahrens stellt der thermische Abtrieb und die Konzentrierung des Ammoniaks und der vorhandenen bzw. nach der Entsäuerung noch vorhandenen Sauergase dar. In der dritten Verfahrensstufe werden diese Gase mit Wasser oder Ammoniakwasser bei gleichzeitiger Kühlung gewaschen, wobei der gewonnene reine Ammoniak abgezogen wird. Die nachfolgende Reduzierung des Ammoniakgehaltes der bei der vorhergehenden Gaswäsche entstehenden Lösung, welche zur Entsäuerung geführt wird, stellt schließlieh die vierte Verfahrensstufe dar.Thus, in the first stage, the distillative deacidification of the wastewater, wherein the acidic gases are driven off. However, if the ammonia content of the waste water is greater than the sour gas content, the deacidification is carried out as a fourth stage, whereby the thermal output is the first stage. The second stage of the process is the thermal power loss and the concentration of ammonia and the acid gases present or present after deacidification. In the third stage of the process, these gases are washed with water or ammonia water with simultaneous cooling, whereby the recovered pure ammonia is withdrawn , The subsequent reduction of the ammonia content of the resulting in the previous gas scrubbing solution, which is led to deacidification, concludes is the fourth stage of the process.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von drei Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigenThe invention will be explained in more detail below with reference to three exemplary embodiments. In the drawing show

Fig. 1: das Fließschema gemäß den Beispielen 1 und 2, Fig. 2: das Fließschema gemäß dem Beispiel 31: the flow chart according to Examples 1 and 2, Fig. 2: The flow chart according to Example 3

example 1

Aus einem ammoniakhaltigern Abwasser soll gasförmiges Ammoniak gewonnen werden. Durch die Abwasserleitung 1 werden stündlich 24 620 kg mit organischen Bestandteilen verunreinigtes Abwasser mit der ZusammensetzungFrom an ammonia-containing wastewater gaseous ammonia is to be recovered. Through the sewer line 1 per hour 24 620 kg contaminated with organic components wastewater with the composition

610 kg Ammoniak 620 kg Kohlendioxid und 23 390 kg Wasser610 kg of ammonia 620 kg of carbon dioxide and 23 390 kg of water

einer Aufbereitungsanlage zugeführt. Ein Teil dieses Abwassers wird am Kopf der Entsäuerungskolonne 2, die bei Normaldruck arbeitet, aufgegeben. Der andere Teil des aufzubereitenden Abwassers wird im Wärmeübertrager 3 durch heißes gereinigtes Abwasser aus der Ammoniakabtriebskolonne 4 erwärmt und ebenfalls in die Entsäuerungskolonne 2 geführt. Durch Heizen in dem zur Entsäuerungskolonne 2 gehörenden Um*- laufverdampfer werden in dieser Kolonne stündlich 620 kgfed to a treatment plant. Part of this wastewater is at the top of the deacidification column 2, which operates at atmospheric pressure, abandoned. The other part of the effluent to be treated is heated in the heat exchanger 3 by hot purified wastewater from the Ammoniakabtriebskolonne 4 and also fed into the deacidification column 2. Heating in the Umäuerungskolonne 2 belonging Um * - run evaporator are in this column hourly 620 kg

Kohlendioxid allenfalls noch mit Spuren von Ammoniak ausgetrieben und verlassen diese Kolonne am Kopf.Carbon dioxide at best expelled with traces of ammonia and leave this column on the head.

Das entsäuerte Wasser, das die Entsäuerungskolonne 2 an ihrem unteren Teil verläßt, wird mit einer Zusammensetzung vonThe deacidified water leaving the deacidification column 2 at its lower part, is with a composition of

750 kg Ammoniak 200 kg Kohlendioxid und 24 050 kg Wasser750 kg of ammonia 200 kg of carbon dioxide and 24 050 kg of water

in den oberen Teil der Ammoniakabtriebskolonne 4, die bei Normaldruck arbeitet, geführt und dort mit Hilfe des zugehörigen Umlaufverdarapfers erwärmt, wobei die flüchtigen Gase bzw. Dämpfe abgetrieben werden und an ihrem Sumpf das gereinigte Abwasser mit maximal 50 ppm Ammoniak austritt. Diese Dämpfe verlassen die Ammoniakabtriebskolonne 4 an ihrem Kopf und werden im Dephlegmator 5 zum großen Teil kondensiert. Das Kondensat fließt in den ölabscheider 6, in dem die im Abwasser enthaltenen organischen Bestandteile abgetrennt werden und danach zurück in den oberen Teil der Ammoniakabtriebskolonne 4. Dort bewirken sie die Verstärkung der abgetriebenen Gase Ammoniak und Kohlendioxid.in the upper part of the Ammoniakabtriebskolonne 4, which operates at atmospheric pressure, out and there heated by means of the associated Umlaufverdarapfers, wherein the volatile gases or vapors are driven off and exits at their sump, the purified wastewater with a maximum of 50 ppm of ammonia. These vapors leave the Ammoniakabtriebskolonne 4 at its head and are condensed in the dephlegmator 5 to a large extent. The condensate flows into the oil separator 6, in which the organic components contained in the wastewater are separated and then back into the upper part of the Ammoniakabtriebskolonne 4. There they cause the amplification of the aborted gases ammonia and carbon dioxide.

Der im Dephlegmator 5 ni-chtkondensierte Teil des Dampfes setzt sich zusammen ausThe non-condensed part of the steam in the dephlegmator 5 is composed of

937,5 kg Ammoniak 202 kg Kohlendioxid und 155 kg Wasser.937.5 kg of ammonia 202 kg of carbon dioxide and 155 kg of water.

Er wird in den unteren Teil der Waschkolonne 7 geführt und dort einer Gaswäsche unterworfen. Hierzu werden durch die Frischwasserleitung 8 stündlich 505 kg Wasser zugeführt. Mittels zweier Kühlkreisläufe wird in dem ersten und zweiten Kühler 9 und 10 für die gleichzeitige Kühlung gesorgt, um am Kopf der Waschkolonne 7 eine Temperatur von maximal 30 ⁰C aufrecht zu erhalten. Am Kopf dieser Waschkolonne 7 werden stündlich 610 kg Ammoniak durch die Ammoniakleitung 11 abgezogen, welches die Anlage verläßt und nachfolgend verflüssigt oder zu Ammoniakwasser in Wasser gelöst werden kann.It is guided into the lower part of the washing column 7 and subjected there to a gas scrubber. For this purpose, 505 kg of water are fed through the fresh water line 8 every hour. By means of two cooling circuits is provided in the first and second radiator 9 and 10 for the simultaneous cooling in order to maintain a temperature of at most 30 ⁰ C at the top of the scrubbing column 7. At the top of this scrubbing column 7 610 kg of ammonia are withdrawn hourly through the ammonia line 11, which leaves the plant and subsequently liquefied or dissolved into ammonia water in water.

Die am Sumpf dieser Waschkolonne 7 austretende Waschlösung hat die ZusammensetzungThe washing solution leaving the bottom of this scrubbing column 7 has the composition

328 kg Ammoniak 202 kg Kohlendioxid und 600 kg Wasser328 kg of ammonia 202 kg of carbon dioxide and 600 kg of water

Sie wird in der Füllkörperkolonne 12 im Gegenstrora zu etwa 200 m³ Inertgas geführt, erwärmt und bei Temperaturen von 45 ⁰C von einem Großteil des Ammoniaks befreit, so daß die die Füllkörperkolonne 12 verlassende Lösung nur noch 140 kg Ammoniak neben 200 kg Kohlendioxid enthält. Diese Lösung wird über die Rückführleitung 13 in die Entsäuerungskolonne 2 zurückgeführt.It is conducted in the packed column 12 in Gegenstrora to about 200 m ^{3 of} inert gas, heated and freed at temperatures of 45 ⁰ C of a large part of the ammonia, so that the packing column 12 leaving solution contains only 140 kg of ammonia in addition to 200 kg of carbon dioxide. This solution is recycled via the return line 13 into the deacidification column 2.

Durch die relativ niedrige Aramoniakmenge in dieser Lösung, d.h. infolge des wesentlich reduzierten Verhältnisses von Ammoniak zu Kohlendioxid, wird der Aramoniakgehalt im Sumpf der Entsäuerungskolonne 2 nicht in dem Maße erhöht, wie es ohne die Anwendung der hier beschriebenen Maßnahmen der Fall wäre. Dadurch ist es mit dem beschriebenen Verfahren möglich, Abwasser (in der Abwasserleitung 1 kommend) mit einem Gehalt von 24,8 g Ammoniak pro kg Abwasser zu reinigen und aus ihm ein hochreines Ammoniak zu gewinnen, ohne die Anwendung von Überdruck in der Entsäuerungskolonne 2 und ohne das Einsatzwasser (Abwasserleitung l) zu verdünnen, wobei der angegebene Gehalt noch nicht die obere Grenze unter diesen Bedingungen darstellt.Due to the relatively low amount of aronia in this solution, i. due to the substantially reduced ratio of ammonia to carbon dioxide, the Aramoniakgehalt in the bottom of the deacidification column 2 is not increased to the extent that would be the case without the application of the measures described herein. This makes it possible with the described method, wastewater (coming in the sewer line 1) to be purified with a content of 24.8 g of ammonia per kg of waste water and from it to obtain a high-purity ammonia, without the application of pressure in the deacidification column 2 and without diluting the feed water (sewer l), the stated content still not being the upper limit under these conditions.

Am Kopf der Füllkörperkolonne 12 werden stündlich 187,5 kg Ammoniak und 2 kg Kohlendioxid zusammen mit dem Inertgas über die erste Gasleitung 14 abgezogen und der Gastrennkolonne 15 an deren Sumpf zugeführt. Am Kopf dieser Kolonne werden stündlich 560 kg Wasser mit einer Temperatur von 25 ⁰C über die erste Wasserleitung 16 zugeführt. In der Gastrennkolonne 15 werden der Ammoniak und das Kohlendioxid absorbiert. Hierbei wird in zwei Kühlern durch Kühlung von zwei Kreislauflösungen die Absorption bei niedriger Temperatür gehalten.At the top of the packed column 12, 187.5 kg of ammonia and 2 kg of carbon dioxide per hour are withdrawn together with the inert gas via the first gas line 14 and fed to the gas separation column 15 at the bottom thereof. At the top of this column hourly 560 kg of water at a temperature of 25 ⁰ C supplied via the first water line 16. In the gas separation column 15, the ammonia and the carbon dioxide are absorbed. In this case, the absorption is kept at low temper in two coolers by cooling two circulatory solutions.

Das vom Ammoniak befreite Inertgas wird am Kopf der Gastrennkolonne 15 abgezogen und über die Inertgasleitung 17 mitThe freed of ammonia inert gas is withdrawn at the top of the gas separation column 15 and via the inert gas 17 with

Hilfe des Lüfters 18 in die Füllkörperkolonne 12 in deren Sumpf geblasen, wo es erneut zum Abtreiben von Ammoniak dient Die in der Gastrennkolonne 15 entstandene Waschlösung, welcheHelp the fan 18 is blown into the packed column 12 in the sump, where it again serves for the removal of ammonia The resulting in the gas separation column 15 wash solution, which

187,5 kg Ammoniak 2 kg Kohlendioxid und187.5 kg of ammonia 2 kg of carbon dioxide and

560 kg Wasser560 kg of water

enthält, wird über die Waschlosungsruckfuhrleitung 19 der Amraoniakabtriebskolonne 4 zugeführt und an deren Kopf aufgegeben, wobei es gemeinsam mit dem Rücklauf aus dem Dephlegroator 5 in diese Kolonne gelangt.contains, is supplied via the Waschösungsruckfuhrleitung 19 of the Amraoniakabtriebskolonne 4 and abandoned at the top, where it passes together with the return from the dephlegroducer 5 in this column.

Der über die Ammoniakleitung 11 abgezogene Ammoniak ist praktisch frei von Kohlendioxid.The withdrawn via the ammonia line 11 ammonia is virtually free of carbon dioxide.

Example 2

Das aufzubereitende Abwasser enthält neben dem Ammoniak und Kohlendioxid auch Schwefelwasserstoff. Es weist folgende Zusammensetzung auf:The wastewater to be treated contains not only the ammonia and carbon dioxide but also hydrogen sulphide. It has the following composition:

260 kg Ammoniak 150 kg Kohlendioxid 210 kg Schwefelwasserstoff und 21 185 kg Wasser260 kg of ammonia 150 kg of carbon dioxide 210 kg of hydrogen sulphide and 21 185 kg of water

Dieses Abwasser wird so wie in Beispiel 1 beschrieben aufbereitet. Das die Entsäuerungskolonne 2 verlassende Wasser enthältThis wastewater is treated as described in Example 1. The leaving the Entsäuerungskolonne 2 leaving water

400 kg Ammoniak 25 kg Kohlendioxid400 kg of ammonia 25 kg of carbon dioxide

80 kg Schwefelwasserstoff und 21 825 kg Wasser80 kg of hydrogen sulphide and 21 825 kg of water

Das gereinigte Wasser, welches die Anlage verläßt, enthält maximal noch 50 ppm Ammoniak.The purified water leaving the plant contains a maximum of 50 ppm ammonia.

Der in die Waschkolonne 7 eintretende Dampf ist zusammengesetzt ausThe entering into the wash column 7 steam is composed of

595 kg Ammoniak595 kg of ammonia

25 kg Kohlendioxid 145 kg Schwefelwasserstoff und 104 kg Wasser25 kg of carbon dioxide 145 kg of hydrogen sulphide and 104 kg of water

In die Waschkolonne 7 werden über die Frischwasserleitung 8 stündlich 520 kg Wasser zugeführt, welche in den oberen Teil der Kolonne eingebracht werden. Am Kopf der Waschkolonne 7 werden über die Ammoniakleitung 11 pro Stunde 200 kg nahezu reiner Ammoniak abgezogen.In the wash column 7 520 kg of water are fed per hour via the fresh water line 8, which are introduced into the upper part of the column. At the top of the scrubbing column 7, 200 kg of virtually pure ammonia are withdrawn via the ammonia line 11 per hour.

Am Sumpf dieser Waschkolonne 7 treten stündlichAt the bottom of this wash column 7 occur every hour

335 kg Ammoniak335 kg of ammonia

25 kg Kohlendioxid 145 kg Schwefelwasserstoff und 675 kg Wasser25 kg of carbon dioxide 145 kg of hydrogen sulphide and 675 kg of water

aus.out.

In der nachfolgenden Füllkörperkolonne 12 wird diese Waschlösung mit ca. 200 m³ Inertgas bei 45 ⁰C von einem Großteil des Ammoniaks befreit, so daß die die Füllkörperkolonne 12 verlassende Lösung nur noch 140 kg Ammoniak neben 25 kg Kohlendioxid und 80 kg Schwefelwasserstoff enthält. Das die Füllkörperkolonne 12 verlassende Inertgas enthält 195 kg Ammoniak, 65 kg Schwefelwasserstoff und 35 kg Wasser. Es wird in der Gastrennkolonne 15 mit 550 kg Wasser behandelt und dabei fast vollständig von diesen Bestandteilen befreit. Die die Gastrennkolonne 15 verlassende Lösung enthältIn the subsequent packed column 12, this washing solution is freed with about 200 m ^{3 of} inert gas at 45 ⁰ C of a large portion of the ammonia, so that the packing column 12 leaving solution contains only 140 kg of ammonia in addition to 25 kg of carbon dioxide and 80 kg of hydrogen sulfide. The inert gas leaving the packed column 12 contains 195 kg of ammonia, 65 kg of hydrogen sulfide and 35 kg of water. It is treated in the gas separation column 15 with 550 kg of water and almost completely freed from these components. The gas leaving column 15 leaving solution contains

195 kg Ammoniak195 kg of ammonia

65 kg Schwefelwasserstoff und 585 kg Wasser65 kg of hydrogen sulphide and 585 kg of water

und wird in die Ammoniakabtriebskolonne 4 zurückgeführt.and is returned to the ammonia stripping column 4.

Example 3

Aus einem Abwasser mit der gleichen Zusammensetzung wie in Beispiel 1 soll eine wäßrige Ammoniaklösung gewonnen werden. Es wird die gleiche Abwassermenge wie im Beispiel 1 beschrieben in der Entwasserungskplonne 2 teilweise von Kohlendioxid befreit und in der Ammoniakabtriebskolonne 2 dem thermischen Ammoniakab trieb unterworfen. Der im Dephlegmator 5 nichtkondensierte Dampf enthältFrom a waste water having the same composition as in Example 1, an aqueous ammonia solution should be obtained. It is the same amount of wastewater as described in Example 1 in the Entwasserungskplonne 2 partially freed from carbon dioxide and subjected to the ammonia drive column 2 the thermal Ammoniakab operation. The non-condensed in Dephlegmator 5 steam contains

750 kg Ammoniak750 kg of ammonia

200 kg Kohlendioxid und200 kg of carbon dioxide and

130 kg Wasser.130 kg of water.

Er wird in die Waschkolonne 7 geführt und einer Gaswäsche unterworfen. Hierzu werden über die erste Ammoniakwasserleitung 20 662 kg einer 20 %igen Ammoniaklösung in den oberen Teil der Waschkolonne 7 aufgegeben. Mittels zweier Kühlkreisläufe wird in den beiden Kühlern 9 und 10 für die gleichzeitige Kühlung gesorgt. Die am Sumpf der Waschkolonne 7 austretende Waschlösung hat die ZusammensetzungIt is passed into the wash column 7 and subjected to gas scrubbing. For this purpose, 662 kg of a 20% strength ammonia solution are introduced into the upper part of the scrubbing column 7 via the first ammonia water line 20. By means of two cooling circuits is provided in the two coolers 9 and 10 for the simultaneous cooling. The washing solution leaving the bottom of the scrubbing column 7 has the composition

308 kg Ammoniak308 kg of ammonia

212 kg Kohlendioxid und 660 kg Wasser.212 kg of carbon dioxide and 660 kg of water.

Sie wird in der Füllkörperkolonne 12 im Gegenstrom zu ca. 200 m³ Inertgas pro Stunde geführt, wobei ihre Temperatur durch den zugehörigen Heizer auf maximal 45 ⁰C gehalten wird. Bei dieser Gegenstrombehandlung wird aus der Waschlösung ein Großteil des Ammoniaks ausgetrieben, so daß die Lösung nur noch 140 kg Ammoniak neben den 200 kg Kohlendioxid enthält. Diese Lösung wird über die Rückführleitung 13 in die Entsäuerungskolonne 2 zurückgeführtIt is performed in the packed column 12 in countercurrent to about 200 m ^{3 of} inert gas per hour, with their temperature is held by the associated heater to a maximum of 45 ⁰ C. In this countercurrent treatment, a large part of the ammonia is expelled from the washing solution, so that the solution contains only 140 kg of ammonia in addition to the 200 kg of carbon dioxide. This solution is recycled via the return line 13 into the deacidification column 2

Das am Kopf der Füllkörperkolonne 12 austretende Inertgas enthält 167,5 kg Ammoniak und 12 kg Kohlendioxid. Es wird über die zweite Gasleitung 21 gemeinsam mit dem aus dem Dephlegmator 5 kommenden Dampf in den unteren Teil der Waschkolonne 7 geführt und dort der Gaswäsche unterzogen. Am Kopf der Waschkolonne 7 werden 742 kg Ammoniak in 200 m³ Inertgas abgezogen und durch die dritte Gasleitung 22 der Absorptionskolonne 23 zugeführt. Die Abtrennung des Ammoniaks aus dem Inertgas erfolgt durch Absorption mit Wasser. Dazu werden über die zweite Wasserleitung 24stündlich 2970 kg Wasser in die Absorptionskolonne 23 aufgegeben. Das ammoniakfreie Inertgas verläßt die Absorptionskolonne 23 an ihrem Kopf und wird durch die Inertgasleitung 17 mit Hilfe des Lüfters 18 wieder in die Füllkörperkolonne 12 zurückgeführt, um dort erneut Ammoniak mit der Waschlösung auszutreiben. Die Kühlung der Ammoniakabsorption in der Absorptionskolonne erfolgt durch zwei Kreisläufe in den zugehörigen Kühlern. Die bei der Absorption entstehende wäßrige Ammoniaklösung von 610 kg Ammoniak in 2440 kg Wasser stellt das Endprodukt dar, welches die Anlage durch die zweite Ammoniakwasserleitung 25 verläßt.The inert gas leaving the top of the packed column 12 contains 167.5 kg of ammonia and 12 kg of carbon dioxide. It is guided via the second gas line 21 together with the coming of the dephlegmator 5 steam in the lower part of the scrubbing column 7 and there subjected to gas scrubbing. At the top of the scrubbing column 7 742 kg of ammonia are withdrawn in 200 m ^{3 of} inert gas and fed through the third gas line 22 of the absorption column 23. The separation of the ammonia from the inert gas is carried out by absorption with water. To this end, 2970 kg of water are fed into the absorption column 23 via the second water line every 24 hours. The ammonia-free inert gas leaves the absorption column 23 at its head and is returned through the inert gas 17 by means of the fan 18 back into the packed column 12, to expel there again ammonia with the washing solution. The cooling of the ammonia absorption in the absorption column is effected by two circuits in the associated coolers. The resulting in the absorption aqueous ammonia solution of 610 kg of ammonia in 2440 kg of water is the final product, which leaves the system through the second ammonia water line 25.

Claims

11 claims

1. A process for the production of ammonia from hydrogen sulfide and / or carbon dioxide-containing ammonia water, in particular from waste water obtained in coal upgrading or in the hydrogenation of liquid products of petroleum or coal processing, while cleaning the wastewater by distillative deacidification of the wastewater, thermal output and Concentration of the ammonia and the existing or after deacidification still existing acid gases, scrubbing these gases with water or ammonia water with simultaneous cooling and withdrawal of pure ammonia obtained here, reducing the ammonia content of the resulting gas scrubbing solution and feeding this solution to Distillative deacidification, characterized in that the reduction of the ammonia content at temperatures below 60 ⁰ C, preferably at 40 to 55 ⁰ C, by supplying heat and blowing inert gas in countercurrent to the ammonia-containing solution, wherein withdrawn the inert gas with the aborted ammonia and freed from ammonia by washing with water and the resulting solution in this wash is supplied to the thermal output or the inert gas withdrawn from the aborted ammonia and together with the coming of the thermal output, contaminated with acid gases ammonia gas scrubbing and subsequently the ammonia is separated by absorption with water.

2. The method according to claim 1, characterized in that - the inert gas is blown again after the separation of the ammonia to reduce the ammonia content in the resulting gas scrubbing solution.

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