DD252364A1

DD252364A1 - METHOD FOR SEPARATING THE LIGHT-FLUID COMPONENTS FROM THE WASTEWATER OF THE PRINTING GASIFICATION OF BROWN COAL

Info

Publication number: DD252364A1
Application number: DD29405286A
Authority: DD
Inventors: Siegfried Weiss; Herbert Herfurth; Klaus Lessig; Klaus Schmidt; Klaus Hoppe; Erhard Prott
Original assignee: Leipzig Chemieanlagen
Priority date: 1986-09-01
Filing date: 1986-09-01
Publication date: 1987-12-16

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung von Ammoniak und organischen leicht fluechtigen Produkten kleiner Konzentration aus Abwaessern der Kohleveredlung mit dem Ziel der Gewinnung von reinem Ammoniak und einem Loesungsmittelgemisch. Das Wesen der Erfindung liegt darin, dass das fluessige Produkt aus dem Kondensator einer Druckkolonne und das gasfoermige Produkt einer Absorptionskolonne zugefuehrt wird, in der das gasfoermige Produkt mit Wasser gewaschen, ueber einen Waermeuebertrager geleitet und mit dem fluessigen Produkt aus dem Kondensator einer Druckkolonne zugefuehrt wird, in der es unter Druck zu reinem Ammoniak am Kopf und in ein Sumpfprodukt getrennt wird, das in einer weiteren Destillationskolonne durch Destillation bei atmosphaerischem Druck in ein Kopfprodukt aus Methanol, Ketone und Nitrile und in ein Sumpfprodukt aus reinem Wasser zerlegt wird. Die Erfindung wird in Betrieben der Braunkohleveredlung, insbesondere der Kohledruckvergasung, zur Behandlung der dort anfallenden Abwaesser angewendet. FigurThe invention relates to a process for the separation of ammonia and organic volatile products of low concentration from effluents of coal upgrading with the aim of obtaining pure ammonia and a solvent mixture. The essence of the invention is that the liquid product from the condenser of a pressure column and the gaseous product is fed to an absorption column in which the gaseous product is washed with water, passed through a heat transfer medium and fed with the liquid product from the condenser to a pressure column in which it is separated under pressure to pure ammonia at the top and in a bottom product, which is decomposed in a further distillation column by distillation at atmospheric pressure in a top product of methanol, ketones and nitriles and in a bottom product of pure water. The invention is used in operations of brown coal refining, in particular the coal-pressure gasification, for the treatment of the wastewater produced there. figure

Description

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Field of application of the invention

Das Verfahren wird in der chemischen und kohleveredelnden Industrie zur Reinigung von Abwässern mit kleinen Ammoniak- und Lösungsmittelgehalten eingesetzt, wobei die genannten Stoffe als Wertprodukte gewonnen werden.The process is used in the chemical and coal refining industry for the purification of wastewater with small ammonia and solvent contents, wherein the substances mentioned are obtained as valuable products.

Characterization of the known technical solutions

Es ist bekannt, daß die Abtrennung von Ammoniak aus Abwässern der Erdölverarbeitung mit mehr als 1 % Ammoniakgehalt gemäß DD-WP 131254 dadurch realisiert wird, daß die Dämpfe mit ammoniakarmem Heißwasser, das Abgas mit Einsatzwasser in einer Abgaswäsche, und das Ammoniakgas mit Wasser, wäßrigen Lösungen oder Waschöl gewaschen werden. Dadurch wird ein Ammoniakwasser mit maximal 25 Ma.-% Ammoniak gewonnen.It is known that the separation of ammonia from wastewater of petroleum processing with more than 1% ammonia content according to DD-WP 131254 is realized in that the vapors with ammoniakarmem hot water, the exhaust gas with feed water in an exhaust scrubbing, and the ammonia gas with water, aqueous Solutions or wash oil are washed. As a result, an ammonia water with a maximum of 25 wt .-% ammonia is recovered.

Weiterhin ist ein Verfahren nach DD-WP 157500 bekannt, bei dem dieammoniakhaltigen Dämpfe bei einem Druck von 1,0 bis 2,0MPa behandelt werden, wobei wasserfreies Ammoniak gewonnen wird.Furthermore, a method according to DD-WP 157500 is known in which the ammonia-containing vapors are treated at a pressure of 1.0 to 2.0 MPa, whereby anhydrous ammonia is recovered.

Nach DD-WP 207187 ist ein weiteres Verfahren zur Abtrennung von Ammoniak aus Industrieabwässern bekannt, bei dem die Verfahrensschritte biochemische Vorbehandlung, thermischer Ammoniakabtrieb und biochemische Nachbehandlung durchgeführt werden. Es entsteht ein Ammoniakwasser mit maximal 25% Ammoniak. Die Abtrennung von organischen Stoffen wie Methanol wird nicht gelöst.According to DD-WP 207187 a further process for the separation of ammonia from industrial wastewater is known in which the process steps biochemical pretreatment, thermal ammonia stripping and biochemical aftertreatment are carried out. The result is an ammonia water with a maximum of 25% ammonia. The separation of organic substances such as methanol is not solved.

Nach DD-WP 134441 ist ein Verfahren zur Aufarbeitung von Abwässern, die Ammoniak und Nitratsalze enthalten, bekannt, wobei bei der Gewinnung der Nitratsalze entstehender Wasserdampf zum NH₃-Abtrieb verwendet wird, Alle diese bekannten Verfahren haben den Nachteil, daß Abwässer aus der Kohleveredlung, die organische Verunreinigungen wie Methanol, Aceton, Acetonitril und andere enthalten, nicht mit diesen Verfahren behandelt werden können bzw. bei einer Behandlung nach diesen Verfahren ein mit den genannten organischen Verbindungen verunreinigtes Ammoniakwasser entsteht. Weiterhin wird meist nur ein Ammoniakwasser geringen Ammoniakgehaltes (maximal 25 Ma.-%) erzeugt.According to DD-WP 134441 a process for the treatment of waste water containing ammonia and nitrate salts is known, wherein in the recovery of the nitrate salts resulting water vapor is used for NH ₃ -Abtrieb, All these known methods have the disadvantage that effluents from coal upgrading containing organic impurities such as methanol, acetone, acetonitrile and others, can not be treated by these methods or, in a treatment according to these methods, an ammonia water contaminated with said organic compounds is formed. Furthermore, usually only one ammonia water low ammonia content (maximum 25 Ma .-%) is generated.

Object of the invention

Der Erfindung liegt das Ziel zugrunde, ein Verfahren zur Anwendung zu bringen, das aus den Abwässern der Kohleveredlung die leicht flüchtigen Inhaltsstoffe geringer Konzentration (Ammoniak, organische Lösungsmittel,wie Methanol, Aceton und Acetonitril) mit hoher Zuverlässigkeit und guter Produktqualität abtrennt und als Wertprodukte gewinnt. Gleichzeitig wird die Umweltbelastung durch Schadstoffe verringert.The invention has for its object to bring a process for application, which separates from the effluents of the coal upgrading the low-volatile ingredients (ammonia, organic solvents such as methanol, acetone and acetonitrile) with high reliability and good product quality and wins as value products , At the same time, the environmental impact of pollutants is reduced.

Essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Entfernung und Gewinnung von technisch wasser- und lösungsmittelfreiem Ammoniak aus Abwässern der Kohleveredlung (Gas- und Schwelwassern) zu entwickeln. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, indem das in einem Kondensator anfallende flüssige Produkt direkt einer Druckkolonne und das anfallende gasförmige Produkt einer Absorptionskolonne zugeführt wird, in der das gasförmige Produkt unter atmosphärischem Druck mit Wasser, dem Sumpfprodukt aus einer Destillationskolonne, gewaschen wird. Nachfolgend wird das Sumpfprodukt der Destillationskolonne über einen Wärmeübertrager geleitet und gemeinsam mit dem flüssigen Produkt aus dem Kondensator der Druckkolonne zugeführt, in der es mit einem Rücklaufverhältnis von 0,2 ...2 mit 30 bis 45 Böden durch Destillation unter Druck von 0,8 bis 2MPa in Ammoniak am Kopf mit einer Reinheit von mindestens 0,999 Massenanteilen und in ein Sumpfprodukt getrennt werden, wobei das Ammoniak einem Kondensator zugeleitet und durch Wasser kondensiert wird. Anschließend wird das Sumpfprodukt der Druckkolonne in die Destillationskolonne geleitet und durch Destillation bei atmosphärischem Druck mit einem Rücklaufverhältnis von 2 bis 6 mit 50 bis 70 Böden in ein Kopfprodukt, bestehend aus Methanol, Ketonen und Nitrilen, mit einer Reinheit von mindestens 99,5Ma.-% und in ein Sumpfprodukt, bestehend aus Wasser und einer Reinheit von mindestens 99,9Ma.-% zerlegt. Das ebenfalls gasförmige Produkt des Kondensators der Druckkolonne wird entspannt und dem gasförmigen Produkt aus dem Kondensator zugemischt. Das gesamte gasförmige Produkt wird in der Absorptionskolonne mit 5 bis 20 kg reinem Wasser, bezogen auf 1 m³ Abwasser gewaschen.The invention has for its object to develop a process for the removal and recovery of technically water and solvent-free ammonia from effluents of coal upgrading (gas and carbonization). According to the invention, the object is achieved by supplying the liquid product obtained in a condenser directly to a pressure column and the resulting gaseous product to an absorption column in which the gaseous product is washed under atmospheric pressure with water, the bottom product from a distillation column. Subsequently, the bottom product of the distillation column is passed through a heat exchanger and fed together with the liquid product from the condenser of the pressure column in which it with a reflux ratio of 0.2 ... 2 with 30 to 45 trays by distillation under pressure of 0.8 to 2MPa in ammonia at the top with a purity of at least 0.999 parts by mass and be separated into a bottom product, wherein the ammonia is fed to a condenser and condensed by water. Subsequently, the bottom product of the pressure column is passed into the distillation column and by distillation at atmospheric pressure with a reflux ratio of 2 to 6 with 50 to 70 trays in a top product consisting of methanol, ketones and nitriles, with a purity of at least 99.5Ma.-. % and decomposed into a bottom product consisting of water and a purity of at least 99.9Ma .-%. The likewise gaseous product of the condenser of the pressure column is expanded and admixed with the gaseous product from the condenser. The entire gaseous product is washed in the absorption column with 5 to 20 kg of pure water, based on 1 m ^{3 of} wastewater.

embodiment

Das erfindungsgemäße Verfahren wird an Hand eines technologischen Schemas (Fig.) erläutert Fig.: Technologisches Schema. Es wird angenommen, daß 500 m³/h Abwasser der folgenden Zusammensetzung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt werden: 3,2 kg/m³ Ammoniak 3,9 kg/m³ CO₂ The method according to the invention is explained by means of a technological scheme (FIG. 1). FIG .: Technological scheme. It is assumed that 500 m ³ / h of waste water of the following composition are treated by the process according to the invention: 3.2 kg / m ³ ammonia 3.9 kg / m ³ CO ₂

1,5kg/m³ Methanol, Ketone, Nitrile 5,0 kg/m³ Phenole 1,9 kg/m³ Fettsäuren.1.5 kg / m ³ methanol, ketones, nitriles 5.0 kg / m ³ phenols 1.9 kg / m ³ fatty acids.

Für das erfindungsgemäße Verfahren werden vier Kolonnen, Pos. 2,3,4,7 benötigt. Pos. 7 entspricht dabei dem bekannten Stand der Technik.For the process according to the invention four columns, Pos. 2,3,4,7 are required. Pos. 7 corresponds to the known prior art.

In Kolonne 7 werden in bekannter Weise alle leichtflüchtigen Komponenten, wie Ammoniak, Aceton, Methanol, Acetonitril, weiterhin COj (soweit nicht chemisch gebunden) über Kopf mit Wasserdampf abgetrieben. Vom Ammoniak sind 2,5 bis 2,9 kg/m³ abtreibbar, der Rest ist im Abwasser chemisch gebunden. Gemäß Berechnungen für die Gewinnung von Ammoniakwasser mit etwa 15 IN/ia.-% Ammoniak im Kopf der Kolonne 1, das außerdem das gesamte Methanol (einschließlich Ketone und Nitrile) enthält, wurden folgende Werte ermittelt: effektives Rückiaufverhältnis 5... 10 praktische Bodenzahl 10...30In column 7, all readily volatile components, such as ammonia, acetone, methanol, acetonitrile, and furthermore CO 2 (unless chemically bound) are driven off in the overhead with steam. From 2.5 to 2.9 kg / m ^{3 of} ammonia can be aborted, the rest is chemically bound in the wastewater. According to calculations for the recovery of ammonia water with about 15 IN / ia .-% ammonia in the top of the column 1, which also contains all the methanol (including ketones and nitriles), the following values were determined: effective Rückiaufverhältnis 5 ... 10 practical number of plates 10 ... 30

Der Einlaufboden liegt in der Mitte der Kolonne. Im Sumpf fällt das Wasser mit weniger als 0,0001 Molanteilen leichtflüchtigen Produkten an.The inlet bottom is in the middle of the column. In the sump, the water accumulates with less than 0.0001 mole of volatile products.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird wesentlich durch die Druckkolonne 2 gekennzeichnet, in der aus dem flüssigen Produkt des Kondensators 1 und dem Sumpfprodukt der Absorptionskolonne 3 unter erhöhtem Druck (0,8 bis 2 MPa) am Kopf Ammoniak von 99,9 Ma.-% gewonnen wirdThe process according to the invention is essentially characterized by the pressure column 2, in which ammonia of 99.9% by weight is recovered from the liquid product of the condenser 1 and the bottom product of the absorption column 3 under elevated pressure (0.8 to 2 MPa) at the top

Der Druckkolonne 2 werden zugeführt: 1900 kg/h Ammoniak The pressure column 2 are supplied: 1900 kg / h of ammonia

750 kg/h Methanol 10 000 kg/h Wasser750 kg / h methanol 10 000 kg / h water

Für die Trennung wird die Druckkolonne 2 mit 30 bis 45 Böden benötigt. Die Trennung erfolgt bei einem Rücklaufverhältnis von 0,4... 2. Am Kopf der Druckkolonne 2 fallen jährlich 10800t Ammoniak mit einer Reinheit von 99,9% an. In der Absorptionskolonne 3 wird das gasförmige Produkt des Kondensators 1 und Kondensators 6 der Druckkolonne 2 einem Absorptionsprozeß unterzogen. Dabei wird als Waschmittel das Sumpfprodukt aus der Destillationskolonne 4 benutzt, welches vorher im Wärmeübertrager 5 abgekühlt wird. Jem³ in der bekannten Kolonne 7 eingesetztes Abwasser werden 5 bis 20 kg reines Wasser zum Waschen des gasförmigen Produktes angewendet.For the separation, the pressure column 2 with 30 to 45 trays is needed. The separation takes place at a reflux ratio of 0.4... 2. 10800 t of ammonia having a purity of 99.9% are produced annually at the top of the pressure column 2. In the absorption column 3, the gaseous product of the condenser 1 and condenser 6 of the pressure column 2 is subjected to an absorption process. In this case, the bottom product from the distillation column 4 is used as a detergent, which is previously cooled in the heat exchanger 5. In the wastewater used in the known column 7, ³ to 5 kg of pure water are used for washing the gaseous product.

Die Trennung des Sumpfproduktes der Druckkolonne 2 erfolgt in der Destillationskolonne 4 mit einer Bodenzahl von 50 bis 70 Böden bei einem Rücklaufverhältnis 2 bis 6. Als Kopfprodukt entsteht ein wasserfreies Lösungsmittelgemisch von 750 kg/h bzw. 6000t/a, bestehend aus Methanol, Ketonen und NitrilenThe separation of the bottom product of the pressure column 2 takes place in the distillation column 4 with a plate number of 50 to 70 plates at a reflux ratio 2 to 6. The top product is an anhydrous solvent mixture of 750 kg / h or 6000t / a, consisting of methanol, ketones and nitrites

Als Sumpfprodukt fällt faktisch reines Wasser an. The bottoms product is in fact pure water.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens liegen darin, daß Abwasser der Braunkohleveredlung gereinigt werden können, wobei als Wertprodukte reines Ammoniak und ein Lösungsmittelgemisch gewonnen werden. Die Anwendung des Verfahrens stellt einen Beitrag zum Umweltschutz darThe advantages of the method according to the invention lie in the fact that waste water from lignite processing can be purified, pure ammonia and a solvent mixture being obtained as desired products. The application of the method is a contribution to environmental protection

Hohe Zuverlässigkeit des Verfahrens sowie eine gute Produktqualität werden erreicht. High reliability of the process as well as good product quality are achieved.

Claims

1. A process for the separation of the volatile components from the waste gas of the pressure gasification of lignite, in which the volatile components are driven by heat at the bottom at atmospheric pressure overhead from a column and condensed in a downstream condenser, characterized in that the from Condenser (1) resulting liquid product directly to a pressure column (2) and the resulting gaseous product of an absorption column (3) are supplied, in which the gaseous product under atmospheric pressure with water, the bottom product from a distillation column (4), is washed and subsequently passed through a heat exchanger (5) and fed together with the liquid product from the condenser (1) of the pressure column (2) and with a reflux ratio of 0.4 to 2 with 30 to 45 trays by distillation under pressure of 0.8 to 2 , 0 MPa in ammonia at the top with a purity of at least 0.999 mass and separated into a bottom product, wherein the ammonia is passed into a condenser (6) and condensed by water, and then passed the bottom product of the pressure column (2) in a distillation column (4) and by distillation at atmospheric pressure with a reflux ratio of 2 to 6 with 50 to 70 trays is decomposed into a top product of methanol, ketones and nitriles with a purity of at least 99.5 wt .-% and in a bottom product consisting of water with at least 99.9 wt .-%.

2. A process for the separation of the volatile components from the waste gas of the pressure gasification of lignite according to claim 1, characterized in that the gaseous product in the absorption column (3) with 5 to 20 kg of pure water, based on 1 m ^{3 of} wastewater is washed.

3. A process for the separation of volatile components from the waste water of the pressure gasification of lignite according to claim 1, characterized in that the resulting gaseous product in the condenser (6) is expanded and the gaseous product from the condenser (1) is admixed.

4. A process for the separation of the volatile components from the waste water of the pressure gasification of lignite according to claim 1, characterized in that the bottom product of the distillation column (4) before entering the absorption column (3) via the heat exchanger (5) is passed.