DD265886A1 - Verfahren zur abtrennung von kohlendioxid aus einer kohlendioxid und ammoniak enthaltenden loesung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung von Kohlendioxid aus einer Kohlendioxid und Ammoniak enthaltenden Loesung. Das Verfahren ist in der erdoel- und kohleveredelnden Industrie zur Reinigung von Loesungen mit chemisch gebundenem Kohlendioxid und anderen Stoffen, wie z. B. Ammoniak, Methanol, Aceton, die aus Abwaessern gewonnen werden, einsetzbar. Erfindungsgemaess wird das dadurch geloest, dass die Kohlendioxid und Ammoniak enthaltende Loesung in einer Druckkolonne bei einem Druck groesser 2,5 MPa und einer Temperatur groesser 140C behandelt wird und dass die Druck- und Temperaturbedingungen so gewaehlt werden, dass das am Kopf anfallende Gemisch mindestens 80 Vol.-% Kohlendioxid und maximal 1 Vol.-% Ammoniak enthaelt. Figur

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Das Verfahren ist in der erdoi- und kohleveredelnden Industrie zur Reinigung von Losungen mit chemisch gebundenem Kohlendioxid und anderen Stoffen wie Ammoniak, Methanol, Aceton, die aus Abwasser gewonnen werden, einsetzbar

Charakterisierung des bekannten Standes der Technik

Es ist bekannt, daß die Abtrennung von Ammoniak aus Abwassern der Erdölverarbeitung gemäß dem DD WP 131254 dadurch realisiert wird, daß die Dampfe mit ammoniakarmem Heißwasser, das Abgas und Einsatzwasser in einer Abgaswasche und das Ammoniak mit Wasser, wäßrigen Losungen oder Waschol gewaschen werden Dadurch wird Ammoniakwasser mit maximal 25Ma -% Amrromak gewonnen

Weiterhin ^t ein Verfahren nach DD WP 157 500 bekannt, bei dem die ammoniakhaltigen Dampfe, die kein Kohlendioxid enthalten, bei einem Druck von 1,0 2MPa behandelt werden, wobei wasserfreies Ammoniak gewonnen wird Nach DD WP 207187 ist ein weiteres Verfahren zur Abtrennung von Ammoniak aus Industrieabwassern bekannt, bei dem die Verfahrensschritte biochemische Vorbehandlung, thermischer Ammoniakabtrieb und biochemische Nachbehandlung durchgeführt werden Es entsteht ein Ammoniakwasser mit maximal 25% Ammoniak Nach DD WP 134441 ist ei η Verfahren zur Aufarbeitung von Abwassern, die Ammoniak und Nitratsalze enthalten, bekannt, wobei bei der Gewinnung der Nitratsalze entstehender Wasserdampf zum NH₃-Abtneb verwendet wird

Alle diese bekannten Verfahren haben den Nachteil, daß bei der Behandlung von Abwassern aus der Kohleveredlung, die neben den organischen Verunreinigungen wie Methanol u a auch noch große Mengen an Kohlendioxid enthalten, das chemisch an Ammoniak in Form von Karbonaten und Karbamaten gebunden ist, nur ein Ammoniakwasser mit maximal 25Ma -% entsteht, welches dazu noch mit organischen Substanzen wie Methanol u a verunreinigt ist Alle diese Verfahren haben den entscheidenden Nachteil, daß vor der Abtrennung der Stoffe wie Ammoniak, Methanol u a keine ausreichende Abtrennung des Kohlendioxids erfolgt Dadurch kann nicht verhindert werden, daß bei der Aufkonzentnerung von Ammoniak feste Ablagerungen aus Karbamaten und Karbonaten gebildet werden, die zu Verstopfungen in den Anlagenteilen fuhren Durch einen hohen Wassergehalt im Produkt werden diese Salze gelost, so daß die Ammoniakkonzentration auf maximal 25Ma -% beschrankt wird Durch den hohen Wasseranteil im Produkt ist aber immer die Verunreinigung des Ammoniakwassers mit den organischen Stoffen wie Methanol und Aceton untrennbar verbunden

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zu entwickeln, daß durch die Abtrennung von Kohlendioxid aus einer Losung, die aus dem Abwasser der erdölverarbeitenden und kohleveredelnden Industrie gewonnen wird, die ökonomische Gewinnung von reinem Ammoniak ermöglicht wird

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Abtrennung von Kohlendioxid aus einer Kohlendioxid und Ammoniakenthaltenen Losung, die ausdem Abwasser der Kohleveredlung, insbesondere der Druckvergasung von Braunkohle, oder aus einem Abwasser der erdölverarbeitenden Industrie gewonnen wird, zu entwickeln, das mit einfachen apparativen Mitteln und leicht erzeugbaren Prozeßbedingungen die Entfernung des chemisch gebundenen Kohlendioxids vor der Abtrennung der leichtfluchtigen Inhaltsstoffe wie Ammoniak, Methanol, Aceton und gegebenenfalls anderer organischer Stoffe realisiert

Erfindungsgemaß wird die Aufgabe dadurch gelost, daß die Kohlendioxid und Ammoniak enthaltene Losung, welche aus dem Abwasser der Kohleveredlung oder der erdölverarbeitenden Industrie gewonnen wird, in einer Druckkolonne bei einem Druck großer 2,5 MPa und einer Temperatur großer 140⁰C behandelt wird und daß die Druck- und Temperaturbedingungen so gewählt werden, daß das am Kopf anfallende Gemisch mindestens 80VoI -% Kohlendioxid und maximal 1 VoI -% Ammoniak enthalt Bei Drucken großer 2,5MPa und den entsprechend hohen Temperaturen großer 140⁰C ist die Kohiendioxidabscheidung besonders gunstig und vollständig, so daß entsprechend der weiteren Verwendung der Losung nur ein sehr geringer Anteil des Ammoniaks in die Atmosphäre geht Die Verfahrensbedingungen können optimal an das Trennproblem angepaßt werden Eine weitere Möglichkeit der optimalen Anpassung der Prozeßparameter ist durch die Möglichkeit gegeben, aus dem Kopfprodukt Ammoniak, Wasser, Methanol, Aceton und gegebenenfalls andere organische Stoffe auszukondensieren und am Kopf der Druckkolonne zurückzuführen und aus dem Sumpf der Druckkolonne außer Kohlendioxid alle anderen Stoffe der Losung fast vollständig abzuziehen und der weiteren Verarbeitung zuzuführen

Ausfuhrungsbeispiel

Das erfmdungsgemaße Verfahren, in dem eine Losung 5, die aus dem Abwasser der Kohleveredlung, insbesondere der Kohledruckvergasung oder aus dem Abwasser der erdölverarbeitenden Industrie gewonnen wird, in einer Druckkolonne 2 bei einem Druck großer 2,5MPa und einer Temperatur großer 140⁰C behandelt wird, wird anhand eines technologischen Schemas (Fig ) erläutert

Es wird angenommen, daß 500 m³/h Abwasser mit folgender Zusammensetzung behandelt werden 5,0kg/m³ Ammoniak

4 Okg/m³ Kohlendioxid

2,0kg/m^J Methanol, Aceton und gegebenenfalls andere organische Stoffe

Das Verfahren wird in zwei Kolonnen 1 und 2 durchgeführt Kolonne 1 entspricht dabei dem bekannten Stand der Technik In Kolonne 1 werden in bekannter Weise alle leichtfluchtigen Komponenten, wie Ammoniak, Methanol gegebenenfalls andere organische Stoffe, weiterhin CO₂ über Kopf mit Wasserdampf abgetrieben Vom Ammoniak sind 3,8 4,2 kg/m³ abtreibbar (frei oder abtreibbare Verbindungen wie Karbamate), der Rest ist im Abwasser nicht abtreibbar gebunden Am Kopf der Kolonne 1 fallt im Kondensator 3 ein Produkt an, das etwa 15Ma -% Ammoniak, etwa 10% CO₂, 4 bis 6% Methanol/Aceton und Wasser enthalt

Im Sumpfprodukt 7 fallt das Wasser mit weniger als 0,0001 Molanteilen der leichtfluchtigen Produktean Das erfmdungsgemaße Verfahren wird wesentlich durch die Druckkolonne 2 gekennzeichnet, in der die Losung 5 unter einem erhöhten Druck von vorzugsweise 2,5 bis 3MPa bei Temperaturen großer 140⁰C behandelt wird

Am Kopf dieser Druckkolonne 2 fallt dann ein Kopfprodukt 8 an, das einen Kohlendioxidgehalt von mindestens 80% und einen Ammomakgehalt von höchstens 1 % aufweist Durch Kühlung mit einem Kuhlmittel, vorzugsweise Wasser, werden die kondensierbaren Bestandteile des Kopfproduktes 8 wie Ammoniak und Wasser kondensiert und in die Druckkolonne 2 zurückgeführt

Das Kohlendioxid wird in die Atmosphäre entspannt Bei sehr kleinen Ammoniakgehalten im Kopfprodukt 8 kann dieses ohne Teilkondensation direkt in die Atmosphäre entspannt werden Fur die Trennung wird eine Druckkolonne mit 15 bis 25 Boden benotigt

Am Kopf der Druckkolonne 2 fallen jährlich etwa 16000t Kohlendioxid an Das Sumpfprodukt 6 dieser Druckkolonne 2 wird wie bekannt nach dem Verfahren zur Abtrennung der leichtfluchtigen Komponenten nach DD WP 294052 4 weiter verarbeitet, wobei die reinen Stoffe mit der gewünschten Reinheit gewonnen werden können

Die Vorteile des erfmdungsgemaßen Verfahrens liegen darin, daß eine weitestgehend wirksame Abtennung des Kohlendioxids gewahrleistet wird, so daß in nachfolgenden Verfahrensstufen die Bildung fester Ablagerungen aus Karbamaten und Karbonaten sicher verhindert wird Durch die Zwischenschaltung einer wirksamen Kohiendioxidabscheidung wird erst die Herstellung von reinem Ammoniak der gewünschten Reinheit und von Methanol/Aceton als Mischlosungsmittel oder getrennt in reine Produkte möglich

Die volkswirtschaftliche Bedeutung der Erfindung ist daraus zu messen, daß aus einem praktisch wertlosen Kopfprodukt der Kolonne 1 fur das dargestellte Ausfuhrungsbeispiel etwa 16 000 t je Jahr reines Ammoniak und 8 000 t je Jahr Mischlosungsmittel Methanol, Aceton und gegebenenfalls andere organische Stoffe gewonnen werden können

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   1. Verfahren zur Abtrennung von Kohlendioxid aus einer Kohlendioxid und Ammoniak enthaltenden Losung (5), die aus dem Abwasser der Kohleveredlung, insbesondere der Druckvergasung von Braunkohle oaer aus einem Abwasser der erdölverarbeitenden Industrie gewonnen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Losung (5) in einer Druckkolonne (2) bei einem Druck großer 2,5 MPa und einer Temperatur großer 140⁰C behandelt wird
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druck- und Temperaturbedingungen so gewählt werden, daß das Kopfprodukt (8) mindestens 80 Vol.-% Kohlendioxid und maximal 1 Vol.-% Ammoniak enthalt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Kopfprodukt (8) Ammoniak, Wasser, Methanol, Aceton und gegebenenfalls andere organische Stoffe auskondensiert und am Kopf in die Druckkolonne (2) zurückgeführt werden und daß aus dem Sumpfprodukt das dort anfallende Gemisch aus Ammoniak, Wasser, Methanol, Aceton und gegebenenfalls anderen organischen Stoffen abgezogen wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sumpfprodukt aus Wasser, Ammoniak, Methanol, Aceton und gegebenenfalls anderen organischen Stoffen einer weiteren Aufarbeitung zur Gewinnung reiner Stoffe zugeführt wird.