DE1792027A1

DE1792027A1 - Process for recovering ammonia

Info

Publication number: DE1792027A1
Application number: DE19681792027
Authority: DE
Inventors: Helmut Bleckmann; Eckard Dipl-Ing Dittmar; Wigand Dipl-Ing Fitzner; Helmut Franik; Albert Dipl-Ing Reinhardt
Original assignee: INGTECH ZENTRALBUERO VEB
Current assignee: INGTECH ZENTRALBUERO VEB
Priority date: 1968-07-12
Filing date: 1968-07-12
Publication date: 1971-10-21

Description

Verfahren zur Ammoniakrückgewinnung Die Erfindung betrifft ein ökonomisches Verfahren zur Desorption von Ammoniak aus Wasser bzw. wässrigen Lösungen bei Prozessen, bvei denen Ammoniak als Hifsmittel Verwendung findet, insbesondere bei der Desorption von Kohlen wasserstoffen aus Molekularsichben.Ammonia Recovery Process The invention relates to an economical one Process for the desorption of ammonia from water or aqueous solutions in processes where ammonia is used as an auxiliary agent, especially in desorption of hydrocarbons from molecular selves.

Es gibt verschiedenartige Prozesse in der chemischen Industrie, bei denen Ammoniak als Hilfamittel oder Reagens zur Anwendung kommt. Dabei entstehen in den überwiegenden Fällen Ammoniak-Restgase, d.h. Ammoniak mit anderen Gasen vermischt oder verdünnt, die aus wirtschaftlichen Gründen zurückgewonnen werden müssen. Die Absorption von Ammoniak aus Gasgemischen mittels Wasser oder wässrigen Lösugen ist eine bekannte Verfahrensstufe, die nach verschiedenen Methoden durchgefürt werdenm kann. Besonders in Gaswerken und Kokereien wird die Ammoniakgewinnung mittels Waschprozessen durchgeführt. In solchen Industrieanlagen wurde stets das Prinzip verfolgt, das im Absorber mit Ammoniak beladene Wasser abzuziehen und in der zweiten Ammoniakgewinnungsstufe in einen Desorptionsturm einzufüren Die Desorption erfolt vorzugsweise thermisch, d. h. es werden große Nengen an Heizenergien, vorwigegen Wasserdampf, benötigt, um das Ammoniak in Freiheit zu setzen. Da in Kokereien und Waswerken das Waschwasser durch witere lösbare Gasbestandteile verunreinigt ist> ist die Abstoßmenge relativ hoch, so daß nur in vertretbaren Grenzen Kühlwasser zur Abkühlung des regenerierten Waschwassers erforderlich ist. In chemischen Industrieahnlagen, bei denen Ammoniak als Hilfsmittel Verwendung findet und aus ökonomischen Gründen eine Rückgewinnung erforderlich ist, bedeutet die übliche thermische Methode zur Ammoniakrückgewinnung einen hohen Betrag an Heizenergien und kühlwassermengen.There are diverse processes in the chemical industry, at where ammonia is used as an auxiliary agent or reagent. This creates in the majority of cases residual ammonia gases, i.e. ammonia mixed with other gases or diluted, which must be recovered for economic reasons. the Absorption of ammonia from gas mixtures by means of water or aqueous solutions a known process stage which are carried out according to various methods can. Particularly in gas works and coking plants, ammonia is obtained by means of washing processes carried out. In such industrial plants, the principle has always been followed that In the absorber with ammonia-laden water to withdraw and in the second ammonia recovery stage to be introduced into a desorption tower Desorption is preferably carried out thermally, d. H. large amounts of heating energy, primarily water vapor, are required, to set the ammonia free. There the washing water in coking plants and waterworks is contaminated by other soluble gas components> the amount rejected is relative high, so that only within reasonable limits cooling water to cool the regenerated Wash water is required. In chemical industrial plants where ammonia is used as an aid and for economic reasons a recovery is required means the usual thermal method of ammonia recovery a large amount of heating energy and cooling water.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde. die Desorption von Ammoniak aus Wasser bzw. wässrigen Lösungen bei der Desorption von Kohlenwasserstoffen aus Molekularsitenben vo; zugsweise ohne Wärmezufuhr von außon, nur durch Druckreduzierung, durchzuführen und eine nahezu verlustlose Rückgewoinnug des Ammonisks unter optimalen ökonomischen Bedingun gen zu erreichen.The invention is based on the object. the desorption of ammonia from water or aqueous solutions in the desorption of hydrocarbons Molecular site ben vo; preferably without external heat supply, only by reducing the pressure, to carry out and an almost lossless recovery of the ammonis under optimal conditions economic conditions to achieve.

Erfindungsgemäß wird das bei der resorption von Kohlenwasserstoffen aus Holeklarsie ben in einem Absorber anfallende, unterbeliebigem Druck stehende, mit Ammoni8ak bveladene waschwasser in cinem Entspannungsgefäß entspannt. Dabei wird durch die Druckabsenkung ein steil des elö5t-en Ammoniaks wieder frei und aber eine Rektifiziereinrichtung angereichert abgezogen. Das gasförmige Ammoniak kann dem Prozeß wieder zur Verfügung gestellt werden. Bei diesem Vorgang wird von außen keine Heizwärme zugefürt, sondern die notwendige Wärme dem entspannten und mit Ammoniak beladenen Waschwasser entzogen, das sich dadurch abkühlt. Das mit einem geringeren ammoniakgehalt im Entspannunsgefäß vorliegende entspannte Haschwasser wird in eine Desorptionskolonne geleitet, die unter Vakuum steht. Dabei dampft die dem J>ruck entsprechende Amminiakmenge aus, die über eine in der Desorptionskolonne befindliche Pekt;ifiziereinrichtung angereichert wird und ebenfalls der Desorption von Kohlenwasserstoffen aus Molexkulariseben gasförmig wieder zugefühfrt werden kann. Durch den Entzug der zur Verdampfung des Ammoniaks aus dem Wschwasser notwendigen Wärmemenge kühlt sich das Waschwasser, im Sumpf der Desorptionskolonne befindlich, weiter ab und wird mit einer Ammoniakrestbeladung als kaltes Waschwasser zurück in den Absorber gefordert.According to the invention, this is the case with the absorption of hydrocarbons from clear sieves in an absorber that are under any pressure, Wash water charged with ammonia is relaxed in a relaxation vessel. Included a steep portion of the dissolved ammonia is released again due to the drop in pressure, but a rectifying device is drawn off enriched. The gaseous ammonia can be made available again to the process. This process is carried out from the outside no heating is supplied, but the necessary heat to the relaxed and with ammonia loaded wash water withdrawn, which is thereby cooled. That with a lesser one ammonia content in the expansion vessel, the relaxed hash water is converted into a Desorption column passed, which is under vacuum. The J> jerk steams corresponding amount of ammonia, which is located in the desorption column via a Pekt; ifiziereinrichtung is enriched and also the desorption of hydrocarbons can be supplied again in gaseous form from Molexkulariseben. By withdrawing the The amount of heat required to evaporate the ammonia from the washing water cools down the wash water, located in the sump of the desorption column, continues from and becomes With an ammonia residue load, it is called back into the absorber as cold washing water.

Die Vorteile dieses Verfahrens bestehen darin, daß eine nahezu verlustlose Rückgewinnung des Ammoniaks in seiner zur Desorption von Kohlenwasserstoffen aus Molekulariseben erforderlichen Form ermöglicht wird. Das Waschwasser wird entsprechend den Erfordernissen regeneriert und steht ohne zusätzliche Kühlung dem Absorptionsprozeß als kaltes Waschwasser wieder zur Verfügung. Durch die laufende Temperaturabsenkung des Waschwassers im gesamten Desorptionsprozeß wird die Gefahr der thermischen Dissoziation von Sulfiden o.ä, die im Absorber durch die Absorption entsprechender Gasbestandteile entstehen können und im Waschwasser gelöst sind, verringert bzw. beseitigt. Für diesen Fall kann die entsprenchende Waschwassermenge mot niedrigen Temperqturen aus dem Waschwasserkreislauf zum Zweiake der Niedrighaltung der Konzentration der Sulfide o.ä. entfernt und aurch frisches Waschwasser ersetzt werden.The advantages of this method are that an almost lossless Recovery of the ammonia in its for the desorption of hydrocarbons Molecularly required form is made possible. The wash water will be accordingly regenerates according to requirements and is ready for the absorption process without additional cooling available again as cold washing water. Due to the ongoing temperature reduction of the wash water in the entire desorption process increases the risk of thermal dissociation of sulfides or the like that occur in the absorber through the absorption of corresponding gas components can arise and are dissolved in the washing water, reduced or eliminated. For this case can be the corresponding amount of washing water mot low Temperatures from the wash water circuit to keep the concentration low the sulphides or the like removed and replaced with fresh washing water.

Das Verfahren kann auch in der Art durchgefhürt werden, daß, das aus dem Absorber mit Amminiak beladene waschwasser unter Ausschaltung der Entspannungsstufe direkt einer unter Vakuum stehenden Desorptionskolonne zugeführt, die dem Druck entspreckende Ammoniakmenge ausgedampft, über eine Rektifiziereinrichtung angereichert und gasförmig der Desorption von Kohlenwasserstoffen aus Molekularsieben wieder zugeführt wird.The procedure can also be done in the manner that that out washing water loaded with ammonia from the absorber, with the expansion stage being switched off fed directly to a desorption column under vacuum, which is the pressure corresponding amount of ammonia evaporated, enriched via a rectification device and in gaseous form the desorption of hydrocarbons from molecular sieves is fed.

Die Erifindung soll nachstehend anhand ciner Zeichung, die ein technologisches Verfahrensschema darsteillt, näher erläutert werden.The invention will be based on a drawing, which is a technological Process scheme is shown, are explained in more detail.

Ein Gasgemisch, bestehend aus Ammoniak. eringen Eengen anderer wasserlöslicher Gase und Ingertgas, strömt über cine Leitung 1 in einen Absorber 11. Das unten ill den Absorber 11 eintretende Gasgemisch wira mit dem von oben berabfließenden Waschwasser mittels Einuauten in Kontakt gebracht. Dabei werden das Ammoniak und die anderen wasserlöslichen Beimengungen, z.B. H2S, CO2, HCN u.a., absorbiert, wobei diese Beimengungen einen geissen Teil des Ammoniaks zu nichtflüchtigen Verbindungen binden.A gas mixture consisting of ammonia. eringen a lot of other water-soluble Gases and ginger gas flows through a line 1 into an absorber 11. The below ill the gas mixture entering the absorber 11 is combined with the washing water flowing over from above brought into contact by means of Einuauten. In doing so, the ammonia and the others water-soluble additions, e.g. H2S, CO2, HCN etc., absorbed, whereby these additions bind some of the ammonia to non-volatile compounds.

Das Inertgas strömt mit einer Restbeladung an Ammonial ûüber cine Leitung 3 aus dem Absorber 11 zur weteren Verwendung. Durch die Absorption des Ammonisks entstokt eine crhebliche Absorptionswërme und das am Sumpf des Abscrbers 11 über eine Leiturg 2 austretende belsdene Waschwssr wird, geg'nt1 c siner fn'w1~ ustt& i ; 11, aufgewärmt. Der beschrie bene Absorptionsvorgang lüùft hier bei cinm höheren als atmosolärischem Druck ab. Das crwärmte und mit Ammoniak beladene Waschwasser wird über die Leitung 2 vorzugswcise eir Entspannungs@efäß 12 auf atmosplärischen Druck entspannt. Dadurck Darmpft eine beträchtliche @enge Ammoniak aus und das Wesckwasser üuhlt sich entsprechend der euf@ubrin enden erforderlichen Desorptionswärme ab. Um das Ammoniak in möglichst reiner Form zu erhalten, befinden sich im Entspannungsgefäß 12 Einbauten ur Rektidfikation mit einem Dephlegmator 16. Das Ammoniak strömt dampfförmig über eine Leitung 5 bei atmosphärischem Druck zur Wiedervoerwendung in die hauptalage zurück. Über eine Leitung 4 wird das munmebr gegenüber dem Absorber 11 an ammoniak ärmere und kältere Waschwasser in eine Desorptionskolonne 13 geleitet. Die Desorptionskolonne 13 steht unter Vakuum.The inert gas flows over cine with a residual charge of ammonia Line 3 from the absorber 11 for further use. By the absorption of the ammonisk A considerable heat of absorption is removed from the sump of the absorber 11 a duct 2 discharged washing water is given, g'nt1 c siner fn'w1 ~ ustt &i; 11, warmed up. The absorption process described here takes place at a higher level as atmospheric pressure. The washing water was warmed and loaded with ammonia is preferably via line 2 eir relaxation vessel 12 on atmospheric Pressure relaxed. Dadurck Darmpft a considerable amount of ammonia and the Wesck water üuhlt according to the euf @ ubrin ends required Heat of desorption away. In order to keep the ammonia in as pure a form as possible, are in the expansion vessel 12 internals for rectification with a dephlegmator 16. The ammonia flows in vapor form via a line 5 at atmospheric pressure for reuse in the main plant return. Via a line 4, the munmebr opposite the absorber 11 is ammonia poorer and colder wash water is passed into a desorption column 13. The desorption column 13 is under vacuum.

Dabei dampft nochmals Ammoniak bis auf eine Restheladung aus dem Waschwasser aus, wobei sich dieses entsprechend der aufzubringenfen Desorptionswärme weiter abkühlt.In the process, ammonia evaporates again from the wash water, except for a residual charge off, whereby this continues according to the heat of desorption to be applied cools down.

Zur Anreicherung des Ammoniaks befinden sich in der Dcsorptionskolonne 13 ebenfalls Rektifikationseinhauten mit einem Dephlegmator 17. Um das orforderliche Vakuum in technisch und ökonomisch vertretbaren Grenzen zu halten, kann der Desorptionseffekt durch Druckerniedrigung mittels einer dem Supf zuzuführuoden verhältnismäßig geringen Heizwärme über die Sumpfbeheizung 18, also durch thermisches Austreiben, verstärkt werden. Der Ammoniakdampf vird zusammen mit dem aus dem Entspannungsgefäß 12 abgeleiteten Amoniakdampf der Hauptanage zur Winderverwendung zugeführt. Das regerierte Waschwasser wird üver eine Loitung 7 einer Frderpunpe 15 zugeleitet und von dieser wieder auf Absorptionsdurck gebracht. Uber eine Leitung @ Wird eine entsprechende Waschwassermenge aus dem Kreislauf enhtfernt, um den Gehalt an nichtlüchtigen Ammorialkverbindungen inzulässigen Grenzen zu halten.For the enrichment of the ammonia there are in the absorption column 13 also rectification units with a dephlegmator 17 Keeping the vacuum within technically and economically justifiable limits can reduce the desorption effect by lowering the pressure by means of a relatively low supply to the supply Heating through the sump heating 18, so by thermal expulsion, reinforced will. The ammonia vapor is diverted together with that from the expansion vessel 12 Ammonia vapor is fed to the main system for use in the winder. The regulated washing water is fed via a line 7 to a conveyor pump 15 and from there on again Brought absorption pressure. Via a pipe @ becomes a corresponding amount of washing water removed from the cycle to reduce the content of non-volatile ammorial compounds to keep within permissible limits.

Mttcls eines Kühlers 19 kann, fals erforderlich, die Waschwassertemperatur zusätzlich gesenkt werden. Das gekühlte Waschwasser wird über eine Leitung 8 wieder in den Abscorber 11 eingeleitet, Die der dem Kreislauf entzogenen Waschwassermenge äqulivalente Menge Frischwasser kann dem kreislauf über eine Leitung 10 zugefuhrt werden.With a cooler 19, the washing water temperature can, if necessary can also be lowered. The cooled washing water is returned via a line 8 introduced into the absorber 11, the amount of washing water withdrawn from the circuit An equivalent amount of fresh water can be fed into the circuit via a line 10 will.

Claims

1. Method for ammonia recovery in processes using ammonia is used for the desorption of hydrocarbons from molecular sieves. whereby washing water containing ammonia accumulates in an absorbera, characterized in that that the ammonia from the washing water loaded with it after leaving the absorber (11) relaxation carried out by an external supply of heat, preferably atmospheric pressure and a subsequent desorption process carried out under vacuum, is removed.

2. The method according to claim 1, characterized in that g e k e n n z e i c n e t the expansion process released part of the ammonia via an in the expansion vessel (12) located rectifying device (16) drawn off enriched and gaseous the Desorption of raw hydrogen is fed back.

3. The method according to claim 1, characterized in; e k e n n n e i c h e i c h h e, that, the washing water with a lower ammonia content in the expansion vessel, (12) into a vacuum desorption column (13) which corresponds to the pressure Amount of ammonia evaporated. enriched by a rectifying device (17) and is fed back in gaseous form to the desorption of hydrocarbons. while the cooled washing water is returned to the absorbent as cold washing water (11) is promoted, with a corresponding amount of water from the wash water circuit removed and rotten by fresh water.

4. The method according to claim 1, characterized in that the with Ammonia-laden washing water from the absorber (11), with the elimination of the relaxation stage direct the desorption column (13) under vacuum, which corresponds to the pressure Amount of ammonia evaporated, enriched via the rectification device (17) and is fed back in gaseous form to the desorption of hydrocarbons.

- For this 1 sheet of drawings -