DE603295C

DE603295C - Process for the simultaneous production of ammonia as ammonia water and benzene

Info

Publication number: DE603295C
Application number: DE1930603295D
Authority: DE
Original assignee: STILL CARL GmbH
Current assignee: STILL CARL GmbH
Priority date: 1930-01-28
Filing date: 1930-01-28
Publication date: 1934-10-03

Description

Verfahren zur gleichzeitigen Gewinnung von Ammoniak als Ammoniakwasser und von Benzol Das Verfahren der Erfindung hat eine wesentliche Vereinfachung der gewöhnlichen Gewinnung von Ammoniak und Benzol aus Destillationsgasen, die stets in zwei aufeinanderfolgenden getrennten Vorgängen stattfindet, zum Ziel und gründet sich auf die neue Erkenntnis, daß das Waschen gekühlter Kohlendestillationsgase mittels Waschöl, das sonst gebräuchlicherweise zur Gewinnung allein ihres Benzolgehaltes dient, dazu ausgenutzt werden kann, um gleichzeitig die Hauptmenge desAmmoniaks und des Benzols der Gase zu entfernen.Process for the simultaneous production of ammonia as ammonia water and from benzene The process of the invention has a substantial simplification of the ordinary extraction of ammonia and benzene from distillation gases, which always takes place in two successive separate processes, aiming and establishing on the new knowledge that the washing of chilled coal distillation gases by means of washing oil, which is usually used to extract only its benzene content serves, can be used to simultaneously the main amount of ammonia and to remove benzene from the gases.

Das Verfahren stimmt mit dem, was aus der gewöhnlichen zweistufigen Gewinnungsweise bekannt ist, darin überein, daß durch die übliche Behandlung von Kohlendestillationsgasen mit Benzolwaschöl, nachfolgendes Abtreiben des Waschöls mit Wasserdampf und Kondensation der Dämpfe gleichzeitig Ammoniak als Ammoniakwasser und Benzol in dem Destillatgemisch gewonnen werden. Wenn plan nämlich nach der üblichen Gewinnungsweise des Ammoniaks und Benzols zunächst aus dem Destillationsgas das Ammoniak etwa durch Wasser oder durch Säuren entfernt und danach die .übliche Ölwaschung des Gases zum Zwecke der Benzolgewinnung anwendet, so besitzt einerseits das ankommende Gas noch Restspuren von freiem Ammoniak, andererseits das Waschöl eine gewisse geringe Beimengung von Wasser. Dieses Wasser genügt, um die sehr geringe Menge des im Gase verbliebenen restlichen Ammoniaks zu absorbieren, während gleichzeitig das Waschöl aus dem Gase Benzol aufnimmt, und wenn dann dieses Lösungsgemisch nachfolgend der Abtreibung unter Anwendung von direktem Brausedampf unterworfen wird, so wird neben dem aufgenommenen Benzol auch das Ammoniak mit verflüchtigt und erscheint in dem kondensierten Destillatgemisch als eine äußerst schwach konzentrierte Ammoniaklösung in dem: neben dem Benzolerzeugnis anfallenden wässerigen Kondensat.The procedure agrees with what is out of the ordinary two-step Manner is known to agree that by the usual treatment of Carbon distillation gases with benzene wash oil, subsequent drive off of the wash oil with water vapor and condensation of the vapors at the same time ammonia as ammonia water and benzene can be recovered in the distillate mixture. If plan namely according to the usual Method of obtaining ammonia and benzene first from the distillation gas Ammonia is removed by water or acids, for example, and then the usual oil washing of the gas is used for the purpose of benzene production, then on the one hand the incoming gas has Gas still traces of free ammonia, on the other hand the washing oil a certain small amount Adding water. This water is sufficient to absorb the very small amount of gas in the gas any remaining residual ammonia while simultaneously absorbing the washing oil absorbs benzene from the gases, and if then this mixed solution subsequently the Abortion is subjected to direct use of effervescent steam, so is next the absorbed benzene also the ammonia volatilizes and appears in the condensed distillate mixture as an extremely weakly concentrated ammonia solution in the: in addition to the benzene product accumulating aqueous condensate.

Nach der Erfindung wird ein gegenüber der vorgenannten Arbeitsweise völlig anderer Verfahrensverlauf bei der Behandlung von Kohlendestillationsgasen mit Benzolwaschöl dadurch herbeigeführt, daß von einem. unmittelbar auf die für die Benzolwäsche ohne Tiefkühlung übliche Temperatur lediglich indirekt abgekühlten und dadurch von Teer, Wasser, dem überwiegenden Teil des fixen und einem Teil des freien Ammoniaks befreiten Kohlendestillationsgas ausgegangen wird. Das wesentlich Unterscheidende und Neue des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht also darin, daß, soweit der Ammoniakgehalt des Rohgases in Betracht kommt, vor der Ölwäsche des Gases lediglich derjenige Teil des Gesamtammoniaks entfernt wird, der bei der üblichen indirekten Kühlung des Gases auf gewöhnliche Temperatur in Form von ammoniakhaltigem Kondenswasser, d. h. einer wässerigen Lösung, fällt, die neben einigem freien Ammoniak fast das gesamte fixe Ammoniak des Rohgases enthält, daß aber die danach noch verbleibende Hauptmenge des Ammoniaks, die auf mindestens etwa. 6o % des ursprünglichen Gesamtammoniaks der Rohgase zu schätzen ist, im gekühlten Gase belassen wird. Wenn man nun erfindungsgemäß dieses Gas, welches die Hauptmenge des Ammoniaks und sämtliches Benzol mit sich führt, mit Waschöl, wie es sonst für die Benzolwäsche gebraucht wird, in geeigneten Vorrichtungen, wie Waschtürmen, Kolonnen,- rotierenden Wäschern usw., wäscht, so gibt es hierbei nach den die Erfindung tragenden Feststellungen gleichzeitig sowohl das Ammoniak als auch das Benzol praktisch vollständig an das Waschöl ab.According to the invention, compared to the aforementioned method of operation completely different process flow in the treatment of coal distillation gases with benzene washing oil brought about by one. immediately on the for the benzene wash only indirectly cooled the usual temperature without freezing and thereby tar, water, the predominant part of the fixed and part of the Free ammonia freed carbon distillation gas is assumed. That is essential The distinguishing and novelty of the method according to the invention is that as far as the ammonia content of the raw gas comes into consideration, before the oil scrubbing of the gas only that part of the total ammonia is removed, which in the usual indirect cooling of the gas to ordinary temperature in the form of ammonia-containing Condensation water, d. H. an aqueous solution, which falls in addition to some free ammonia contains almost all of the fixed ammonia of the raw gas, but that the thereafter still remaining main amount of ammonia, which is at least about. 6o% of the original total ammonia of the raw gases is to be estimated in the cooled gases is left. If you now according to the invention this gas, which is the main amount of Ammonia and all benzene with it, with washing oil, as it usually does for them Benzene scrubbing is used in suitable devices, such as washing towers, columns, rotating washers, etc., washes, so there are here according to the invention supporting Findings simultaneously both the ammonia and the benzene practically completely to the washing oil.

Ein im Großmaßstab der Praxis ausgeführter Versuch mit Anwendung von gewöhnlichem Benzolwaschöl aus schweren Teerölen, von- dem etwa. 85% zwischen Zoo und 300° C überdestillierten und das einen normalen Wassergehalt von o,9 % besaß, lieferte folgende Auswaschungsergebnisse: Frischgas .Endgas Ammoniak ....... 8, i g/cbm o,02 g/ebm Benzol ........ 1. 28,4 - 2,3 - NaPhthalin ...... 0,35 - 0,17 - Diese Zahlen beweisen, daß die Auswaschung sowohl des Ammoniaks als auch des Benzols bis auf solche Restbeträge, die man allgemein gewohnt ist, d. h. praktisch vollständig, erfolgt ist.An experiment carried out on a large scale in practice with the use of ordinary benzene washing oil from heavy tar oils, of which about. 85% distilled over between Zoo and 300 ° C and which had a normal water content of 0.9%, gave the following washout results: Fresh gas, end gas Ammonia ....... 8, ig / cbm o.02 g / ebm Benzene ........ 1. 28.4 - 2.3 - Na-phthalene ...... 0.35 - 0.17 - These figures show that both the ammonia and the benzene have been leached out to the extent that they are generally used, ie practically completely.

Aus den vorstehend mitgeteilten zahlenmäßigen Ergebnissen ist durch eine einfache Nachrechnung unmittelbar zu ersehen, daß die überraschende Mitauswaschung des Ammoniaks wesentlich auf die Absorptionswirkung des Waschöls und nicht etwa auf die Absorptionswirkung des dem Waschöl beigemengten Wassers zurückzuführen ist. Man rechnet in der Praxis, daß zur Auswaschung des Benzols etwa 1,5 kg Waschöl je Kubikmeter Gas anzuwenden sind; diese Waschölmenge würde nach obigem Zahlenbeispiel einen Wassergehalt von o,009-1, 5 - 0,01 35kg oder Liter Wasser enthalten. Da nun erfahrungsgemäß bei. der Ammoniakauswaschung mit Wasser im allgemeinen eine Konzentration des fertigen rohen Ammoniakwassers von höchstens etwa io g Ammoniak je Liter erreicht wird, so läßt sich abschätzen, daß die vorgerechnete; dem Benzolwaschöl beigemengte Wassermenge von 0,0 13 51 höchstens etwa o,13 5 g Ammoniak absorbieren könnte. Insgesamt werden aber nach dem obigen Zahlenbeispiel je Kubikmeter Gas 8,o8 g Ammoniak ausgewaschen, das ist 8'°8 ^ 6omal soviel als die von dem Was-&, I35 sergehalt des Öles aufnehmbare Ammoniakmenge, oder mit anderen Worten: lediglich durch die Anwesenheit von Wasserbeimengung üblichen Ausmaßes im Benzolwaschöl würde sich die Auswaschung von nur etwa x/6o der insgesamt wirklich, ausgewaschenen Ammoniakmenge erklären lassen. Die weit überwiegende Anteilmenge des gesamten Ammoniaks wird also tatsächlich durch das Waschöl absorbiert. In diesem Punkte zeigt sich deutlich und einwandfrei der Wesensunterschied des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber dem, was eingangs als bekannt _ hingestellt worden war.From the numerical results reported above, a simple recalculation shows that the surprising leaching of ammonia is essentially due to the absorption effect of the washing oil and not, for example, to the absorption effect of the water added to the washing oil. In practice it is calculated that about 1.5 kg of washing oil per cubic meter of gas are to be used to wash out the benzene; According to the numerical example above, this amount of washing oil would contain a water content of 0.009-1.5-0.01 35kg or liters of water. Since experience has shown that. the ammonia leaching with water generally a concentration of the finished crude ammonia water of at most about 10 g ammonia per liter is achieved, it can be estimated that the pre-calculated; The amount of water added to the benzene washing oil of 0.0 13 51 could absorb a maximum of about 0.15 g of ammonia. According to the above numerical example, however, a total of 8.0 g of ammonia are washed out per cubic meter of gas, that is 8 ° 8 ^ 6om times as much as the amount of ammonia that can be absorbed by the water and / or water content of the oil, or in other words: simply by its presence the addition of water to the usual extent in benzene washing oil would explain the leaching of only about x / 6o of the total amount of ammonia actually washed out. The vast majority of the total ammonia is actually absorbed by the washing oil. In this point, the essential difference between the method according to the invention and what was initially stated as known is clearly and flawlessly shown.

Das nach dem Verfahren mit -dem aufgenommenen Ammoniak und Benzol beladene Waschöl wird in der gebräuchlichen Weise mit unmittelbar einwirkendem Wasserdampf abgetrieben. Dadurch werden Ammoniak, und zwar genau genommen, wenn auch fixes Ammoniak mitausgewaschen worden war, nur alles flüchtige Ammoniak und Benzol in dampfförmig abgehende Destillate überführt. Bei der nachfolgenden Verdichtung und Kühlung der Destillatdämpfe erhält man nebeneinander das als Benzolvorerzeugnis bekannte Leichtöl und Wasser, die beide Ammoniak in einer Konzentration, die mindestens für den wässerigen Anteil verhältnismäßig hoch ist, gelöst enthalten. Für die Höhe dieser Ammoniakkonzentration kann ' man ebenfalls auf Grund des oben mitgeteilten Zahlenergebnisses eines Großversuches etwa folgende Abschätzung finden- Das bei der Abtreibung erhaltene Benzoldestillat oder Leichtöl ist, da neben dem Benzol auch Waschölanteile mit übergehen, erfahrungsgemäß an Menge ungefähr gleich dem 1,5fachen der ausgewaschenen Benzolmenge, d. h. j e Kubikmeter behandelten Gases gleich 1,5 ' (Z8,4 - 2,3) = 39,7- g anzusetzen. Die beim Abtreiben anzuwendende Menge- direkten Brausedampfes ist erfahrungsgemäß ungefähr ebenso hoch wie die Benzoldestillatmenge, d..h. auch ='39,2 g, zu setzen, und die dem Benzolwaschöl für i cbm Gas beigemengte Wassermenge, die sich beim Abtreiben ebenfalls verflüchtigt, war schon oben zu 13,5'g festgestellt worden; dies gibt zusammen eine Menge wässerigen Kondensates von 39;2 -f- 13,5::---- 52;7- g. Dazu das ölige Benzoldestillat von 39,29 gerechnet, ergibt zusammen g1,9 g. In dieser gesamten Destillatmenge ist die ausgewaschene Ammoniakmenge von 8,o8 g gelöst. Das ergibt eine Durchschnittskonzentration von g-°9 = 0,088 oder Gewichtsprozenten. Hierbei ist; da die Lösungsaffinität von Ammoniak zu Wasser zweifellos um ein Vielfaches größer als diejenige von Ammoniak zu Benzol ist, die auf den wässerigen, an sich schon die größere Hälfte ausmachenden Anteil entfallende Konzentration des Ammoniaks fraglos bedeutend höher als die vorberechnete Durchschnittskonzentration von 8,811j, Hieraus folgt, daß nach dem Verfahren in der Tat die Hauptmenge des ausgewaschenen Ammoniaks als ein hochkonzentriertes Ammoniakwasser gewonnen wird.The washing oil laden with the ammonia and benzene absorbed by the process is driven off in the customary manner with directly acting steam. As a result, ammonia, and more precisely, if fixed ammonia was also washed out, only all volatile ammonia and benzene are converted into distillates in vaporous form. During the subsequent compression and cooling of the distillate vapors, the light oil known as the benzene precursor and water are obtained side by side, both of which contain dissolved ammonia in a concentration that is at least relatively high for the aqueous component. For the level of this ammonia concentration, the following estimate can also be found on the basis of the numerical result of a large-scale experiment reported above - The amount of benzene distillate or light oil obtained during the abortion is, as experience shows, approximately 1.5 times the amount, since in addition to benzene and washing oil components are also transferred the amount of benzene washed out, ie per cubic meter of treated gas equal to 1.5 '(Z8.4 - 2.3) = 39.7 g. Experience has shown that the amount of direct effervescent steam to be used when stripping off is approximately as high as the amount of benzene distillate, i.e. also = 39.2 g, and the amount of water added to the benzene washing oil for 1 cbm of gas, which also evaporates when it is driven off, had already been determined above to be 13.5 g; this together gives a quantity of aqueous condensate of 39; 2 -f- 13.5 :: ---- 52; 7- g. Adding the oily benzene distillate of 39.29 to this gives a total of g1.9 g. The washed-out amount of ammonia of 8.0 g is dissolved in this total amount of distillate. This gives an average concentration of g- ° 9 = 0.088 or percent by weight. Where is; Since the solution affinity of ammonia for water is undoubtedly many times greater than that of ammonia for benzene, the aqueous concentration of ammonia, which in itself already accounts for the greater half, is undoubtedly significantly higher than the pre-calculated average concentration of 8.811j that after the process, in fact, the majority of the ammonia washed out is obtained as a highly concentrated ammonia water.

Das ebenfalls ammoniakhaltige Benzoldestillat oder Leichtöl wird zweckmäßig mit Wasser oder auch schwachem Ammoniakwasser behandelt, wodurch sein Ammoniakgehalt in dieses Behandlungswasser übergeht und bei geeigneter Durchführungsweise ebenfalls ein ziemlich starkes Ammoniakwasser ergibt. Dieses kann zusammen mit dem ersterwähnten, als wässeriger Destillatanteil erhaltenen Ammoniakwasser in die Ammoniakfabrik gegeben werden.The benzene distillate or light oil, which also contains ammonia, is expedient Treated with water or even weak ammonia water, reducing its ammonia content passes into this treatment water and, if carried out appropriately, likewise makes a fairly strong ammonia water. This can be combined with the first added ammonia water obtained as an aqueous distillate portion to the ammonia factory will.

Das erfindungsgemäß als Ausgang des Verfahrens dienende gekühlte Gas kann, da in ihm die Hauptmenge des Ammoniaks belassen wird, einen gewissen Anteil davon als fixes Ammoniak enthalten, der zwar an Menge immer sehr klein, aber in manchen Fällen wegen seiner Auswirkungen auf den Waschvorgang doch nicht ohne weiteres zu vernachlässigen ist. Dieses fixe Ammoniak, das in fester Form, d. h. als Schwebestoff, von dem gekühlten Gas mitgetragen wird, gelangt bei der Gaswaschung in das umlaufende Waschöl mit hinein, bleibt aber in dem abgetriebenen Waschöl unverändert zurück, da es durch ausschließliche Einwirkung von Wärme und Wasserdampf nicht verflüchtigt werden kann. Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann man das fixe Ammoniak vorteilhafterweise durch wiederholten Umlauf des Waschöls darin anreichern und von Zeit zu Zeit entfernen, z. B. durch Behandeln des zweckmäßig heißen Öls mit Wasser oder mit wässeriger Alkalilösung. Im letzteren Falle werden die etwa im Waschöl zurückbleibenden Reste des fixen Ammoniaks in flüchtige Form überführt und gehen beim nächstfolgenden Abtreiben in das Destillat über. Als ein geeignetes Mittel zur Beseitigung des fixen Ammoniaks aus dem Waschöl kann auch die be-' kannte unmittelbare Kühlung des Öls mit Wasser dienen.The cooled gas serving as the output of the process according to the invention can, since most of the ammonia is left in it, a certain proportion of which contain as fixed ammonia, which is always very small in amount, but in in some cases, not without further ado because of its effects on the washing process is negligible. This fixed ammonia, which is in solid form, i.e. H. as suspended matter, is carried along by the cooled gas, enters the circulating gas during gas scrubbing Wash oil in, but remains unchanged in the removed wash oil, because it does not evaporate through the exclusive action of heat and water vapor can be. According to a further development of the invention, the fixed ammonia can advantageously be used enrich it by repeated circulation of the washing oil and remove it from time to time, z. B. by treating the appropriately hot oil with water or with an aqueous alkali solution. In the latter case, the residues of the fixed ammonia remaining in the washing oil are removed converted into volatile form and go into the distillate during the next expulsion above. As a suitable means of removing the fixed ammonia from the washing oil the known direct cooling of the oil with water can also be used.

Das Verfahren schafft eine ganz wesentliche Vereinfachung der bisherigen Gewinnungsweise von Ammoniak und Benzol, weil diese beiden Stoffe durch einen einheitlichen Waschvorgang und durch Anwendung nur einer Waschanlage gleichzeitig aus dem Gas gewonnen werden. Außerdem kann hierbei das Ammoniak durch Anwendung einfacher und leichter Vornahmen, die mit der Waschabtreibung einherlaufen, als verhältnismäßig starkes Ammoniakwasser erhalten werden. Diese Vorteile erreicht man zugleich mit wesentlichen Ersparungen an Einrichtungen und Betriebskosten sowie mit einer Verringerung an Abwassermengen.The procedure creates a very substantial simplification of the previous one Production method of ammonia and benzene, because these two substances are united by one Washing process and by using only one washing system at the same time from the gas be won. In addition, the ammonia can be used more easily and Easier undertakings that go hand in hand with the abortion than proportionate strong ammonia water can be obtained. These advantages can be achieved at the same time substantial savings in facilities and operating costs as well as with a reduction of wastewater.

Claims

PATENT CLAIMS. r. Process for the simultaneous production of ammonia as ammonia water and of benzene by treating carbon distillation gases with benzene washing oil, driving off the washing oil with water vapor and condensation of the vapors, characterized in that the temperature is indirectly cooled down from a temperature which is usual for benzene washing without deep freezing and thereby tar , Water, the predominant part of the fixed and part of the free ammonia freed carbon distillation gas is run out. - ,. A method according to claim a, characterized in that the remaining part of the fixed ammonia remaining in the coal distillation gas is enriched by repeated circulation of the washing oil therein and only then by suitable treatment of the washing oil, e.g. B. in an advantageous hot state of the same by means of water or aqueous alkali solution, removed.