Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania wody amoniakalnej.Dotychczas wode amoniakalna wytwarza sie przez absorpcje amoniaku w wodzie. Absorben- tem amoniaku jest kondensat technologicznej pary wodnej, woda zmiekczona, woda zdeminerali- zowana itd. Absorbentem w procesie otrzymywania wody amoniakalnej odczynnikowej, produktu o wysokiej czystosci jest kondensat pary wodnej otrzymany przez jej skraplanie w chlodzonym woda przemyslowa kondensatorze.Absorbent o temperaturze 20±15°C wtlacza sie pompami od góry do kolumny absorpcyjnej.Od dolu do kolumny doplywa absorbat. Absorbat, którym jest amoniak znajduje sie w gazach desorbujacych w trakcie rozprezania z cisnienia syntezy, na przyklad 30 MPa,do cisnienia magazy¬ nowania na przyklad 1,6MPa, amoniaku cieklego odprowadzonego z jednostek syntezy NH3 w gazach wydmuchiwanych z jednostek syntezy amoniaku, w gazach odpadowych z mycia miedzio¬ wego, w amoniaku gazowym itp.W górnej czesci kolumny absorpcyjnej wypelnionej pólkami i pracujacej w ukladzie przeplywowo-adiabatycznym, nastepuje koncowa absorpcja amoniaku z gazów opuszczajacych dolna wypelniona pierscieniami i pracujaca w ukladzie cyrkulacyjnym czesc kolumny absorpcyj¬ nej. Opuszczajac górne czesci kolumny absorpcyjnej gazy zawieraja do 1% amoniaku, wykorzysty¬ wane sa do opalania instalacji technologicznych na przyklad rozkladni metanu, spalane w pochodni lub wydmuchiwane do otoczenia. Rozcienczona woda amoniakalna w górnej czesci kolumny absorpcyjnej splywa do jej dolnej czesci.Z dolu kolumny absorpcyjnej stezona woda amoniakalna o temperaturze nie wyzszej od 55°C pobierana jest przez pompe cyrkulacyjna i podawana do chlodnicy plaszczowo-rurkowej, w której schladzana jest przemyslowa woda chlodnicza do temperatury 25-35°C. Ciepla woda przemyslowa po chlodnicy wodnej schladzana jest w chlodni kominowej po czym zawracana ponownie do obiegu chlodniczego. Okolo 80% wody amoniakalnej po chlodnicy wodnej zawracane jest od góry do dolnej czesci kolumny absorpcyjnej jako czynnik uniemozliwiajacy ogrzanie sie absorbentu (mieszanina ochlodzonej w chlodnicy wodnej stezonej wody amoniakalnej i z górnej czesci kolu¬ mny absorpcyjnej) cieplem egzotermicznej reakcji absorpcji amoniaku w wodzie,powyzej tempera¬ tury 55°C. Powyzej tej temperatury pojemnosc absorpcyjna amoniaku w wodzie jest nizsza od2 122 223 wymagan stawianych produktowi. Okolo 20% ochlodzonej w chlodnicy wodnej, wody amoniakal¬ nej stanowi produkt instalacji.W przedstawionym sposobie wytwarzania wody amoniakalnej cale cieplo egzotermicznej reakcji hydratacji amoniaku, a w niektórych metodach cale cieplo kondensacji pary wodnej i cale cieplo egzotermicznej reakcji hydratacji amoniaku tracone jest do otoczenia. Równiez w przedsta¬ wionym sposobie wytwarzania wody amoniakalnej caly amoniak unoszony z gazami poabsorpcyj- nymi tracony jest w procesie spalania. W przypadku wypuszczenia gazów poabsorpcyjnych do otoczenia, traconym amoniakiem zanieczyszcza sie srodowisko naturalne.Gelem-^ynalazku jest opracowanie metody wytwarzania wody amoniakalnej, eliminujacej s*tratyJcfepla"traz zanieczyszczenia srodowiska.Cel ten zostal osiagniety w wynalazku, którego istota polega na tym, ze sporzadza sie nireszaiflfte'p$rv godnej i amoniaku gazowego lub wody i amoniaku, korzystnie tak, aby stosunek •molewy4l2©: NH3 wynosil 2,6:4. Tak otrzymana mieszanine chlodzi sie w plaszczowo-rurkowej kolumnie absorpcyjnej mediami technologicznymi. Z odseparowanych od wody amoniakalnej gazów inertnych wydziela sie reszte amoniaku przez adsorpcje. W tym celu wprowadza sie je do jednego z dwóch na przemian pracujacych adsorbentów lub jednego adsorbera pracujacego w sposób ciagly. Adsorbentami do wychwycenia amoniaku z gazów zawierajacych pare wodna sa adsorbenty selektywne, zas do gazów suchych dodatkowo zeolity, sita molekularne, wegiel aktywny, kopolimery organiczne lub bezwodny chlorek wapnia.Regeneracje adsorbentu selektywnego, wstepnie ogrzanego przeponowo do temperatury wyz¬ szej od temperatury skraplania pary wodnej prowadzi sie bezposrednio para wodna. Mozna takze regeneracje adsorbentu prowadzic przez przeponowe jego ogrzewanie i przedmuchiwanie gazem inertnym.Amoniak odzyskuje sie zarówno z gazów zawierajacych wode jak i gazów suchych. Gaz z amoniaku odzyskuje sie pod takim cisnieniem jakie doprowadzane jest do instalacji odzysku amoniaku.Przyklad I. Przyklad dotyczy wytwarzania wody amoniakalnej w oparciu o odgazy desor- bujace w trakcie rozprezania amoniaku cieklego w wytwórni o zdolnosci produkcyjnej 5001NH3 do cisnienia syntezy = 30 MPa = do cisnienia magazynowania = 1,6 MPa.Gazy te w ilosci 1600mVgodz. zawierajace 40-60% NH3, 3:6% Ar,CH4, 20:30% H2, 10-20% N2 miesza sie z 1860 kg/godz. pary wodnej. Otrzymana mieszanine wprowadza sie od góry do rurek czterosegmentowej plaszczowo-rurkowej kolumny absorpcyjnej. Od dolu kolumny w przeciwpra- dzie do mieszaniny parowo-gazowej wprowadza sie surowy metanol zawierajacy 5-20% wody.Zimny metanol odbiera od mieszaniny parowo-gazowej cieplo fizyczne. W tych warunkach naste¬ puje skraplanie pary wodnej i zachodzi egzotermiczna reakcja hydratacji amoniaku pozostajacym kondensatem. Cieplo tej reakcji odbierane jest przez metanol surowy. Metanol ten podgrzewa sie do temperatury 65°C i od góry kolumny absorpcyjnej odplywa do procesu rektyfikacji.W dolnej czesci kolumny, w kubie nastepuje separacja od gazów inertnych 2400 wody amonia¬ kalnej, zawierajacej 25% NH3 o temperaturze 30°C i ciezarze wlasciwym 900g/dm3. Woda ta stanowi produkt koncowy i odprowadzana jest do odbiorców.Odseparowane gazy inertne zawieraja 1% NH3, w ilosci 800 m3/godz. o temperaturze 30°C poddaje sie procesowi calkowitego usuwania aYnoniaku. W tym celu przepuszcza sie je przez plaszczowo-rurowy adsorbent wypelniony w przestrzeni rurowej filipsytem w ilosci 21, chlodzo¬ nym w przestrzeni plaszczowej uzdatniana woda. Po 24 godzinach adsorpcji, adsorbent nasycony jest amoniakiem. Gazy zawierajace amoniak przelacza sie na adsorber zawierajacy zregenerowany adsorbent. Adsorber wylaczony z pracy poddaje sie procesowi regeneracji. W tym celu zamyka sie zawory na doplywach do niego gazów inertnych i wody chlodzacej. Opróznia sie przestrzen plaszczowa z wody chlodzacej. Laczy sie przestrzen zawierajaca adsorbent z przestrzenia gazowa niskocisnieniowej instalacji do wytwarzania wody amoniakalnej. Do przestrzeni plaszczowej adsorbera wprowadza sie pare wodna o temperaturze 240°C i podgrzewa sie nia adsorbent z szybkoscia l-5°C/godz. do temperatury 120°C. Nastepnie dalej ogrzewajac przeponowo adsor¬ bent przedmuchuje sie go para wodna w ilosci 350 kg/godz., przez okres jednej godziny. Po tym czasie adsorbent ma temperature 220°C. W tym momencie przerywa sie ogrzewanie przeponowe i122 223 3 przedmuchiwanie adsorbentu para wodna, a wlacza sie przedmuchiwanie go przez czas 5 minut azotem otrzymanym przez rektyfikacje skroplonego powietrza. Natezenie przedmuchiwania azo¬ tem wynosi 350 m3/godz. Po przedmuchaniu adsorbentu azotem zamyka sie polaczenie jego z bezcisnieniowa instalacja do wytwarzania wody amoniakalnej, a adsorbent pozostawia sie pod cisnieniem azotu do ostygniecia, po czym wtlacza sie go do cyklu adsorpcji. Czas regeneracji adsorbentu: — 2 godziny. Czas stygniecia adsorbentu — 22 godziny. Czas adsorpcji — 24 godziny.Czas cyklu adsorpcja—desorpcja — 48 godzin. Adsorber z cyklu adsorpcja ma cykl desorpcja przelacza sie co 24 godz.Przyklad II. Przyklad dotyczy wytwarzania wody amoniakalnej w oparciu o amoniak gazowy zawierajacy 98,9% obj. NH3 o cisnieniu 0.2MPa i o temperaturze 10°C powstajacy w ukladach chlodniczych z amoniaku cieklego.Amoniak gazowy w ilosci 2000 m3/godz miesza sie z 6150 kg/godz. wody zdemineralizowanej.Otrzymana mieszanine wprowadza sie od góry do rurek czterosegmentowej plaszczowo-rurkowej kolumny absorpcyjnej. Od dolu kolumny do dolnego segmentu, w przeciwpradzie — do miesza¬ niny amoniak gazowy-woda zdemineralizowana — wprowadza sie do przestrzeni plaszczowej, zimna wode kotlowa. Czynnik chlodzacy, woda kotlowa, plynie przeciwpradowo przez dwa dolne segmenty kolumny absorpcyjnej, a nastepnie wprowadzana jest od góry do najwyzszego segmentu kolumny absorpcyjnej i plynie wspólpradowo do mieszaniny amoniak gazowy-woda zdeminerali¬ zowana przez dwa górne segmenty kolumny absorpcyjnej. Podgrzana wode kotlowa wychodzaca z dolu drugiego liczac od góry segmentu uzywa sie do produkcji pary wodnej.W dolnej czesci kolumny absorpcyjnej nastepuje separacja 7680 kg wody amoniakalnej zawie¬ rajacej 20% wagowych amoniaku o temperaturze 25°C i o ciezarze wlasciwym 926 g/dm3. Woda ta stanowi produkt koncowy i jest odprowadzana do odbiorców.Odseparowane gazy inertne z reszta amoniaku o temperaturze 25°C poddaje sie procesowi calkowitego usuwania z nich amoniaku. W tym celu przepuszcza sieje przez plaszczowo-rurowy adsorber, wypelniony w przestrzeni rurkowej filipsytem w ilosci 2t. chlodzonym w przestrzeni plaszczowej uzdatniona woda. Po nasyceniu adsorbentu amoniakiem, co objawia sie sygnalizowa¬ nym przez automatyczny analizator pojawieniem sie NH3 w opuszczajacych adsorber gazach inertnych, nastepuje przelaczenie strumienia inertów z amoniakiem z adsorbera nasyconego do adsorbera zawierajacego zregenerowany adsorbent. Adsorber wylaczony z pracy poddaje sie procesowi regeneracji. W tym celu zamyka sie zawory na doplywach gazów inertnych i wody chlodzacej. Spuszcza sie woda chlodzaca z przestrzeni plaszczowej. Laczy sie przestrzen zawiera¬ jaca adsorbent z przestrzenia gazowa niskocisnieniowej instalacji do wytwarzania wody amonia¬ kalnej. Do przestrzeni plaszczowej adsorbera wprowadza sie pare wodna o temperaturze 240°C i podgrzewa sie nia adsorbent z szybkoscia l:5°C/godz. do temperatury 220°C. Nastepnie dalej podgrzewajac adsorbent, przedmuchuje sie go podgrzanym do temperatury 220°C otrzymanym przez rektyfikacje skroplonego powietrza azotem. Natezenie doplywu azotu — 100 m3/godz. Czas przedmuchiwania jedna godzina. Po godzinie dmuchania przerywa sie ogrzewanie i przedmuchi¬ wanie adsorbentu, zamyka jego polaczenie z niskocisnieniowa instalacje do produkcji wody amoniakalnej i pozostawia pod cisnieniem azotu do samoostygniecia. Tak zregenerowany adsor¬ ber moze byc wlaczony do cyklu adsorpcji. Czas regeneracji adsorbentu — 2 godz. Czas stygniecia adsorbentu — 22 godz. Czas adsorpcji — 24 godz. Czas cyklu adsorpcja — desorpcja 48 godz.Adsorber z cyklu adsorpcja na cykl desorpcja przelacza sie co 24 godz.Przedstawiony sposób mozna stosowac do wszystkich gazów zawierajacych amoniak. W przypadku zas gazów zawierajacych pare wodna jest to jedyny sposób usuwania z nich amoniaku przez adsorpcje.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania wody amoniakalnej, znamienny tym, ze sporzadza sie mieszanine pary wodnej i amoniaku lub wody i amoniaku, tak otrzymana mieszanine chlodzi sie w plaszczowo- rurkowej kolumnie absorpcyjnej, a z odseparowanych od wody amoniakalnej gazów inertnych wydziela sie reszte amoniaku przez adsorpcje.4 122223 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze gazy poabsorpcyjne poddaje sie procesowi usuwania amoniaku przez wprowadzenie ich do jednego z dwóch na przemian pracujacych adsorberów lub jednego adsorbera pracujacego w sposób ciagly. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze jako adsorbent do wychwycenia amoniaku z gazów zawierajacych pare wodna stosuje sie adsorbenty selektywne, zas do gazów suchych dodatkowo zeolity, sita molekularne, wegiel aktywny, polimery organiczne lub bezwodny chlorek wapniowy. 4. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 3, znamienny tym, ze regeneracje adsorbentu selektywnego, wstepnie ogrzanego przeponowo do temperatury wyzszej od temperatury skraplania pary wodnej prowadzi sie bezposrednio para wodna. 5. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 3, znamienny tym, ze regeneracje adsorbentu prowadzi sie przez przeponowe jego ogrzewanie i przedmuchiwanie gazem inertnym. 6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosunek molowy H20:NH3 wynosi 2,6:4. 7. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze amoniak odzyskuje sie z gazów zawierajacych wode i gazów suchych. 8. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze gaz z amoniaku odzyskuje sie pod cisnieniem takim jakie doprowadza sie do instalacji odzysku amoniaku.I I ll-H <3_| f+0*AMAMy , m l t m \ I jjj |' £j—i—[Lh j' )L\ i i'1-s fi fi5f ISSyi ii i ' hi"Li i WPFS 0|t}-;g JE /iM4$N7JkKliii^^ •= PA*A MO*** i ANOH9AK LUB NOOA I AHOHfAK t*.COA. _*f*^**^*/!gL-h Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 120 egz.Cena 100 zl PL