DD202536A5

DD202536A5 - Verfahren zur entfernung von harnstoff, ammoniak und kohlendioxid aus verduennten waessrigen loesungen

Info

Publication number: DD202536A5
Application number: DD82237797A
Authority: DD
Inventors: Petrus J Van Massau; Adolphe M Douwes
Original assignee: Unie Van Kunstmestfab Bv
Priority date: 1981-02-28
Filing date: 1982-03-01
Publication date: 1983-09-21
Also published as: US4410503A; DE3264988D1; EP0059516A1; CA1176434A; EP0059516B1; IN157071B; ATE14574T1; NL8100989A; JPS57160912A; EG15479A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Ammoniak, Harnstoff und Kohlendioxid aus verduennten waessrigen Loesungen, die man als Verfahrenskondensate miteinander gekoppelter Ammoniak- und Harnstoffsynthesen durch Hydrolyse von Harnstoff und Desorption von Ammoniak und Kohlendioxid erhaelt. Ammoniakarmes Verfahrenskondensat wird mit Dampf in einer Reaktionskolonne bei einem Druck von 15 bis 42 bar und einer Temperatur von 200 bis 320 Grad behandelt. Ein Gasgemisch, das Ammoniak, Kohlendioxid und Wasser enthaelt wird vom Kopf der Reaktionskolonne abgezogen, und eine waessrige, im wesentlichen von Harnstoff, Ammoniak und Kohlendioxid freie Fluessigkeit wird am Boden der Reaktionskolonne abgeleitet. Vor der Behandlung in der Reaktionskolonne werden Ammoniak und Kohlendioxid bei einem Druck von 1 bis 5 bar aus dem Verfahrenskondensat der Harnstoffsynthese entfernt. Vorzugsweise wird die Ammoniakmenge, die im Verfahrenskondensat, das zu behandeln ist, vorhanden ist, auf weniger als 0,3 Gew.-% reduziert. Fig. 1

Description

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Verfahren zur Entfernung von Harnstoff, Ammoniak und Kohlendioxid aus verdünnten wäßrigen Lösungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Harnstoff, Ammoniak und Kohlendioxid'aus verdünnten, wäßrigen Lösungen, die als Verfahrenskondensat bei der gleichzeitigen Ammoniak- und Harnstoffsynthese anfallen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei der Herstellung von Ammoniak, ausgehend von Kohlenwasserstoffen, in den meisten !Fällen von Methan, erfolgt eine Synthese zuerst in einem ersten Reformer durch Reaktion des Kohlenwasserstoffes mit überschüssigem Dampf, im wesentlichen nach der Reaktionsgleichung

CH₄ + H₂ > CO + H₂

Daher wird dem Gasgemisch, das den ersten Reformer verläßt, Luft zugemischt zwecks weiterer Umwandlung noch vorhandenen Kohlenwasserstoffes, mit Sauerstoff, in einen zweiten Reformer und um den für die Ammoniaksynthese erforderlichen Stickstoff einzuführen. D_as den zweiten Reformer verlassene Gasgemisch besteht in der H_auptsache aus Wasserdampf, Kohlendioxid, Stickstoff, Kohlenmonoxid und Wasserstoff. Dieses Gemisch reagiert mit Hilfe eines Katalysators zur Umwandlung von Kohlenmonoxid im wesentlichen nach der Gleichung

CO + H₂O > CO₂ + H₂ ,

so daß ein Gemisch von Kohlendioxid, Stickstoff, Wasserstoff, Wasserdampf und geringen Mengen Kohlenmonoxid anfällt. Der überschüssige Wasserdampf in diesem Gemisch wird kondensiert und bildet das sogenannte Verfahrenskondensat. Das Kohlendioxid wird ausgewaschen und die geringen Mengen an Kohlenmonoxid werden in einem Methanisierer in Methan umgewandelt, das für den Aimnoniaksynth.es ekatalysat or

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kein Katalysatorgift darstellt, so daß sich ein geeignetes Ausgangsgemisch für die Ammoniaksynthese ergibt»

In den verschiedenen Verfahrensstufen werden geringe Mengen an Nebenprodukten ebenso gebildet wie Ammoniak im zweiten Reformer, Methanol, Methylamin und andere Verunreinigungen bei der KohlenmonoxidumwandlungCorganische Verunreinigungen).

Bei der Kondensation des überschüssigen Wasserdampfes gehen diese Nebenprodukte in das Verfahrenskondensat über. Darüberhinaus enthält das Verfahrenskondensat gelöstes Kohlendioxid und Spuren von Metallverbindungen aus dem Katalysator und der technischen Anlage·

Diese Verunreinigungen im Verfahrenskondensat sind unerwünscht^

da das Verfahrenskondensat injdas System dem Boiler als Rohwasser zugeführt oder als Abv/asser abgeleitet wird.

Die Menge an Verfahrenskondensat in einer Ammoniakanlage hängt von dem Dampf/Kohlenwasserstoffverhältnis im ersten Reformer ab, wobei einschließlich der geringen Menge Kondensat aus den Kühlern des Synthesegaskompressors und Kondensat aus dem Methanisierer, Mengen bis etwa 1,1 bis 1,25 Tonnen pro hergestellte Tonne Ammoniak anfallen. Dieses Kondensat enthält in der Regel 0,08 bis 1,0 Gew.-% Ammoniak, 0,15 bis 0,2 Gew.-% Kohlendioxid, 0,1 bis 0,2 Gew.-% Methanol, 30 bis 50 ppm organische Verunreinigungen und Spuren von Metallen: äisen, Kupfer, Zink, Aluminium, Natrium und Kalzium.

Bei der Herstellung von Harnstoff aus Ammoniak und Kohlendioxid wird eine Harnstoff-Syntheselösung, die noch eine wesentliche Menge an freiem Ammoniak und nicht umgewandeltem Ammoniumcarbamat enthält, bei hoher Temperatur und dem dazu erforderlichen Druck gebildet· Das Garbamat wird ?in einer oder mehreren Stufen in Ammoniak und Kohlendioxid zersetzt, die zum größten Teil mit dem vorhandenen und üblicherweise im Kreislauf geführten freien Ammoniak abgezogen werden. In der

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Zersetzungsendstufe erhält man eine wäßrige Harnstofflösung, die noch gelösten Ammoniak und Kohlendoxid enthält, die nachfolgend durch iDxpansion auf atmosphärischen Druck oder einen geringeren Druck entfernt werden· Die wäßrige Harnstofflösung wird "durch Verdampfen und/oder-Kristallisation aufkonzentriert und weiter behandelt. Während des VerdampfungsVerfahrens bildet sich ein Gasgemisch, das. zusätzlich zum Wasserdampf mitgerissene, feine Har^tofftröpfchen und weiterhin auch Ammoniak und Kohlendioxid enthält. Dieses Gasgemisch wird ebenso wie das Gasgemisch, das während der Entspannung der Harnstofflösung nach der Zersetzungsendstufe abgetrennt wird, kondensiert, und das auf diese Weise erhaltene Verfahrenskondensat wird teilweise wieder in das Verfahren zurückgeführt zwecks Absorption des Gasgemisches, das aus der Zersetzungsendstufe abgeleitet wird. Der verbleibende Teil wird in der Regel verworfen.

Das Verfahrenskondensat enthält auch in das Verfahren eingeführtes Wasser, als Dampf für den Betrieb der Strahldüsen im Verdainpfungs- und/oder Kristallisationsabschnitt, Waschwassei^ Spülwasser für die Stopfbuchsen der Carbamatpumpen usw· Pro Mol Harnstoff wird ein Mol Wasser gebildet. Daher fallen in einer Harnstoffabrik mit einer Kapazität von 1900 Tonnen Harnstoff pro Tag 570 Tonnen Wasser pro Tag an· Zusätzlich werden täglich 600 Tonnen Wasser eingeführt, so daß pro Tag ungefähr 1170 Tonnen Wasser insgesamt abgeleitet werden müssen·

Der Gehalt an 2 bis 9 Gew,-% BH-,, 0,8 bis 6 Gew.-% GO₂ und 0,3 bis 1,5 Gew.% Harnstoff in diesem Wasser stellt einerseits wesentliche Mengen an Rohmaterialien und Produkt dar und würde anderseits das Oberflächenwasser, in das dÜses Abwasser geleitet wird, bis zu einem Gehalt beladen, der in vielen Ländern von offizieller Seite nicht mehr gestattet

Daher werden in miteinander gekoppelten Anlagen zur Herstellung von Harnstoff und Ammoniak große Mengen an Verfahrenskondensat in beiden Anlagen gebildet, wobei diese Mengen

untereinander große Unterschiede in der Zusammensetzung aufweisen und verworfen oder nach sorgfältiger Reinigung nur als Boiler-Rohwasser eingesetzt werden können.

Aus der NL-OS 7 705 356 rührt der Vorschlag her, aus den Verfahr enskond ensat en der Ammoniakhersteilung und der Harnstoffherstellung einen überhitzten Dampf zu bilden, Zu diesem Zweck wird das Verfahrenskondensat der Harnstoffhersteilung in eine Hydrolysesäule geleitet und der Harnstoff hydrolysiert. Die bei der Hydrolyse anfallenden Produkte, Ammoniak und Kohlendioxid, werden in einer Desorptionssäure desorbiert und die restliche Lösung zusammen mit dem Verfahrenskondensat der Ammoniakherstellung wird, gegebenenfalls nach Entfernung von Ammoniak und Kohlendioxid durch Entspannung der zusammengeführten Lösungen undAbstreifen der dabei freigesetzten Gase, in überhitzten Dampf umgewandelt, der in den ersten Reformer geleitet wird.

Der ITachteil des beschriebenen Verfahrens liegt darin, daß die Hydrolyse von Harnstoff in Gegenwart von Ammoniak in Nähe der Gleichgewichtsbedingungen zu einer höheren Endkonzentration von Harnstoff führt, als in Abwesenheit von Ammoniak. Es besteht die Gefahr einer unvollständigen Hydrolyse. Wenn aber harnstoffhaltiges Verfahrenskondensat in Dampf umgewandelt wird, wird der Harnstoff im Verdampfer in Ammoniak und Kohlendioxid zersetzt, und es besteht hier die Gefahr der Korrosion·

Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu entwickeln, bei dem die Verfahrenskondensate der Ammoniak- und Harnstoffherstellung zusammen im Verfahren weiterverwendet werden ohne Bildung großer Abwassermengen, die die Umwelt verschmutzen, und bei dem die Nachteile der bekannten Verfären vermieden werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Es wird daher ein harnstoffhaltiges Verfahrenskondensat in

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das relativ ammoniakarm ist, in den oberen Teil einer Reaktionskolonne bei einer solchen Temperatur und solchem Druck eingeführt, daß der darin enthaltene Harnstoff in Ammoniak und Kohlendioxid gespalten wird, und der Dampf, der nicht nur als Wärmeträger sondern auch als Abstreifmittel, dient, am Boden der Kolonne eingeführt wird.

Die Erfindungbetrifft daher ein Verfahren zur Entfernung von Harnstoff, Ammoniak und Kohlendioxid aus verdünnten, wäßrigen Lösungen, die als Verfahi?enskondensat miteinander gekoppelter Ammoniak- und Harnstoffsynthesen bei der Harnst offhydrolyse und der Desorption von Ammoniak und Kohlendioxid anfallen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das ammoniakarme Verfahrenskondensat in einer Reaktionkolonne bei einem Druck von 15 bis 42 bar und einer Temperatur von 200 bis 340 C⁰ mit Dampf behandelt wird, ein Ammoniak, Kohlendioxid und Wasserdampf enthaltendes Gasgemisch am Kopf der Kolonne und eine wäßrige Flüssigkeit, die im wesentlichen frei von Harnstoff, Ammoniak und Kohlendioxid ist, am Boden der Kolonne abgeleitet werden.

Ss wird vorzugsweise mit Drücken von 32 bis 40 bar und Temperaturen von 220 bis 280 ⁰G gearbeitet, da unter diesen Be_ dingüngen eine im wesentlichen vollständige Hydrolyse des Harnstoffs in kurzer Zeit erfolgt·

Das Verfahrenskondensat der Harnstoffsynthese enthält relativ viel Ammoniak im Vergleich zum Verfahrenskondensat der Ammmoniaksynthese· Um der Reaktionskolonne ein ammoniakarmes Verfahrenskondensat zuführen zu können, wird eine maximale Menge an Ammoniak und Kohlendioxid durch Abstreifen vor der Behandlung in der Reaktionskolonne in einer Desorptionskolonne bei einem Druck von 1 bis 5 bar aus dem stark ammoniakhaltigen Verfahrenskondensat der Harnstoffsynthese entfernt.

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Bei diesem Verfahren kann Dampf mit einem Druck von 1 bis 5 bar als Wärmeträger und Äbstreifmittel eingesetzt v/erden. Das am Kopf der Desorptionskolonne erhaltene Produkt wird sl vollständig oder teilweise kondensiert. Ein. Teil des Kondensates wird als Rückflußmittel verwendet· Der Hauptteil und s ein nichtkondensiei^rer Teil des Gasgemisches wird dem Uiederdruck-Carbamatkondensator der Harnstoffsynthese zugeführt. Ss ist auch möglich, das am Kopf der Desorptionskolonne erhaltene Gasgemisch dem Hiederdruck-Carbamatkondensator der Harnstoffsynthese ohne Kondensation zuzuführen·

Vorzugsweise wird in der Desorptionskolonne so viel Ammoniak und Kohlendioxid aus dem Verfahrenskondensat entfernt, daß das der Reaktionkolonne zugeführte Produkt weniger als 0,3 Gew«-$ Ammoniak enthält.

Das ammoniakarme Verfahrenskondensat der Ammoniak- und Harnstoff Synthesen kann/ in die Reaktionskolonne sowohl separat als auch zusammen eingeführt v/erden. Ss ist auch möglich, ein Teil des Harnstoffes aus dem ammoniakarmen Verfahrenskondensat der HarnstoffsyntheseYteilweise zu hydrolysieren. Eine solche Verfahrensweise kann bewirkt werden, indem das ammoniakarme Verfahrenskondensat, das vom Boden der Desorptionskolonne kommt, durch eine Heizzone vor Behandlung .in der Reaktionskolonne geleitet wird. Die Heizzone kann beispielsweise von einem weiten, mit Hitze erzeugenden Mitteln versehenen Rohr gebildet werden. Gewünschtenfalls kann das weite Rohr innerhalb der Reaktionskolonne derart angeordnet sein, daß das ammoniakarme Verfahrenskondensat durch einen Überlauf in den Kopf der Reaktionskolonne läuft. Das Erhitzen des ammoniakarmen Verfahrenskondensates kann dann durch die Hitze des Dampfes bewirkt werden, der in die Reaktionskolonne eingeführt wird· Sine andere Variante des erfindungsgemäßen Ver-r~ fahrens besteht darin, einen'Teil des Gemisches aus dem oberen Teil der Reaktionskolonne zu einer Heizzone abzuziehen und in die Reaktionskolonne zurückzuführen» Zwar wird bei

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beiden Varianten eine gesonderte Heizzone benötigt, doch andererseits kann die' Reaktionskolonne kleiner dimensioniert werden .sr und die Verweilzeit in der Kolonne kann kurzer ?/erden·

Das in der Reaktionskolonne eingesetzte Heiz- und Abstreifmittel ist vorzugsweise Dampf von 15 bis 42 bar. Sicher können auch andere inerte Gase ebenso eingesetzt werden, doch müssen sie nochmals abgetrennt werden, wodurch gesonderte Kosten verursacht werden·

Die Erfindung wird nachfolgend durch die Figuren und die Beispiele erläutert, ohne allerdings darauf beschränkt zu werdeu

In dem in Fig. 1 dargestellten Verfahren wird das Verfahrenskondensat der Harnstoffherstellung, das im Tank 1 gesammelt wird, mittels der Pumpe 2 auf einen Druck von 1 bis 5 bar gebracht und über den Austauscher 3 in die Desorptionskolonne 4 eingeführt. Der größere Te-il des gelösten Ammonites und Kohlendioxids wird hirjb abgetrieben durch das Abstreifen mittels IIiederdruckdampfes, der über 5 in die untere Hälfte eingeführt wird, und die in diesem Dampf enthaltene Wärme.

Das auf diese Weise über 6 abgetrennte Gasgemisch, das auch einen Teil Wasserdampf enthält, wird im Rückflußkondensator 7 vollständig kondensiert» Sin kleiner Teil des Kondensat e#a wird auf den Kopf der Desorptionskolonne 4 zurückgegeben, der größere Teil wird über die Leitung 8 der Harnstoff synthese zugeführt, beispielsweise zur Kondensationsund Absorptionszone der Bndzersetzungsstufe.

Unter einem Druck von 15 bis 42 bar wird die in der Desorptionskolonne 4 behandelte Lösung, die noch zusätzlich zu geringen Mengen Ammoniak und Kohlendioxid im wesentlichen die gesamte Menge ursprünglich vorhandenen Harnstoffs enthält, über die Pumpe 9 > den Austauscher 10 und eine Leitung 13 in den Kopf der Reaktionskolonne 15- geleitet»

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Das Verfahrenskondensat der Ammoniakherstellung, das im 'Tank 11 gesammelt wird, bringt man auf den genannten Druck mittels der Pumpe 12 und führt es ebenso über den Wärmeaustauscher 10 und die Rohrleitung 13 in den Kopf der Reaktions&olohne 15 zusammen mit dem Verfahrenskondensat der Harnstoffherstellung ein· Die Reaktionskolonne 15 ist beispielsweise durch Lochplatten in eine Anzahl von Kammern eingeteilt, die einen innigen Gas/3?lüssigkeitskontakt ermöglichen. In den Boden dieser Reaktionskolonne wird Dampf von 15 bis 42 bar über 14 eingeleitet.Die Temperatur-*- in der Kolonne wird durch Dosierung der Dampfmenge und des Druckes in der Reaktionskolonne gesteuerte Mit Hilfe des Dampfes wird die Wärme zugeführt, die für die Spaltung des Carbamats, das bei der Hydrolyse gebildet wird, erforderlich ist, sowie für die Verdampfung des Ammoniaks und Kohlendioxids, das bei diesem Verfahren gebildet wird. Der Harnstoffgehalt der in der Reaktionskolonne 15 herabfließenden Lösung fällt ganz schnell, und das schneller, als die Temperatur ansteigt. Der Endharnstoffgehalt nach einer "bestimmten Verweilzeit wird von der Konzentration des Ammoniaks und des Kohlendioxids in der Flüssigkeit- bestimmt. Aus diesem Grund ist die Vor-Desorption von Ammoniak und Kohlendioxid oft erforderlich, um den notwendigen niedrigen Harnstoffgehalt von 10 ppm oder weniger zu erreichte. Bei einer Durchschnittstemperatur von beispielsweise 245 ⁰C ist eine minimale Verweilzeit in der Reaktionskolonne von ungefähr 5 bis 10 Minuten erforderlich· Wenn die Durchschnittstemperatur in der Reaktionskolonne höher ist, reicht eine kürzere Verweilzeit aus.

Das abgetriebene Gasgemisch und der in der Reaktionskolonne 15 gebildete Dampf wird am Kopf der Kolonne abgezogen und über 16 einem (nicht gezeigten) ersten Reformer zur Herstellung von Synthesegas zugeführt· In dem ersten Reformer werden Ammoniak, Methanol und andere organische Komponenten, die in dem Gasgemisch enthalten sind, gespalten. Vom Boden der

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Reaktionskolonne 15 wird eine Flüssigkeit abgeleitet mi Harnstoff- und Ammoniakkonzentrationen, die jeweils 10 ppm oder geringer sein können, abhängig von der Dampfmenge_β Im Wärmeaustauscher 10 wird dieser Flüssigkeit die Wärme zugunsten des Beschickungsgutes der Reaktionskolonne 15 entzagen, und die Flüssigkeit wird anschließend über 17 einer ( nicht gezeigten) Vorrichtung zur Bntfernung von Metallverbindungen und zur Herstellung von Boilerrohwasser zugeführt oder vollständig oder teilweise verworfen·

In dem in Fig. 2 dargestellten Verfahren wird das Verfahrenskondensat der Harnstoffsynthese nach Entfernung von so viel wie möglich Ammoniak und Kohlendioxid in der Desorptions— kolonne 4 durch eine Heizzone 18 geführt. Das erfolgt vor der Behandlung in der Reaktionskolonne, um bereits hier einen Seil des Harnstoffes zu hydrolysieren« Das ammoniakarme Verfahrenskondensat wird mittels der Pumpe 9 auf einen Druck von 15 bis 42 bar gebracht und über den Wärmeaustauscher 10 der Heizzone 18 zugeleitet. Zur gleichen Zeit wird ein Teil des Dampfes aus Leitung 14 dieser über Ha zugeführt. Vom Kopf der ^eizzone 18 wird das entstandene Gas-Flüssigkeitsgemisch über Leitung 19 der Reaktionskolonne 15 zugeführt, der auch über Leitung 14b der Rest des Dampfes zugeleitet wird, der für die Harnstoffspaltung und' zum Abtrei^ben des bei diesem Verfahren gebildeten Ammoniaks und, , Kohlendioxids erforderlich ist» Das Verfahrenskondensat der Ammoniakherstellung wird separat über die Pumpe 12, den Wä\cv meaustauc[sher 10 und die Leitung 13 in den Kopf der Reaktionskolonne 15 eingeleitet·

Beispiel 1

Mit Hilfe des Verfahrens nach Fig. 1 wurde Verfahrenskondensat behandelt, das erhalten wurde in einer Harnstoffanlage mit ^|900 Tonnen Ausstoß pro Tag und in der damit gekoppelten Ammoniakanlage mit einem Ausstoß von 1130 Tonnen pro Tag.

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Die Mengen sind in kg/Stunde angegeben.

Das Verfahrenskondensat der Harnstoffanlage, 48345 kg, das 778 kg Harnstoff, 1554 kg NH₃, 878 kg GO₂ und 45135 kg Wasser enthielt, wurde im Wärmeaustauscher 3 von 40 ⁰G auf 80 ⁰G erwärmt· In der Desorptionskolonne 4 ließ man diese Lösung bei einem Druck von 4 bar im'Gegenstrom zu 9800 kg Dampf mit einem Druck von 4,5 bar und einer Temperatur von 143 ⁰G laufen. Das am Kopf der Desorptionskolonne 4 abgezogene Gasgemisch enthielt 2008 kg HHt* 1114 kg CO₂ und 2102 kg H₂O. Dieses Gasgemisch wurde vollständig kondensiert und von der auf diese Weise~erhaltenen Lösung mit einer Temperatur von 45 G wurde ein Teil bestehend aus 463 kg UH₃, 263 kg GO₂ und 485 kg H₂O , als Rückflußmittel in die D©sorptionskolonne zurückgeführte Der restliche Teil wurde zurück zur Harnstoffanlage geleitet» Das Bodenprodukt der Desorptionskolonne 4 enthielt zusätzlich zu 53318 kg H₂O noch 9 kg HH₃ und 778 kg Harnstoff und wies eine Temperatur von 100 ⁰G auf. Mittels der Pumpe 9 wurde diese Lösung auf einen Druck von 38 bar gebracht.

Das Verfahrenskondensat der Ammoniakanlage, 52400 kg, das 60 kg HH₃, 190 kg GO₂, 110 kg GH₃OH und 52040 kg H₂O enthielt, hatte eine Temperatur von 50 ⁰C und wurde mittels der Pumpe 12 auf einen Druck von 38 bar gebracht und zusammen mit dem Verfahrenskondensat der Harnstoffanlage auf 240 ⁰C im Wärmeaustauscher 10 erhitzt und in den Kopf der Reaktionskolonne 15 eingeleitet· Die in den Boden dieser Reaktionskolonne eingeleitete Dampfmenge betrug 40 000 kg,die Temperatur betrug 352 C und der Druck 38 bar· Die Pließrate wurde so reguliert, daß die Verweilzeit 5 bis 10 Minu* ten g^vr· Der darin enthaltener.: Harnstoff wurde im wesentlichen vollständig zu NH₃ und GO₂ hydrolysiert. Vom Kopf der Reaktionskolonne wurden 30620 kg Gasgemisch abgezogen, deren *J?emperatur 242 ⁰C und Druck 37 bar betrugen. Das Gasgemisch,. "das 95,5 % H₃O, 1,6% Way 2,5% GO₂ und 0,35^ CH₃OH enthielt,

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wurde dem ersten Reformer zugeführt. Das Bodenprodukt aus der Reaktionskolonne, bestehend aus 115 885 kg Wasser mit 10 ppm UH-, 5 ppm Harnstoff, 25 ppm Methanol und Spuren von Schwermetallen, wurde zum Vorwärmen des Beschickungsgutes der Reaktionskolonne eingesetzt, wobei die Temperatur von 246 ⁰G auf 106 ⁰G fiel. Es wurde anschließend über Leitung 17 dem Wassersystem zur Beschickung des Boilers zugeführt,

Beispiel 2

Für das Verfahren gemäß Fig» 2 wurden die gleichen Mengen Verfahrenskondensat der Harnstoffanlage und der Ammoniakanlage wie in Beispiel 1 eingesetzt· Die Behandlung des Verfahrenskondensats der Harnstoffanlage in der Desorptionskolonne 4 erfolgte in gleicher Weise wie im Beispiel 1 beschrieben. Über die Pumpe 9 wurden 54105 kg Lösung unter einem Druck von 38 bar und einer Temperatur von 100 ⁰G in die Heizzone 18 eingebracht. Die Zusammensetzung der Lösung war folgende: 53318 kg H₂O, 9 kg IH₃ und 778 kg Harnstoff« Über die Leitung 14a wurden in diese Heizzone 12 000 kg Dampf mit einer Temperatur von 352 ⁰C geleitet. Vom Kopf der Heizzone wurden 66105 kg Flüssigkeits-Dampf-Gemisch abgezogen, dessen Zusammensetzung folgende war: 65 108 kg HgO, 406 kg IiH₃, 513 kg CO₂ und 78 kg Harnstoff. Die Fließrate wurde so reguliert, daß die Verweilzeit in der Heizzone bei etwa 8 Minuten lag. Das genannte Flüssigkeits-Dä^f-Gemisch wurde in die Reaktioiaskolonne über die Leitung 19 eingeführt und mit 28 000 kg Dampf in Kontakt gebracht. Dieser Dampf mit einer Temperatur von 352 ⁰C und einem Druck von 38 bar wurde über Leitung Hb eingeführt. Die Mengen an Dampf und Flüssigkeit, die aus der Reaktionskolonne abgezogen wurden und ihre Zusammensetzungen entsprechen denen im Beispiel 1 genannten.

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Aufstellung der verwendeten Beaugsseichen

1	Behälter
2	Pumpe
3	Wärmeaustauscher
4	Desorptionskolonne
5	Leitung
6	Leitung
7	Rückflußkondensator
8	Leitung
9	Pumpe
10	Wärmeaustauscher
11	Behält er
12	Pumpe
13	Leitung
14	Leitung
15	Reaktionskolonne
16	Leitung
17	Leitung

Claims

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Erfindungsanspruc.il

1«Verfahren zur Entfernung von Harnstoff, Ammoniak und Kohlendioxid aus verdünnten wäßrigen Lösungen, die als Verfahrenskondensate in miteinander gekoppelten Harnstoff- und Ammoniaksynthesen durch Hydrolyse von Harnstoff und Desorption von Ammoniak und Kohlendioxid anfallen, gekennzeichnet, dadurch, daß amnioniakannes Verfahrenskondensat mit Dampf in einer Reaktionskolonne bei einem Druck von 15 bis 42 bar und einer Temperatur von 200 bis 320 ⁰C behandelt wird, vom Kopf der Reaktionskolonne ein Gasgemisch, das Ammoniak, Kohlendioxid und Wasser enthält, abgesogen und vom Boden der Reaktionskolonne eine wäßrige Flüssigkeit abgeleitet wird, die im wesentlichen frei von Harnstoff, Ammoniak und Kohlendioxid ist.

2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Druck 32 bis 40 bar und die Temperatur 220 bis 2SO ⁰C betragen»

3» Verfahren nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch,daß vor der Behandlung in dee Reaktionskolonne Ammoniak und Kohlendioxid bei einem Druck von 1 bis 5 bar aus dem Verfahrenskondensat der Harnstoffsynthese, das Harnstoff, Ammoniak und Kohlendioxid enthält, entfernt werden·

4. Verfahren nach Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Ammoniakmenge im zu behandelnden Verfahrenskondensat auf weniger als 0,3 Gew,-% reduziert wird.

5o Verfahren nach Punkt 1 bis 4, gekennzeichnet dadmrch, daß vor der Behandlung in der Reaktionskolonne ein Teil des Harnstoffs, der im ammoniakarmen Verfahrenskondensat der Harnstoffsynthese vorhanden ist, in einer getrennten Heizstufe hydrolysiert wird.

6, Verfahren nach Punkt' 5, gekennzeichnet dadurch, daß die

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2λ η π λ s^

getrennte Heiastufe innerhalb der Reaktionskolonne erfolgt»

7ο Verfahren nach Punkt 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß ein Teil der Flüssigkeit aus der Reaktionskolonne aus dem oberen Teil der Kolonne durch eine getrennte Heizsonne geführt und wieder zurück zur Reaktionskolonne geleitet wird.

3. Verfahren nach Punkt 1 bis 7, gekennzeichnet dadurch, daß in der Reaktionskolonne Dampf mit. einem Druck von 15 bis 42 bar verwendet wird·

9β Verfahren nach Punkt 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß das Gasgemisch, das Ammoniak, Kohlendioxid und Wasser enthält und vom Kopf der Reaktionskolonne abgezogen wird, dem Dampf zugesetzt wird, der für die Umwandlung von Erdgas im ersten Reformer der Synthesegasherstellung eingesetzt wird.

10. Verfahren nach Punkt 1 bis 9, gekennzeichnet dadurch, daß die wäßrige Flüssigkeit, die am Boden der Reaktionskolonne abgeleitet wird, dem Aufbereitungssystem für das Boilerwasser zugeführt wird.

11. Verfahren nach Punkt 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß die in die Reaktionskolonne eingebrachte Lösung durch Wärmeaustausch mit der Lösung, die vom Boden der Reaktionskolonne abgeleitet wird, vorgewärmt wird.

12. Verfahren nach Punkt 3 oder 4, gekennzeichnet dadurch, dafä das aus der Desprptionskolonne kommende Gasgemisch dem Uiederdruck-Carbamatkondensator der Harnstoffsynthese zugeführt wird.

13. Verfahren nach Punkt 3 oder 4, gekennzeichnet dadurch, daß das aus der Desorptionskolonne kommende Gasgemisch vollständig oder teilweise kondensiert wird, ein Teil der erhaltenen, verdünnten, wäßrigen Lösung von Ammoniak und Kohlendioxid als Rückflußmittel zurückgeführt und der verbe^ibende

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kiest der Lösung ebenso wie nichtkondensierte Teile des Gasgemisches dem Uiederdruck-Garbamatkondensator der Harnstoff synthese zugeführt werden.

14. Verfahren zur Entfernung von Harnstoff, Ammoniak und
Kohlendioxid aus verdünnten wäßrigen Lösungen wie beschreiben und durch die Figuren erläutert.

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