Способ разделения аммиака и двуокиси углерода Советский патент 1982 года по МПК C01C1/02 

(54)

СПОрОБ РАЗДЕЛЕНИЯ АММИАКА И ДВУОКИСИ УГЛЕРОДА .

; Изобретение относится к способам выделения NHj и СО2 из их смеси.

Известен cnoct по которому газовую смесь аммиака и углекислоты, в которой содержание аммиака выше, чем в азеотро- g пе, абсорбируют водой или водным paci вором. При атмосфернрм( давлении аммиак О1ГОНЯЮТ из раствора, а остаток раствора подвергают дробной перегонке при давлении 5-ЗО ата и : нагревании для отгонки |Q углекислоты 13.

Недостатком способа является то, что давление обрабатываемой смеси должно быть снижено до 1 ата.

Наиболее близким к предлагаемому по 15 технической х;у11шоста и достигаемому результату является способ выделения аммиака и углекислоты из их смесипутем фракционной дистшшяшш при нагревании в зоне выяепения аммиака и в зоне вы- 20 деления углекислоты, причем выделение углекислоты ведут в присутствии 0,2-6 кра+ного количества добавляемой воды к весу исходной смеси в зоне выделения углекислоты 2 .

Недостатком способа является довольно высокие энергозатраты.

Цель изобретения - снижение энергозатрат.

Поставленная цель достигается тем, что, согласно способу разделения аммиака и двуокиси углерода из смеси, содержащей аммиак, двуокись углерода и воду, в технологическом контуре, имеющем зону о- деления аммиака, зону отделения /хвуокиси лерода и зону десорбции, включающий выделение аммиака в зоне отде(лёния аммна- ка с подачей оставшейся жидкой фазы в зону отделения двуокиси углерода и выделение двуов си углерода в присутствии воды в зоне отделения двуокиси углерода с выводом из нее оставшейся жидкой фазы, оставшуюся жидкую фазу, выводимую из зоны (отделения двуокиси углерода,, вврдят в зону десорбции,где отделяют аммиа| содержащивг газ, 1-5О% которого вводят в зону выделения двуокиси углерода.

Энергозатраты(%)в зависимости от количества аммваксодержащего газа (десорбера), подаваемого в зону выделения двуокиси углерода представлена в таблице.

t , -,r,im --Г--ГГ , i,j ii ij- ц /V-iii-iiMДесорбер.Ч О 2 lO 2О 45 55 5 (прототип)

Энергопот

ребление,% 10О 92 89-89 93 1О2

i - «О

На чертеже изображена схема осуществления предлагаемого способа.

Пример 1.По существу чистый NHj и по существу чистый СО, выделяют из смеси NH, в установке с использованием процесса разбавительног,о ; 1 типа,

При давлении 18ОО кПа и , в , КН -ректификационную колонну 1 добав- 20 ляют 44348 кг/ч раствора NHg и СО в воде, имевшего состав, %: ЫНз38,3} COj 21,1 {вода 4О,6. С помощью ком- , прессора 2 вводят 635 кг/ч воздуха, причем 248 кг/ч вводят в NHз-peктификa- шонную колонну 1 и 387 кг/ч - в десорбер 3 2527О кг/ч газовой смеси, содержащей, % : NH 3 55,4; СО29,6 ; 33,Б инертный газ 1,5, из десррбера 3, 184,, расширяют до 18ОО кПа 30 через клапан и после этого также подаю в НН -ректификаоионную колонну 1, 37246 кг/ч газовой смеси, содержащей, , %: NH э 98,0; Н2О О,3 ; инертный газ 1|7, выгружают из верха этой колонны, jj Часть этой газовой смеси сжижают охлаждением в конденсаторе 4, 17824 кг/ч ©той смеси возвращают в колонну 1 в качестве орошения, 16959 кг/ч жидкого аммиака получают на выпуске. Из конден-40 сатора 4 поступает 2464 кг/ч тазовой смеси, содержащей, %: МН 74,2 ; ийер-ршлй гае 25,8О, Эту смесь промывают в скруббере 5 водой (2000 кг/ч). Тепло вьгоодят из скруббера с помощью редирку-;45 рядионного конденсатора 6. В час в N Н -ректифйжационную колонну возвращай. 3829 кг раствора, содержащего, %: NHj 47,8; 52,2. Температура в верхней части этой колонны 5 5°С.

63 S кг/ч инертного газа пропускают по трубопроводам 7 и 8 в cpjj-ректификационную колонну 9, которая работает при давлении в системе ЗООО кПа. 54273 кг/ч жидкости с температуройе131 С и составом, %: NH j 25,8; СО 21,8; 52,4 пропускают из нижней части ННзНрвктификационвой колонны 1

по трубопроводу 1О и через насос в СО-ректификадионную колонну 9.

В эту колонну 9, в которой давление ЗООО кПа, подают 72ОО кг/ч газовой смеси из десорбера 3 по трубопроводу 11. Это количество составляет 22,4% от полного количества газовой смеси, выходящей из десорбера 3. В колонну 9 также подают по трубопроводу 12 46313 кг/ч разбавителя, состо$пцего из воды и следов

NH и СО2, которые имеют на выходе из десорйера. Часть этого тепла высвобождается в нижней части ктификахдаонной колонны 9. Всего из десорбера выгружают 72227 кг/ч жидкости, так что 25914 кг/ч воды, после охлаждения в конденсаторе 13, вьп ружают из системы и десорбтонная вода может использоваться, например, для абсорбции

NH 3 и СО;.

5951 кг/ч промывной воды подается в часть СО2-ректвфикационной колонны с целью вымывания последних следов NHj.

Температуру внизу СО -ректификационной колонны выдержива ют на уровне с помощью пара. Температура в верхней части 55°С. Поступакядая с верха газовая смесь составляет 1006-1 кг/ч и соде1 жит 93,2% СО2 и менее 100 ч/мин NHj. Из нижней части колонны 9 в десорбер 3 пропускают 1О4311 кг/ч раствора, имеющего 180С и содержащего,.%: НО 79,9; №1.17,3; COj 3,0. Состав этой жидкости располагается с той стороны пограничной линии, которая соответствует обогащению аммиаком. В этом десорбере раствор является практически свободным от NHi и COj в результате обработки паром, так что может быть выгружено 72227 кг/ч воды, содержащей лишь следы NHj иСО. Относительное энергопотребление 89% от энергопотребления прототипа.

Формулаиэобретенвя

Способ разделенва аммвака и двуокиси углерода ва смесв, содержашей аммиак, двуокись углерода и воду, в технолЛ йческом контуре, имеющем зону отделения аммиака, зону отделения двуокш;в углерода и зону десорбции, включакжшй выделение аммвака в зоне отделения аммвава с подачей оставше11ся жидкой фазы в зону отделения двуокнсв углерода в выделение двуокиси углерода в присутствии воды в зове отделения двуокиси углеро