DE531499C - Process for drying gases or gas mixtures for the synthetic production of ammonia - Google Patents

Description

Es ist bekannt, daß die Gegenwart von Feuchtigkeit in der zur katalytischen Umwandlung in Ammoniak bestimmten Stickstoff-Wasserstoff-Mischung eine schädliche Wirkung auf die Aktivität des Katalysators und demgemäß auf den Ertrag an Ammoniak hat. Die umzmvandelnden Gase sind jedoch gewöhnlich feucht wegen ihrer vorherigen Berührung - mit zu ihrer Reinigung benutzten wässerigen Lösungen. Auch in Verfahren, bei denen die Gase im Kreislauf geführt werden und das synthetisch erzeugte frische Ammoniak daraus durch Wasser entfernt wird, werden die nach dem Katalysator zurückkehrenden Gase mit Wasserdampf beladen. Es ist daher notwendig, die Gase, bevor sie auf den Katalysator treffen, zu trocknen. Es ist daher auch schon vorgeschlagen worden, die Gase zwecks 'Auskondensation der darin enthaltenen Feuchtigkeit vor der Kataryse zu kühlen; aber, um eine wirksame Trocknung zu erreichen, muß hierbei die Temperatur der Gase bis erheblich unter o° C verringert werden mit dem Ergebnis, daß wesentliehe Schwierigkeiten auftreten, um Verstopfungen der Rohre durch Schnee oder Eis zu verhindern. Gemäß der Erfindung wird den kreisenden, vom Katalysator kommenden und durch Auswaschen mit Wasser bis auf geringe Spuren von ihrem Ammoniakgehalt befreiten Gasen, bevor auf Temperaturen unter o° abgekühlt wird, noch eine kleine Menge gasförmigen Ammoniaks zugesetzt. Das Kondensat stellt dann eine ammoniakalische Lösung dar, deren Gefrierpunkt weit unterhalb desjenigen von reinem Wasser liegt. Somit kann praktisch alles in den Gasen enthaltene Wasser als Ammoniakwasser entfernt werden, und es wird der Ubelstand des Verstopfens durch Eis in einfacher und praktischer Weise vermieden.It is known that the presence of moisture in the catalytic conversion in ammonia certain nitrogen-hydrogen mixture a deleterious effect on the activity of the catalyst and consequently on the ammonia yield Has. The transforming gases, however, are usually moist because of their previous contact - with aqueous solutions used to clean them. Also in proceedings in which the gases are circulated and the synthetically produced freshness Ammonia is removed from it by water, which will be returning to the catalyst Load gases with water vapor. It is therefore necessary to dry the gases before they hit the catalyst. It has therefore already been proposed that the gases for the purpose of 'condensation to cool moisture contained therein in front of the catarysis; but to be effective To achieve drying, the temperature of the gases must be reduced to well below 0 ° C with the result that substantial difficulties arise around constipation to prevent the pipes through snow or ice. According to the invention, the circular, coming from the catalyst and freed from their ammonia content by washing out with water except for small traces A small amount of gaseous ammonia is added to the gases before they are cooled to temperatures below 0 °. The condensate then represents an ammoniacal solution, the freezing point of which is far below that of pure water. This means that practically everything contained in the gases can be used Water can be removed as ammonia water and it becomes the disease of clogging avoided by ice in a simple and practical way.

Es ist zu beachten, daß, im Gegensatz zu den bekannten Verfahren der Verwendung von flüssigem Ammoniak zum Trocknen der Gase, das Ammoniak hier nicht als ein Absorptionsmittel, sondern lediglich in der Weise wirkt, daß es den Gefrierpunkt des durch Kühlung ausgeschiedenen wässerigen Kondensats herabsetzt. In der Praxis braucht nur eine sehr geringe Menge gasförmigen Ammoniaks, beispielsweise 0,01 bis 0,1 °/₀, zugesetzt zu werden. Es ist auch unwesentlich, welche Menge dieses Ammoniaks in den Gasen belassen wird, nachdem die Trocknung durch Kühlung beendet ist, da Ammoniak keine Verunreinigung im System darstellt.It should be noted that, in contrast to the known methods of using liquid ammonia to dry the gases, the ammonia here does not act as an absorbent, but merely in such a way that it lowers the freezing point of the aqueous condensate separated by cooling. In practice, only a very small amount of gaseous ammonia requires, for example, 0.01 to be added to 0.1 ° / _0th It is also immaterial what amount of this ammonia is left in the gases after the drying by cooling is completed, since ammonia is not an impurity in the system.

Das Verfahren kann in bequemer Weise so ausgeübt werden, daß eine geringe Menge der die Katalysatorkammer verlassenden umgewandelten Gase umgeleitet und mit derThe procedure can be conveniently practiced so that a small amount diverted the converted gases leaving the catalyst chamber and with the

Claims (3)

Gasmischung^ auf ihrem Wege nach dem Katalysator gemischt wird.Gas mixture on its way to the catalyst is mixed. Die" Zeichnung veranschaulicht ein schematisches-Ausführungsbeispiel einer zur Äusübung des Verfahrens gemäß der Erfindung geeigneten Vorrichtung. In dem Turm V wird frisch synthetisch hergestelltes Ammoniak aus den zirkulierenden Gasen durch Waschen nach dem Skrubberverfahren entfernt. Am ίο Boden dieses Turmes werden im allgemeinen die Ergänzungsgase durch die Leitung A eingeführt, welche sich dann mit den zirkulierenden Gasen mischen. Die Mischung verläßt den Turm durch die Leitung B in feuchtem Zustande. In diese Gase wird nun eine geringe Menge Ammoniak auf geeignete Weise, beispielsweise durch Abzapfen einer gewissen Menge der ursprünglichen ammoni-akalischeti Gase, durch die Utnführungsleitung C eingeführt. Wenn die feuchten Gase den Turm V mit " einer Temperatur von beispielsweise 25⁰C verlassen, dann kann als geeignete Menge Ammoniak eine solche von 0,01 bis 0,1 Volumprozenten zugesetzt werden, obgleich auch größere Mengen verwendet werden können, vorausgesetzt, daß die Einführung von Ammoniak in die endgültigen Gase nicht wesentlich den Ertrag an Ammoniak in dem katalytischen Prozeß als Ganzes beeinträchtigt. Aus der Leitung i?-treten die Gase in eine Wärmeaustauschvorrichtung X über, durch welche sie in indirekter Berührung mit den kälten Gasen strömen, welche bereits der Trocknung durch Abkühlung unterworfen sind. Die kalten, feuchten Gase, die aus X mit beispielsweise o° C austreten, gelangen in eine Kühlschlange Y, die äußerlich durch ein geeignetes Kühlmittel, wie Sole oder flüssiges Ammoniak, gekühlt wind. In dieser Kühlschlange Y wird die Temperatur der Gase noch weiter verringert, beispielsweise auf minus io° C, und hier wird ein ammoniakalisches Kondensat gebildet, welches zusammen mit irgendwelchem vorgängigen Kondensat, das sich in X bildet und in die Schlange Y abfließt, praktisch alles ursprünglich in den Gasen vorhandene Wasser enthält. Das Kondensat wird in einem Gefäß Z gesammelt, und das kalte, trockene Gas geht nach der Wärmeaustauschvorrichtung X zurück, wo es den neu eintretenden Gasen Wärme entzieht und schließlich bei einer Temperatur austritt, die etwas oberhalb derjenigen der Anfangsgase liegt.The drawing illustrates a schematic exemplary embodiment of a device suitable for practicing the method according to the invention. In tower V , freshly synthetically produced ammonia is removed from the circulating gases by scrubbing using the scrubber method line A , which then mixes with the circulating gases. The mixture leaves the tower in a moist state through line B. A small amount of ammonia is now added to these gases in a suitable manner, for example by tapping off a certain amount of the original ammonia. akalischeti gases introduced through the Utnführungsleitung C. When the wet gases with the tower V "leaving a temperature of, for example, 25 ⁰ C, then such may be added from 0.01 to 0.1 Volumprozenten as appropriate amount of ammonia, although larger Quantities can be used provided that the Einf Introduction of ammonia into the final gases does not significantly affect the yield of ammonia in the catalytic process as a whole. From the line i? - the gases pass into a heat exchange device X , through which they flow in indirect contact with the cold gases which are already subjected to drying by cooling. The cold, moist gases that emerge from X at, for example, 0 ° C, enter a cooling coil Y, which is externally cooled by a suitable coolant, such as brine or liquid ammonia. In this cooling coil Y, the temperature of the gases is reduced even further, for example to minus io ° C, and here an ammoniacal condensate is formed which, together with any antecedent condensate that forms in X and flows into the Snake Y, virtually everything originally Contains water present in the gases. The condensate is collected in a vessel Z and the cold, dry gas goes back to the heat exchange device X , where it removes heat from the newly entering gases and finally exits at a temperature slightly above that of the initial gases. · Nach einer derartigen Behandlung enthalten die erzielten Gase nicht mehr Wasserdampf, als in der Menge von 1 bis 5 Volumenteilen auf 100 000. Je größer die mit den feuchten Gasen eingeführte Arnmoniakmenge ist, desto wirksamer geht die Wassergntfernung daraus vor sich. Aber obgleich geringe Mengen von Ammoniak in'den noch nicht der Katalyse unterworfenen Gasen nicht schädlich sind, so hat doch eine zu große Menge von Ammoniak eine Verminderung in der Wirksamkeit der Katalyse hinsichtlich des Ertrages an Ammoniak zur Folge. Dementsprechend wird vorzugsweise das neue. Verfahren so ausgeführt, daß weniger als o, 1 °/₀ Ammoniak den feuchten Gasen zugesetzt wird. Anstatt Ammoniak den feuchten, zirkulierenden Gasen zuzusetzen oder neben dieser Maßnahme kann ihnen auch Ammoniak -unvollkommen in derjenigen Verfahrensstufe entzogen werden, während welcher die den Katalysator verlassenden Gase mit Wasser gewaschen werden. Auf dem oben beschriebenen Wege ist aber die Einstellung des Mengenverhältnisses leichter.· After such a treatment, the gases obtained contain no more water vapor than in the amount of 1 to 5 parts by volume per 100,000. The greater the amount of ammonia introduced with the moist gases, the more effectively the water is removed from it. But although small amounts of ammonia in the gases which have not yet been subjected to catalysis are not harmful, too large an amount of ammonia results in a reduction in the effectiveness of the catalysis with regard to the ammonia yield. Accordingly, the new. A method carried out such that less o, 1 ° / ₀ ammonia is added as the humid gases. Instead of adding ammonia to the moist, circulating gases or in addition to this measure, ammonia can also be removed from them imperfectly in the process stage during which the gases leaving the catalyst are washed with water. In the way described above, however, the setting of the quantitative ratio is easier. Die Gase werden so in einem solchen trockenen Zustande gewonnen, daß sie keine oder nur geringe schädliche Wirkung auf den Katalysator auszuüben vermögen. Seine Lebensdauer und Wirksamkeit werden demgemäß stark erhöht.The gases are obtained in such a dry state that they do not contain any or are able to exert only a slight harmful effect on the catalyst. His The service life and effectiveness are accordingly greatly increased. , — Patentansprüche: ", - claims: " I·. Verfahren zum Trocknen von Gasen, die im Kreislaufprozeß bei der synthetischen Erzeugung von Ammoniak umlaufen und dabei zwecks Abtrennung des durch Synthese erhaltenen Ammoniaks mit Wasser gewaschen und sodann zwecks Kondensation des in ihnen enthaltenen Wassers auf Temperaturen unter o° gekühlt werden, dadurch gekennzeichnet, daß man den von der Wasserwäsche kommenden, nur noch Spuren von Ammoniak enthaltenden Gasen vor der Kühlung eine geringe Menge gasförmigen Ammoniaks zusetzt. I ·. Process for drying gases that are in the circulatory process in synthetic Circulate generation of ammonia and thereby for the purpose of separating the ammonia obtained by synthesis is washed with water and then condensation of the contained in them Water are cooled to temperatures below o °, characterized in that one that comes from the water wash and contains only traces of ammonia A small amount of gaseous ammonia is added to gases before cooling. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die vom Ammoniakkatalysator abgehenden Gase gewaschen werden, bevor sie von neuem der Katalyse unterworfen werden, eine geringe Menge dieser. Gase derart umgeleitet wird, daß sie 6,ie für die nachfolgende Kondensation der Feuchtigkeit in den gewaschenen Gasen erforderliche Menge im gasförmigen Ammoniaks liefern.2. The method according to claim 1, characterized in that when the gases emanating from the ammonia catalyst are scrubbed before they are again subjected to the catalysis, a small amount of this. Gases is diverted in such a way that they provide 6, ie the amount in the gaseous ammonia required for the subsequent condensation of the moisture in the scrubbed gases. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß. die komprimierten Gase auf ungefähr minus io° C abgekühlt und ihnen etwa 0,01 bis 0,1 °/₀ Ammoniak 115 ■ zugesetzt wird.3. The method according to claim 1, characterized in that. the compressed gases cooled to about minus io ° C and they are added about 0.01 to 0.1 ° / ₀ 115 ■ ammonia. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings