DE975924C

DE975924C - Verfahren zur Aufarbeitung von Fluessigkeiten, die bei der Verarbeitung von Kokerei-und Synthesegasen anfallen

Info

Publication number: DE975924C
Application number: DEO7938A
Authority: DE
Inventors: Erich-Heinz Dipl- Becker-Boost
Original assignee: Dr C Otto and Co GmbH
Current assignee: Dr C Otto and Co GmbH
Priority date: 1953-04-08
Filing date: 1953-04-08
Publication date: 1962-12-13

Description

Verfahren zur Aufarbeitung von Flüssigkeiten, die bei der Verarbeitung von Kokerei- und Synthesegasen anfallen Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Aufarbeitung von Flüssigkeiten, die bei der Verarbeitung von Kokerei- und Synthesegasen anfallen und Ammoniak in gebundener Form enthalten.
Die Abtrennung des Ammoniaks von den sauren Bestandteilen, wie Schwefelwasserstoff, Kohlensäure und Blausäure, erfolgt üblicherweise durch Erhitzen der Lösung mittels Frischdampf in Entsäurern und/oder Abtreibern. Hierzu ist ein großer Aufwand von Apparaten und Frischdampf erforderlich, ohne daß es selbst beim Arbeiten unter erhöhtem Druck gelingt, eine völlige Trennung des Ammoniaks und der Säuren zu erreichen. Beim Erhitzen der Lösung gehen die abzuscheidenden basischen und sauren Bestandteile in den gasförmigen Zustand über und lassen sich nur entsprechend den Unterschieden ihrer Verdampfungstemperauren und ihrer Teildrücke trennen. Bei den üblichen Entsäuerungs- und Abtreibetemperaturen geht nun unvermeidlicherweise schon beim Entsäuern der Lösung stets eine gewisse Ammoniakmenge mit über, und umgekehrt finden sich stets in den Abschwaden des Abtreibers noch saure Dämpfe.
Das Ziel der Erfindung ist, das Ammoniak aus solchen Flüssigkeiten in wirtschaftlicherer Weise zu gewinnen. Gemäß der Erfindung wird das Ammoniak mittels Kationenaustauschern auf Vinylesterbasis oder auf Styrol-Divinylbenzol-Basis aus der Flüssigkeit abgeschieden und nach Anreicherung des Austauschers aus demselben entfernt. Zur Durchführung des Verfahrens wird die Ammoniak und schwache Säuren enthaltende Lösung durch einen mit dem Kationenaustauscher gefüllten Behälter geleitet; dabei' reichert sich der Kationenaustauscher allmählich mit Ammoniak an.
Das Austreiben des Ammoniaks aus der angereicherten Austauschmasse und Regenerierung derselben kann mittels Säure erfolgen, wobei die entsprechenden Ammoniumverbindungen gewonnen werden. Man kann auch die Regenerierung der Austauschmassen, gegebenenfalls unter erhöhtem Druck, durch Einblasen eines Gemisches aus Wasserdampf und Kohlensäure vornehmen und die anfallenden ammoniakhaltigen Abdämpfe in der gewünschten Weise aufarbeiten. Beim Regenerieren der Austauschmassen mittels Kohlensäure erhält man innerhalb der Poren und an den Oberflächen der Masseteilchen eine zum Austausch der Aminoniumionen ausreichend starke Konzentration an Wasserstoffionen. Es wurde ferner festgestellt, daß eine sehr einfache Regenerierung der Austauschmassen dadurch vorgenommen werden kann, daß man das absorbierte Ammoniak durch indirektes Erhitzen aus der Austauschmasse austreibt.
Aus der vom Ionenaustauscher ablaufenden ammoniakfreien Flüssigkeit können die darin enthaltenen Säuren beispielsweise durch Verdichten oder Verdampfen gewonnen werden.
Die Verwendung von Ionenaustauschern zur Wasserreinigung ist seit langem bekannt. Auch hierbei wurden basische Bestandteile aus dem Wasser mittels Austauschern entfernt.
Daß man Ammoniumsalze durch Kationenaustauscher auf Kunstharzbasis aufspalten kann, ist ebenfalls bekannt. Jedoch sind die bisher für diesen Zweck verwendeten Austauscherharze nicht geeignet, da eine vollständige Bindung des Ammoniaks der Ammonsalze nicht erfolgt.
Die Verwendung von Ionenaustauschern ist auch in der Zuckerindustrie, in der Milchindustrie und zur Gewinnung wertvoller organischer Basen, z. B. Alkaloide, bekannt. Hierbei handelt es sich um sehr verdünnte Lösungen; es war nicht vorauszusehen, daß auch bei so hohen Ammoniakgehalten, wie sie bei den Flüssigkeiten vorliegen, die bei der Verarbeitung von Kokerei- und Synthesegasen anfallen, eine restlose Bindung des Ammoniaks durch Kationenaustauscher auf Vinylester- oder auf Styrol-Divinylbenzol-Basis stattfindet.
Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung ergibt sich der große Vorteil, daß für die Aufarbeitung der Lösung selbst an Stelle sehr umfangreicher Entsäurer und Abtreiber mit allen erforderlichen Nebenapparaten, Leitungen usw. ein einfacher Absorber zum Regenerieren seiner Füllmasse eine Frischdampfmenge genügt, die nur einen geringen Bruchteil der bei den bisher üblichen Entsäuerungs-und Abtreibeverfahren benötigten Menge beträgt. Vor allem aber ermöglicht das Verfahren nach der Erfindung eine wirklich einwandfreie Abtrennung der basischen und sauren Bestandteile auch aus verdünnten Lösungen. Hier sei angemerkt, daß man unter einer verdünnten Lösung bei der Gasverarbeitung Lösungen von einer Konzentration versteht, die ein Vielfaches derjenigen darstellt, welche bei der Wasserreinigung üblich sind.
Zwei Beispiele mögen die Wirkungsweise des Verfahrens nach der Erfindung erläutern Beispiel i Als wäßrige Ausgangslösung diente ein Kokereirohwasser mit folgenden darin gelösten Bestandteilen NH3 . . . . . . . . . . . . . . . . i2,8 g/1 C02 . . . . . . . . . . . . . . . . 10,79/1 H2S . . . . . . . . . . . . . . . . 4,4g/1 Phenole . . . . . . . . . . . . . 4,09/1 Rest Wasser Dieses Rohwasser wurde durch zwei hintereinandergeschaltete Austauschapparate geleitet, die mit je o,2 m3 Kationsaustauschern auf Vinylesterbasis gefüllt waren. Das aus der Apparatur ablaufende Wasser enthielt nur noch NH3 . . . . . . . . . . . . . . . . o,o2 g/1 Phenole . . . . . . . . . . . . . 0,3g/1 C02 : . . . : . . . . . . . . . . . 0,0 g/1 H 2S . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,0 g/1 Nach Durchgang von o,5 ms Rohwasser wurde die Austauschmasse mit Schwefelsäure behandelt und praktisch die Gesamtmenge des absorbierten Ammoniaks in Sulfatform gewonnen.
Bei einer weiteren Versuchsreihe wurde die Regenerierung der Austauschmasse mit einem Wasserdampf-Kohlensäure-Gemisch vorgenommen. Etwa 751% des aus dem Rohwasser ausgeschiedenen Ammoniaks fanden sich in Dampf- bzw. Gasform in dem abziehenden Schwaden wieder. Das in der regenerierten Austauschmasse verbleibende Ammoniak störte bei Wiederverwendung der Masse nicht, nur erschöpfte sich diese in entsprechend kürzerer Zeit. Beispiel ?- Es wurde die gleiche Apparatur wie beim ersten Beispiel verwendet, nur bestand die Austauschmasse aus Kunstharzderivaten auf Styrol-Divinylbenzol-Basis. Als Ausgangslösung diente eine bei der Blausäuresynthese in der Wäsche der Endgase anfallende Flüssigkeit mit NH3 ................ 5g/1 C02 . . . . . . . . . . . . ..... io g/1 HCN . . . . . . . . . . . . . . . . 16 g/1 Die aus der Apparatur ablaufende Flüssigkeit enthielt nur noch NH3 . . . . . . . . . . . . . . . . o, i g/1 C02 ........ .. .. .. .. . 0,i g/1 HCN . . . . . . . . . . . . . . . . 8,o g/1 Das Ammoniak wurde also zu 98% von der Austauschmasse absorbiert. Die Regenerierung der Austauschmasse zwecks Gewinnung des absorbierten Ammoniaks wurde in der gleichen Weise vorgenommen wie beim ersten Beispiel und lieferte ganz ähnliche Ergebnisse.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Aufbereitung von Flüssigkeiten, die bei der Verarbeitung von Kokerei-und Synthesegasen anfallen und Ammoniak in gebundener Form enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß das Ammoniak mittels Kationenaustauschern auf Vinylesterbasis oder auf Styrol-Divinylbenzol-Basis aus der Flüssigkeit abgeschieden und nach Anreicherung des Austauschers aus demselben entfernt wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß aus der vom Ionenaustauscher ablaufenden Flüssigkeit die darin enthaltenen, vom Ammoniak getrennten Säuren gewonnen werden.
3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Austreiben des Ammoniaks aus dem Austauscher mittels Säure unter Gewinnung entsprechender Ammoniumverbindungen erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch den angereicherten Austauscher ein Gemisch aus Wasserdampf und Kohlensäure, gegebenenfalls unter erhöhtem Druck, geleitet und das Ammoniak aus dem abziehenden Dämpfe- bzw. Gasgemisch in bekannter Weise gewonnen wird.
5. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewinnung des Ammoniaks in Gasform durch indirekte Erhitzung des angereicherten Austauschers erfolgt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 711 051, 437 809 ; britische Patentschriften Nr. 592 767, 495 40:2; K u n i n g, Ion Exchange Resins, 1951, S. 123; Reiche 1 t , Vom Rohwasser zum Hochdruckdampf, 1949, S. 157.