NL8204583A - Treatment of condensates from ammonia and urea! synthesis - to remove urea, ammonia and carbon di:oxide by evapn. stripping - Google Patents

Abstract

Removal of urea, NH3 and CO2 from steam condensates is effected by (a) totally evaporating the urea-synthesis condensate to decompose the urea and generate steam contg. NH3 and CO2, and (b) using at least part of the heat content of the steam from (a) to strip NH3 and CO2 from the NH3-synthesis condensate, thereby producing a NH3-, CO2- and H2O-contg. gas stream and a practically urea-, NH3- and CO2-free liq. stream.

Description

- - ... ·..- - ... · ..

..... ;;"·; ...........'ir 1 !: 1 "ΐΐ!1!;''' · * * >* ' · i : * ; Λ UNIE VAN KDNSTMESTFABRIEKEN B.V. ......~..... ;; ""; ........... 'ir 1!: 1 "ΐΐ! 1 !;' '' · * *> * '· i: *; Λ UNION OF KDNSTMESTFABRIEKEN B.V. ...... ~

Uitvinder: Adolphe M. DOUWES te Geleen 1 PN 3421Inventor: Adolphe M. DOUWES at Geleen 1 PN 3421

WEEKWIJZE VOOR HET VERWIJDEREN VAN UREUM, AMMONIAK EN KOOLDIOXIDE UIT VERDUNDE WATERIGE OPLOSSINGENWEEKLY FOR REMOVING UREA, AMMONIA AND CARBON DIOXIDE FROM DILUTED AQUEOUS SOLUTIONS

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het verwijderen van ureum, ammoniak en kooldioxide uit verdunde waterige oplossingen die verkregen worden als procescondensaten bij gekoppelde ammoniak- en ureumsynthesen.The invention relates to a method for removing urea, ammonia and carbon dioxide from dilute aqueous solutions obtained as process condensates from coupled ammonia and urea syntheses.

5 Bij het bereiden van ammoniak uitgaande van koolwaterstoffen", meestal methaan, wordt eerst in een primaire omvormer een synthesegas bereid door reactie van de koolwaterstof met overmaat stoom, in hoofdzaak volgens de reactievergelijking CH4 + Η2$> -► GO + H2 10 Vervolgens wordt lucht gemengd met het gasmengsel dat de pri maire omvormer verlaat, teneinde nog aanwezige koolwaterstof met zuurstof in een afpcupgïaire omvormpr verder om te zetten en tevens om de voor de ammoiSiald^nthese benodigde stikstof te introduceren. Het gasmengsel dat de secundaire omvormer verlaat bestaat voornamelijk uit5 In preparing ammonia from hydrocarbons, "usually methane, a synthesis gas is first prepared in a primary converter by reacting the hydrocarbon with excess steam, essentially according to the reaction equation CH4 + Η2 $> -► GO + H2 10 air mixed with the gas mixture exiting the primary converter, in order to further convert any hydrocarbon remaining with oxygen into a transfer converter and also to introduce the nitrogen required for the ammonia synthesis. The gas mixture leaving the secondary converter mainly consists of

f~S· 'JTf ~ S · JT

15 waterdamp* kooldioxide» stikstof, koolmonoxide en waterstof. Dit mengsel wordt katalytisch behandeld teneinde koolmonoxide te conver-teren, in hoofdzaak volgens dè reactievergeli jking CO + H20 -*· C02 + H2 waardoor een mengsel van kooldioxide, stikstof, waterstof, waterdamp 10 en geringe hoeveelheden koolmonoxide wordt verkregen. De niet verbruikte waterdamp' in dit mengsel wordt gecondenseerd en vormt het Zogenaamde pfocedëóm&eneaat, het kooldioxide wordt door wassen verwij-derd en de geringe hoeveelheden koolmonoxide worden in een methanator omgezet hét voor de ammonifksynthesekatalysator niet giftige 15 methaan, Waartooi^ eéa geschikt uitgangsmengsel voor de ammo-niaksynthese resulteert.15 water vapor * carbon dioxide »nitrogen, carbon monoxide and hydrogen. This mixture is catalytically treated to convert carbon monoxide, mainly according to the reaction equation CO + H 2 O - CO 2 + H 2, whereby a mixture of carbon dioxide, nitrogen, hydrogen, water vapor and small amounts of carbon monoxide is obtained. The unused water vapor in this mixture is condensed to form the so-called pococyte eneate, the carbon dioxide is removed by washing and the small amounts of carbon monoxide are converted into a methanate, methane which is non-toxic to the ammonia synthesis catalyst. ammonia synthesis results.

In <$g velschillende bewerkings s tappen worden ook geringe hoeveelheden nevenprodukten gevormd, zoals ammoniak in de secundaire omvormer, methanol, methylamina en andere organische verontreinigingen : - : Λ . : 8 20i5i3i;:t a .:>' . :.J· .... .,r·. i - * . * 2 bij de koolmonoxide-conversie. Bij het condenseren van de niet verbruikte waterdamp komen deze nevenprodukten in het procescondensaat. Tevens bevat het procescondensaat opgelost kooldioxide en sporen van metaalverbindingen, afkomstig van katalysatoren en apparatuur.Small amounts of by-products such as ammonia in the secondary converter, methanol, methylamina and other organic impurities are also formed in various processing steps: -: Λ. : 8 20i5i3i;: t a.:> '. : .J · ....., R ·. i - *. * 2 at the carbon monoxide conversion. When the unused water vapor condenses, these by-products enter the process condensate. The process condensate also contains dissolved carbon dioxide and traces of metal compounds from catalysts and equipment.

5 Deze in het procescondensaat aanwezige verontreinigingen zijn ongewenst, indien het procescondensaat als ketelvoedingwater in het systeem moet worden teruggevoerd of indien het als afvalwater moet worden gespuid. De hoeveelheid procescondensaat in een ammoniakfabriek is afhankelijk van de verhouding stoom/koolwaterstof in de primaire 10 omvormer en bedraagt, inclusief de kleine hoeveelheden condensaat uit de koelers van de synthesegascompressor en condensaat verkregen in de methanator, ongeveer 1,1-1,25 ton per ton geproduceerde ammoniak. Dit condensaat bevat als regel 0,08-0,1 gew.-% ammoniak, 0,15-0,2 gew.-% kooldioxide, 0,1-0,2 gew.-% methanol, 30-50 ppm organische 15 verontreinigingen en sporen van de metalen ijzer, koper, zink, aluminium, natrium en calcium.5 These impurities present in the process condensate are undesirable if the process condensate is to be returned to the system as boiler feed water or if it is to be discharged as waste water. The amount of process condensate in an ammonia plant depends on the steam / hydrocarbon ratio in the primary converter and, including the small amounts of condensate from the synthesis gas compressor coolers and condensate obtained in the methanator, is approximately 1.1-1.25 tons per tons of ammonia produced. This condensate generally contains 0.08-0.1 wt% ammonia, 0.15-0.2 wt% carbon dioxide, 0.1-0.2 wt% methanol, 30-50 ppm organic 15 impurities and traces of the metals iron, copper, zinc, aluminum, sodium and calcium.

Bij de bereiding van ureum uit ammoniak en kooldioxide vormt men bij hoge temperatuur en de hierbij behorende druk een ureum-syntheseoplossing die nog de in overmaat toegevoerde ammoniak en niet 20 omgezet ammoniumcarbamaat bevat. Het carbamaat wordt in een of meer trappen ontleed in ammoniak en kooldioxide die voor het grootste deel met de aanwezige vrije ammoniak worden afgedreven en gewoonlijk gere-circuleerd. In de laatste ontledingstrap wordt een waterige ureumoplossing verkregen die nog opgeloste hoeveelheden ammoniak en 25 kooldioxide bevat welke vervolgens door ontspanning tot atmosferische of lagere druk worden verwijderd. De waterige ureumoplossing wordt geconcentreerd door indampen en/of kristalliseren en verder verwerkt. Bij het indampen wordt een gasmengsel gevormd dat naast waterdamp meegesleepte fijne ureumdruppels en verder nog ammoniak en kooldioxide 30 bevat. Dit gasmengsel wordt, evenals het bij de ontspanning van de ureumoplossing na de laatste ontledingstrap afgescheiden gasmengsel, gecondenseerd en het aldus verkregen procescondensaat wordt gedeeltelijk in het proces teruggevoerd voor het absorberen van het uit de laatste ontledingstrap afgevoerde gasmengsel. Het overblijvende deel 35 wordt als regel gespuid. In het procescondensaat is ook het water opgenomen dat in het proces is ingevoerd als stoom voor het bedrijven 8204583 ^ ' Z.|'’'ί ^ ^ . .' K .In the preparation of urea from ammonia and carbon dioxide, a urea synthesis solution is formed at high temperature and the associated pressure, which still contains the excess ammonia fed in and unconverted ammonium carbamate. The carbamate is decomposed in one or more stages into ammonia and carbon dioxide, which are largely driven off with the free ammonia present and usually recycled. In the final decomposition step, an aqueous urea solution is obtained containing still dissolved amounts of ammonia and carbon dioxide, which are then removed by relaxation to atmospheric or lower pressure. The aqueous urea solution is concentrated by evaporation and / or crystallization and further processed. On evaporation, a gas mixture is formed which, in addition to water vapor, contains entrained fine urea drops and furthermore contains ammonia and carbon dioxide. This gas mixture, like the gas mixture separated during the relaxation of the urea solution after the last decomposition step, is condensed and the process condensate thus obtained is partly recycled into the process to absorb the gas mixture discharged from the last decomposition step. The remaining part 35 is generally vented. The process condensate also includes the water introduced into the process as steam for operation 8204583 ^ 'Z. |' 'ί ^ ^. . " K.

.....' /;'.' . ... ' van de ejectears in de indamp- en/of kristallisatiesectie, waswater, spoelwater o|t de jpakkingbussφ. van de carbamaatpompen enz. Per mol ureum wordt een mol water gevormd. In een ureumfabriek met een capaciteit van löO®. tonursaum per êag wordt dus 300 ton water per dag ' r,· " - - v·'-' .· ;kr ...... '/;'. ' . ... 'of the ejections in the evaporation and / or crystallization section, washing water, rinsing water or the packing box. of the carbamate pumps, etc. A mole of water is formed per mole of urea. In a urea plant with a capacity of löO®. tonursaum per ag thus becomes 300 tons of water per day 'r, · "- - v ·' -". ·; kr.

5 gevormd. Daaipaast wordt ongeveer 315 ton water per dag ingevoerd, zodat per daj| in totaal ruwweg 615 ton water moet worden afgevoerd.5 formed. In addition, about 315 tons of water are imported per day, so that per day a total of roughly 615 tons of water must be removed.

De fa dit water aanvtezige 2-9 gew.-% NH3, 0,8-6 gew.-% CO2 en 0,3-1,5 gew.^% ureum vertegenwoordigen enerzijds belangrijke hoeveelheden grondstoffen ëö produkt en zouden anderzijds het oppervlakte- -.··. - *· Λ?· .Mé'' ;i .The water which contains 2-9 wt.% NH3, 0.8-6 wt.% CO2 and 0.3-1.5 wt.% Urea represent, on the one hand, important amounts of raw materials and product and, on the other hand, -. ··. - * · Λ? · .Mé ''; i.

01 water waarin dit afvalwater aou worden gespuid belasten in een mate die in vele landen door de overheid niet meer is toegestaan.01 tax water in which this wastewater is drained to an extent that is no longer permitted by the authorities in many countries.

In installaties voor de bereiding van ammoniak en ureum ontstaan derhalve in beide installaties omvangrijke procescondensaat-stromen met sterk verschillende samenstelling die slechts na zorg-15 vuldige zuivering kunnen worden geloosd of gebruikt als ketelvoedingwater.Hence, in plants for the preparation of ammonia and urea, large process condensate streams of very different composition are generated in both plants, which can only be discharged or used as boiler feed water after careful purification.

In de Nederlandse octrooiaanvrage 7705356 is reeds voorgesteld om uit de procescondensaten die verkregen zijn bij de ammoniak-bereiding en de oreumbereiding oververhitte stoom te vormen. Hiertoe 20 wordt het bij de ureumbereiding verkregen procescondensaat in een hydrolysezone geleidden de ureum gehydrolyseerd. De bij de hydrolyse gevormde ammoniak en kooldioxide worden in een desorptiezone gedesor-beerd en de testerende oplossing wordt samen met het bij de ammoniakbereiding verkregen procescondensaat omgezet in oververhitte 25 stoom die na|r de primaire omvormer gevoerd wordt.In Dutch patent application 7705356 it has already been proposed to form superheated steam from the process condensates obtained in the ammonia preparation and the oreum preparation. To this end, the process condensate obtained in the urea preparation is led into a hydrolysis zone and the urea is hydrolyzed. The ammonia and carbon dioxide formed in the hydrolysis are desorbed in a desorption zone and the test solution, together with the process condensate obtained in the ammonia preparation, is converted into superheated steam which is fed after the primary converter.

Dezê bekende werkwijtee heeft het nadeel dat de hydrolyse van ureum in aanwezigheid van ammoniak in de huurt van de evenwichts-omstandighedèn tot hogere uresameindgehaltes leidt, dan wanneer ammoniak afwezig is. Hét gevaar van een niet volledige hydrolyse is der-30 halve niet denkbeeldig. Wanneer ureumbevattend procescondensaat omgezet wordt in stoom, zal <£e ureum in de stoomketel ontleden in ammoniak en kooldioxide waardoor gevaar voor corrosie ontstaat.This known method has the drawback that the hydrolysis of urea in the presence of ammonia in the rent of the equilibrium conditions leads to higher urea end contents than when ammonia is absent. The danger of incomplete hydrolysis is therefore not imaginary. When urea-containing process condensate is converted to steam, the urea in the steam boiler will decompose into ammonia and carbon dioxide, creating a risk of corrosion.

Ook is reeds bekend om procescondensaat dat verkregen is bij de bereiding van ureum te verdampen tot lagedruk stoom, waarbij de in 35 het condensaat aanwezige ureum ontleed wordt in ammoniak en kooldioxide, waarna het dampmangsel gecondenseerd wordt en de ammoniak 820 4¾$3 t ·' . '· «v A - M i .¾... . : ·,.·ίί' - Λ·. · z .It is also already known to evaporate process condensate obtained in the preparation of urea to low-pressure steam, in which the urea present in the condensate is decomposed into ammonia and carbon dioxide, after which the vapor mixture is condensed and the ammonia is 820 ml. '· «V A - M i .¾ .... : ·,. · Ίί '- Λ ·. Z.

* 4 * » en kooldioxide door strippen verwijderd worden (zie het Amerikaanse octrooischrift 3.912.222).* 4 * and carbon dioxide are stripped (see U.S. Pat. No. 3,912,222).

De uitvinding betreft nu een verbetering van laatstgenoemde werkwijze, waarbij de bij het verdampen van het procescondensaat van 5 de ureumbereiding gevormde ammoniak- en kooldioxidebevattende lagedruk stoom op geschikte wijze benut kan worden voor het verwijderen van ammoniak en kooldioxide, zowel uit het procescondensaat van de ammoniakbereiding als uit de oplossing die gevormd wordt bij het condenseren van de ammoniak- en kooldioxidebevattende stoom.The invention now relates to an improvement of the latter method, wherein the ammonia and carbon dioxide-containing low-pressure steam formed during the evaporation of the process condensate from the urea preparation can be suitably used for removing ammonia and carbon dioxide, both from the process condensate of the ammonia preparation. as from the solution formed when condensing the ammonia and carbon dioxide-containing steam.

10 De werkwijze volgens de uitvinding voor het verwijderen van ureum, ammoniak en kooldioxide uit verdunde waterige oplossingen die verkregen worden als procescondensaten bij ammoniak- en ureumsynthesen door ontleding van ureum en desorptie van ammoniak en kooldioxide, waarbij de ontleding van ureum die aanwezig is in het procescondensaat 15 van de ureumbereiding plaats vindt door het procescondensaat volledig te verdampen, is hierdoor gekenmerkt, dat men tenminste een deel van de warmte-inhoud van de bij het verdampen van het procescondensaat van de ureumbereiding gevormde ammoniak- en kooldioxidebevattende stoom benut voor het uitdrijven in een desorptiezone van ammoniak en kooldioxide 20 uit het procescondensaat van de ammoniakbereiding en uit de desorptiezone een ammoniak-, kooldioxide-* en waterbevattende gasstroom en een vrijwel ureum-, ammoniak- en kooldioxidevrije vloeistofstroom afvoert.The process of the invention for removing urea, ammonia and carbon dioxide from dilute aqueous solutions obtained as process condensates in ammonia and urea syntheses by decomposition of urea and desorption of ammonia and carbon dioxide, the decomposition of urea present in the Process condensate of the urea preparation takes place by completely evaporating the process condensate, characterized in that at least part of the heat content of the steam formed during evaporation of the process condensate of the urea preparation is used for expelling in a desorption zone of ammonia and carbon dioxide 20 from the process condensate of the ammonia preparation and from the desorption zone discharges an ammonia, carbon dioxide and water-containing gas stream and an almost urea, ammonia and carbon dioxide-free liquid stream.

Het verdampen van het procescondensaat van de ureumbereiding 25 kan bijvoorbeeld geschieden door het condensaat te leiden in warm-tewisseling met tot ammoniumcarbamaat condenserende ammoniak en kooldioxide in de hogedruk carbamaatcondensatiezone van de ureum-fabriek, waar grote hoeveelheden warmte vrijkomen die moeten worden afgevoerd en waarbij het procescondensaat omgezet wordt in met ammo-30 niak en kooldioxide verontreinigde stoom van bijvoorbeeld 3-5 bar. Bij voorkeur verlaagt men voorafgaande aan de verdamping het ammoniak-gehalte van het procescondensaat, bijvoorbeeld door een stripbehan-deling met een deel van de bij het verdampen van het procescondensaat verkregen stoom, tot beneden ca 0,5 gew.%, teneinde de ureumhydrolyse 35 zo snel en volledig mogelijk te doen verlopen.Evaporation of the process condensate from the urea preparation 25 can take place, for example, by passing the condensate in heat exchange with ammonium carbamate condensing ammonia and carbon dioxide in the high-pressure carbamate condensation zone of the urea plant, where large amounts of heat are to be removed and the process condensate is converted into steam contaminated with ammonia-niak and carbon dioxide of, for example, 3-5 bar. Before the evaporation, the ammonia content of the process condensate is preferably lowered, for example by stripping with part of the steam obtained on evaporation of the process condensate, to below about 0.5% by weight, in order to reduce the urea hydrolysis. to proceed as quickly and completely as possible.

Het desorberen van ammoniak en kooldioxide uit het procescondensaat van de ammoniakbereiding geschiedt in een bij atmosferische of 8204583 ..... ' - ;= Η ......S! W?' ' VV W - . : ..... .The desorption of ammonia and carbon dioxide from the process condensate of the ammonia preparation takes place in an atmospheric or 8204583 ..... '-; = Η ...... S! W? " VV W -. : ......

► 4" ' ’? een weinig verhoogde of verlaagde druk bedreven desorptiezone, aan de top waarvan de te desorberen vloeistof wordt toegevoerd die in de zone naar beneden stroomt in tegenstroom met een ammoniak-, kooldioxide- en waterdampbevattende gasstroom. Voor het ontwikkelen van deze gasstroom 5 wordt bij de werkwijze volgens de uitvinding bij voorkeur tenminste een deel van de bij het verdampen van het procescondensaat van de ureumbereiding gevormde stoom in warmtewisseling gebracht met een deel van de oplossing uit de bodem van de desorptiezone in een met de desorptiezone gekoppelde verhittingszone, en het uit het deel van de 10 vloeistofstroom gevormde damp-vloeistof-mengsel teruggevoerd in de desorptiezone, waarbij de voor het verhitten gebruikte stoom althans gedeeltelijk'condenseert. Bij voorkeur wordt de hoeveelheid stoom die naar de met de desorptiezone gekoppelde verhittingszone geleid wordt, zodanig bemeten dat deze tengevolge van de warmtewisseling in de 15 verhittingszone volledig condenseert. Indian men een grotere hoeveelheid stoom aan de verhittingszone toevoert, kan men de volledige condensatie van de uit de verhittingszone afgevoerde stroom bewerkstelligen door warmtewisseling elders in het proces danwel met behulp van koelwater. Het bij het condenseren gevormde ammoniak- en 20 . kooldioxidebevattende condensaat wordt bij voorkeur naar de top van de desorptiezone geleid. Dit condensaat en het procescondensaat van de ammoniakbereiding kunnen zowel als afzonderlijke stromen alsook als één stroom aan de desorptiezone worden toegeleid. Teneinde een goede desorptie van ammoniak en kooldioxide te bewerkstelligen wordt in de 25 top van de desorptiezone een temperatuur tussen 90 en 120 °G en in de bodem tuêèen 110 èn 130 *C geÉiandhaafd.► 4 "" "- a little elevated or reduced pressure operated desorption zone, at the top of which is fed the liquid to be desorbed flowing down the zone in countercurrent with an ammonia, carbon dioxide and water vapor containing gas stream. To develop this in the process according to the invention, gas stream 5 is preferably heat exchanged with a part of the solution from the bottom of the desorption zone in a heating zone coupled to the desorption zone, at least a part of the steam formed during the evaporation of the process condensate from the urea preparation, and the vapor-liquid mixture formed from the part of the liquid stream is recycled to the desorption zone, wherein the steam used for heating at least partly condenses. measured that due to the heat exchange in the heating zone, it is full empty condensation. If a larger amount of steam is supplied to the heating zone, complete condensation of the stream discharged from the heating zone can be achieved by heat exchange elsewhere in the process or by means of cooling water. The ammonia and 20. carbon dioxide-containing condensate is preferably passed to the top of the desorption zone. This condensate and the process condensate of the ammonia preparation can be fed to the desorption zone both as separate streams and as one stream. In order to achieve a good desorption of ammonia and carbon dioxide, a temperature between 90 and 120 ° C is maintained in the top of the desorption zone and 110 and 130 ° C in the bottom are maintained.

01t de bodem van de desorptiezone wordt een vloeistofstroom af gevoerd welke minder dan 10 ppm ureum en minder dan 10 ppm ammoniak bevat» Deze Stroom kan gespuid worden of geheel of gedeeltelijk in het 30 proces worden benut. Deze stroom die naast enkele ppm ureum en enkele ppm ammoniak,, nog slechts sporen van metalen bevat welke afkomstig zijn van de ^paratuur en van bij de synthesegasbereiding toegepaste katalysatoren, kan naar een installatie voor het verwijderen van •i>v; - Λ ·' ^ t metaalverbindingen en het bereiden van ketelvoedingwater worden 35 geleid.A liquid stream containing less than 10 ppm urea and less than 10 ppm ammonia is discharged from the bottom of the desorption zone. This stream may be vented or used in whole or in part in the process. This stream, which, in addition to a few ppm urea and a few ppm ammonia, contains only traces of metals originating from the equipment and from catalysts used in the synthesis gas preparation, can go to an installation for the removal of v; Metal compounds and the preparation of boiler feed water are conducted.

Uit de top van de daforptiezone wordt een gasmengsel afgevoerd dat naast ammoniak, kooldioxide en waterdamp nog geringe 820 4 541 ;/· r -i :! 6 hoeveelheden organische verontreinigingen bevat zoals methanol en methylamine. Deze organische verontreinigingen kunnen uit het gasmengsel verwijderd worden, bijvoorbeeld door adsorptie met behulp van actieve kool, waarna het resterende gasmengsel, desgewenst na con-5 densatie, naar de lagedruk carbamaatcondensatiezone van de ureum-fabriek kan worden gevoerd. Het is eveneens mogelijk uit het uit de top van de desorptiezone afgevoerde gasmengsel door partiële condensatie een oplossing van ammoniak en kooldioxide in water te vormen, welke naar de lagedruk carbamaatcondensatiezone van de ureumfabrlek 10 kan worden gevoerd.A gas mixture is discharged from the top of the depletion zone which, in addition to ammonia, carbon dioxide and water vapor, still contains little 820 4 541; Contains 6 amounts of organic impurities such as methanol and methylamine. These organic impurities can be removed from the gas mixture, for example by adsorption with the aid of activated carbon, after which the residual gas mixture, if desired after condensation, can be fed to the low-pressure carbamate condensation zone of the urea plant. It is also possible to form from the gas mixture discharged from the top of the desorption zone by partial condensation a solution of ammonia and carbon dioxide in water, which can be fed to the low-pressure carbamate condensation zone of the urea plant 10.

De uitvinding zal vervolgens worden toegelicht aan de hand van de figuur en verduidelijkt aan de hand van het voorbeeld, zonder echter hiertoe beperkt te zijn.The invention will now be elucidated on the basis of the figure and elucidated on the basis of the example, without, however, being limited thereto.

In de figuur is met 1 en 7 aangegeven een voorraadvat voor 15 procescondensaat van de ureumbereiding respectievelijk van de ammo- niakbereiding. Met 3 is aangeduid de hogedruk carbamaatcondensatiezone van de ureumfabrlek, met 9 de desorptiezone en met 5 een verhit-tingszone.In the figure, 1 and 7 denote a storage vessel for 15 process condensate of the urea preparation and of the ammonia preparation, respectively. 3 denotes the high-pressure carbamate condensation zone of the urea plant, 9 denotes the desorption zone and 5 denotes a heating zone.

Het procescondensaat van de ureumbereiding wordt uit voorraadvat 1 via 20 2 toegevoerd aan de mantelzijde van de hogedruk carbamaatconden satiezone 3 en wordt hier omgezet in ammoniak- en kooldioxidebevat-tende stoom met een druk van 3-5 bar. De geproduceerde hoeveelheid stoom wordt geheel of gedeeltelijk via 4 en 4a toegevoerd aan de mantelzijde van verhittingszone 5. Het eventueel resterende deel kan via / 25 een van een afsluiter voorziene leiding 4b gevoerd worden naar stoom-verbruikende apparatuur elders in het proces, in de figuur aangegeven met 12, en het gevormde condensaat, dat geen ureum meer bevat, via een van een expansieklep voorziene leiding 13 naar de top van desorptiezone 9 gevoerd worden. In de verhittingszone 5 wordt een 30 vloeistofstroom 10 afkomstig uit de desorptiezone 9 door de verhit-tingspijpen gevoerd en hier gedeeltelijk in damp omgezet door warm-tewisseling met de via 4a aangevoerde stoom, waarbij deze stoom condenseert tot een waterige ammoniak- en kooldioxidebevattende oplossing, die via een van een expansieklep voorziene leiding 6 uit de 35 verhittingszone 5 in de top van desorptiezone 9 gevoerd wordt. In de top van desorptiezone 9 wordt tevens gevoerd het via 8 aangevoerde, 8204583 7 V , \ r » uit voorraadvat 7 afkomstige procescondensaat van de ammoniak-bereiding. Se in de top van de desorptiezone 9 gevoerde vloeistoffen stromen in daze kolom n*«r beneden in tegenstroom met een dampmengsel bestaande uit ammoniak, kooldioxide en waterdamp. Dit dampmengsel 5 wordt gevormd' doordat de dampuit het via 11 aan de desorptiezone 9 teruggevoerd$ damp-vloeistof-viengsel een strippende werking op de naar beneden stromèndevloeistof i&toefent.The process condensate of the urea preparation is supplied from storage vessel 1 via 20 2 to the jacket side of the high-pressure carbamate condensation zone 3 and here is converted into ammonia and carbon dioxide-containing steam at a pressure of 3-5 bar. The amount of steam produced is supplied in whole or in part via 4 and 4a to the jacket side of heating zone 5. Any remaining part can be fed via / a valve 4b provided with a valve to steam-consuming equipment elsewhere in the process, in the figure. indicated by 12, and the formed condensate, which no longer contains urea, is fed via a pipe 13 provided with an expansion valve to the top of desorption zone 9. In the heating zone 5, a liquid stream 10 from the desorption zone 9 is passed through the heating pipes and here partially converted into vapor by heat exchange with the steam supplied via 4a, this steam condensing into an aqueous ammonia and carbon dioxide-containing solution, which is led via a pipe 6 provided with an expansion valve from the heating zone 5 into the top of the desorption zone 9. At the top of desorption zone 9, the process condensate of the ammonia preparation supplied from 8 via 8204583 7 V, supplied from storage vessel 7 is also fed. The liquids fed into the top of the desorption zone 9 flow countercurrently in this column below with a vapor mixture consisting of ammonia, carbon dioxide and water vapor. This vapor mixture 5 is formed in that the vapor from the vapor-liquid mixture returned via 11 to the desorption zone 9 exerts a stripping action on the down-flow liquid.

Het gasvormige mengsel van ammoniak, kooldioxide en waterdamp wordt af gevoerd.via 14. Beneden uit de desorptiezone wordt via 15 een 10 waterige vloeistof afgevoerd iet ureum- en ammoniakconcentraties die ·., - - Λ\:' "ik.The gaseous mixture of ammonia, carbon dioxide and water vapor is discharged via 14. Down from the desorption zone, an aqueous liquid is discharged via 15 to urea and ammonia concentrations which are.

elk minder lOppm bedrage»* Deze vloeistofstroom wordt vervolgens naar een nie^. geJ^k^nde inrichting voor het verwijderen van metaalverbindingen en voor het bereiding van ketelvoedingwater gevoerd of gdieel geapni4« 15 Voorbeeldeach less 10ppm amount * * This liquid flow is then sent to a new one. Suitable device for the removal of metal compounds and for the preparation of boiler feed water, fed or partially charged. Example

Met behulp van de werkwijze volgens de figuur, werd procescondensaat behandeld dat verkregen werd in een ureumfabriek met een produktie van 1000 ton per dag en een ammoniakfabriek met een produk-tie van 600 ton per dag.Using the method of the figure, process condensate was obtained which was obtained in a urea plant with a production of 1000 tons per day and an ammonia plant with a production of 600 tons per day.

20 De hoeveelheden zijn aangegeven in kg per uur *20 The quantities are indicated in kg per hour *

Het procescondensaat van de ureumbereiding, ca 26000 kg, waaruit vooraf door strippen reeds een groot deel van de aanwezige ammoniak en kooldioxide verwijderd was, bevatte 130 kg ureum 18 kg ammoniak, 2 kg kooldioxide en de rest water, werd vanuit voorraadvat 1 25 via 2 geleid in de hogedruk carbamaatcondensatiezone 3 van de ureumfabriek en daar volledig omgezet la verontreinigde stoom van 4 bar en 143 °G. Bij de stoomvorming in de hogedruk carbamaatcondensatiezone werd de oorspronkelijk in het procescondensaat aanwezige ureum geheel gehydrolyeeerd tot ammoniak en kooldioxide. Van de geproduceerde stoom 30 werd een hoeveelheid van ca 5000 kg via 4 en 4a naar de verhit-tingszone 5 geleid en daar tengevolge van warmtewisseling gecondenseerd. De resterende ca 21000 kg worden elders in het proces benut en als condensaat via 13 aan de desorptiezone 9 toegevoerd.The process condensate of the urea preparation, approx. 26,000 kg, from which a large part of the ammonia and carbon dioxide present had already been removed by stripping, contained 130 kg of urea, 18 kg of ammonia, 2 kg of carbon dioxide and the remainder of water, was supplied from storage vessel 1 via 2 passed into the high-pressure carbamate condensation zone 3 of the urea plant and there completely converted la contaminated steam of 4 bar and 143 ° G. During the steam formation in the high-pressure carbamate condensation zone, the urea originally present in the process condensate was completely hydrolyzed to ammonia and carbon dioxide. Of the steam 30 produced, an amount of about 5000 kg was led via 4 and 4a to the heating zone 5 and condensed there as a result of heat exchange. The remaining approx. 21000 kg are used elsewhere in the process and supplied as condensate via 13 to desorption zone 9.

Het procescondensaat van de awmoniakbereiding, ca 28.000 kg, 35 bevatte 32 kg ammoniak, 100 kg kooldioxide, 58 kg organische 8 20 45|3| i A;,·J* . ' 'iï ' ... . ·'sMêïiSISi’·. ï ‘L· *- 9 * 8 verontreinigingen (vnl. methanol en methylamine) en de rest water, werd uit voorraadvat 7 via 8 geleid in de top van een van platen voorziene desorptiezone 9, welke bij atmosferische druk bedreven werd en waarvan de temperatuur in de top 100 eC en in het bodemgedeelte 120 °C 5 bedroeg. Aan de top van desorptiezone 9 werd tevens via 6 toegevoerd ca 5000 kg condensaat, dat gevormd was door condensatie van de verontreinigde stoom in de verhittingszone 5. De condensatie van de verontreinigde stoom geschiedde door warmtewisseling met ca 2000 kg oplossing die via 10 uit de bodem van desorptiezone 9 naar de 10 verhittingszone 5 gevoerd werd waarbij een deel van de oplossing in dampvorm overging zodat via 11 een mengsel van damp en vloeistof teruggevoerd werd naar het benedendeel van de desorptiezone 9. In de desorptiezone 9 werd hierdoor een strippend effect veroorzaakt, waardoor vrijwel de gehele hoeveelheid ammoniak, kooldioxide en de aan-15 wezige organische verontreinigingen samen met een hoeveelheid waterdamp in de gasfase overging en via 14 afgevoerd werd. De samenstelling van stroom 14 was 124 kg ammoniak, 196 kg kooldioxide, . 58 kg methanol en methylamine, 4622 kg water.The process condensate of the awmonia preparation, approx. 28,000 kg, 35 contained 32 kg of ammonia, 100 kg of carbon dioxide, 58 kg of organic 8 20 45 | 3 | i A;, J *. '' iï '.... · 'MêïiSISi'. impurities (mainly methanol and methylamine) and the remainder of water, were passed from storage vessel 7 via 8 into the top of a plate desorption zone 9, which was operated at atmospheric pressure and whose temperature in the top 100 eC and in the bottom part 120 ° C. At the top of desorption zone 9, about 5,000 kg of condensate was also supplied via 6, which had been formed by condensation of the contaminated steam in heating zone 5. The condensation of the contaminated steam was effected by heat exchange with about 2,000 kg of solution which was discharged from the bottom via 10 from desorption zone 9 to heating zone 5 with a part of the solution passing in vapor form so that via 11 a mixture of vapor and liquid was returned to the lower part of desorption zone 9. This caused a stripping effect in desorption zone 9, whereby almost the entire amount of ammonia, carbon dioxide and the organic impurities present, together with an amount of water vapor, passed into the gas phase and was discharged via 14. The composition of stream 14 was 124 kg of ammonia, 196 kg of carbon dioxide. 58 kg of methanol and methylamine, 4622 kg of water.

Uit de bodem van de desorptiezone 9 werd via 15 ca 28.000 kg 20 van een waterige vloeistof afgevoerd welke 4 ppm ureum, 5 ppm ammoniak en nog sporen metaalverbindingen bevatte, welke vloeistof naar een niet getekende installatie voor het bereiden van ketelvoedingwater gevoerd werd.From the bottom of desorption zone 9, about 28,000 kg of water was discharged through 15 of an aqueous liquid containing 4 ppm urea, 5 ppm ammonia and still traces of metal compounds, which liquid was fed to an installation (not shown) for preparing boiler feed water.

82045838204583

Claims (6)

9 PN 34219 PN 3421 1. Werkwijze voor het verwijderen van ureum, ammoniak en kooldioxide tilt yerdbpde waterige oplossingen die verkregen worden als pro-cescondeièaten bij ammoniak- en ureumsynthesen, door ontleding van ureum en desèrptie van aiffioniak en kooldioxide, waarbij de 5 ontleding vad de ureum die aanwezig is in het procescondensaat van de ureumbereiding plaats vindt door het procescondensaat volledig A ? . ......... te verdampen, met het kenmerk, dat men tenminste een deel van de warmte-inhoud van dé bij het verdampen van het procescondensaat van de ureumbereiding gevormde ammoniak"» en kooldioxidebevattende 10 stoom benut voor het uitdrijven in een desorptiezone van ammoniak en kooldioxide uit het procescondensaat van de ammoniakbereiding en uit de desorptiezone een ammoniak-, kooldioxide- en waterbevat-tende gasstroom en een vrijwel ureum-, ammoniak- en kooldioxi-devrije vloeistofstroom afvoert.1. A process for the removal of urea, ammonia and carbon dioxide to dissolve aqueous solutions obtained as process condensates in ammonia and urea syntheses, by decomposition of urea and desorption of alcohol and carbon dioxide, the decomposition of the urea present in the process condensate of the urea preparation takes place complete A by the process condensate? . ........., characterized in that at least a part of the heat content of the ammonia formed during evaporation of the process condensate of the urea preparation and the carbon dioxide-containing steam is used for expelling in a desorption zone of ammonia and carbon dioxide from the process condensate of the ammonia preparation and from the desorption zone discharges an ammonia, carbon dioxide and water-containing gas stream and an almost urea, ammonia and carbon dioxide-free liquid flow. 2. Werkwijze volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat men tenminste een deel van de bij het verdampen van het procescondensaat van de ureumbereiding gevormde stoom in warmtewisseling brengt met een deel van 'de vloeistofstroom uit de desorptiezone in een met de desorptiezone verbonden #rhittingszone en het uit het deel van de 20 vloeistofströom gevormde damp-vloeistof-mengsel terugvoert in de2. Process according to claim 1, characterized in that at least a part of the steam formed on evaporation of the process condensate of the urea preparation is heat exchanged with a part of the liquid stream from the desorption zone in a heating zone connected to the desorption zone and the vapor-liquid mixture formed from the part of the liquid stream returns to the 3. Werkwijze volgens conclusie 2 met het kenmerk, dat men bij de warmtewiSseling de stoom SIthans gedeeltelijk condenseert en het 'x 'Mi ; 'VïWïJc v.. hierbij gevormde condensaat in de desorptiezone leidt.3. Process according to claim 2, characterized in that during the heat exchange the steam is at least partly condensed and the 'x' Mi; The condensate formed here leads into the desorption zone. 4. Werkwijz4volgens een der conclusies 1-3 met het kenmerk, dat men de uit de desorptiezone afgevoerde waterige vloeistofstroom gebrt^ktjals ketelvoedin^cater.4. Process according to any one of claims 1-3, characterized in that the aqueous liquid stream discharged from the desorption zone is used as boiler feed. 5. Werkwijze vorens een der conclusies 1-4 met het kenmerk, dat men het uit |ë desorptiezone afgevoerde gasmengsel leidt naar een con- 30 densatiezone waarin oen bij de ontleding van carhamaat in een ureumsyntheséoplössing vrijgekomen ammoniak- en kooldioxidebevat-tend gasmengsel wordt gecondenseerd.5. Process according to any one of claims 1-4, characterized in that the gas mixture discharged from the desorption zone is led to a condensation zone in which an ammonia and carbon dioxide-containing gas mixture released during the decomposition of carhamate in a urea synthesis solution is condensed. . 6. Werkwijze voor het verwijderen van ureum, ammoniak en kooldioxide uit verdunde waterige oplossingen als beschreven en toegelicht aan 35 de hand San de figuur. jl/wr 8 2 0 4 5 8 36. Method for removing urea, ammonia and carbon dioxide from dilute aqueous solutions as described and explained with reference to the figure. y / w 8 2 0 4 5 8 3