專利名稱：從包含NH₃和酸性氣體的混合物中獲得NH₃的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從包含NH3、含有H2S和/或CO2的酸性氣體和低沸點(diǎn)水溶性有機(jī)組分的混合物，特別是廢水中回收NH3的方法和裝置。從這種混合物中分離NH3是已知的且基于NH3與酸性氣體(X)2和H2S在水溶液中形成共沸物這一事實(shí)。溫度越高以及液體中的NH3濃度越低，酸性氣體中的共沸物越差。在高貯槽溫度下操作的脫酸器中，不含NH3的酸性氣體因此可作為塔頂產(chǎn)物得到，而在貯槽中得到含有全部NH3和僅少量來自入口的酸性氣體的水溶液。在低貯槽溫度下操作且通常具有較高NH3濃度的NH3汽提塔中，得到含有全部源自脫酸器貯槽的酸性氣體的塔底產(chǎn)物。這需要較少過量的NH3。塔頂產(chǎn)物由NHdi成，其仍含有小濃度的酸性氣體。在酸性氣體吸收器中，在氨水中從含酸性氣體的NH3中吸收酸性氣體。在總汽提塔中，從NH3、CO2, H2S及大量其它揮發(fā)性和非揮發(fā)性組分(取決于原料的來源)的水溶液中汽提所有揮發(fā)性組分，使得作為塔底產(chǎn)物得到不含揮發(fā)性組分的廢水。通常，將含NH3的混合物加入酸性氣體吸收器的貯槽中。向塔的頂部裝入氨水或純水，純水在冷卻吸收回路中吸收NH3，從而形成氨水，其中吸收酸性氣體。將塔底產(chǎn)物供入 NH3汽提塔中，將其仍含有一些(X)2的頂部蒸氣引入酸性氣體吸收器中。將NH3汽提塔的塔底產(chǎn)物供入脫酸器中。向脫酸器的頂部加入純水，所述純水也可來源于總汽提塔的貯槽，以從酸性氣體中完全吸收NH3。將脫酸器的塔底產(chǎn)物供入總汽提塔中，將其頂部產(chǎn)物引入酸性氣體吸收器的貯槽中。塔底產(chǎn)物為NH3和不含(X)2的廢水。由DE 2527985已知該方法的變化方案，其中將液體原料加入脫酸器中。將它的一部分預(yù)熱且在較低部分處加入，而另一部分在更上面加入，以冷凝蒸汽并吸收大部分NH3。在EP 0 212 690 Bl中公開的方法中，將大部分液體原料預(yù)熱加入總汽提塔中，而將剩余部分冷卻供入脫酸器中。將總汽提塔的塔頂產(chǎn)物基本冷凝，然后加入比酸性氣體吸收器的貯槽更下面的NH3汽提塔中。該方法由于原料中的低酸性氣體濃度而特別有利。在根據(jù)EP 0 654 443 Al的方法中，脫酸器和總汽提塔組合在一個(gè)塔中。在塔的中部，取出脫酸的蒸氣并在相同的壓力下基本冷凝。在更上面，未冷凝的蒸氣再循環(huán)至脫酸器中。將液體引入與酸性氣體吸收器組合成一個(gè)塔的NH3吸收器中。根據(jù)EP 1 135 331 Bl的方法不同于上述方法之處在于將總汽提塔的頂部蒸氣冷凝，其中將液體引入NH3汽提塔中。在上述方法中，特別是在酸性氣體吸收器中的揮發(fā)性水溶性有機(jī)組分可富集至使該方法不能再進(jìn)行下去的程度。發(fā)明描述因此，本發(fā)明的目的是提供一種回收NH3的方法和裝置，其中避免了有機(jī)組分的強(qiáng)_集。根據(jù)本發(fā)明，該目的的解決在于將液相的部分料流從酸性氣體吸收器中取出并加工，使得得到具有降低的揮發(fā)性有機(jī)組分含量的氣態(tài)NH3，使其再循環(huán)至酸性氣體吸收器中。
令人驚訝的是，發(fā)現(xiàn)酸性氣體吸收器的液相中的揮發(fā)性水溶性有機(jī)組分含量可通過本發(fā)明方法限制，使得它不干擾流暢的操作。通過加工取出的酸性氣體吸收器的部分料流而得到的餾分，其含有從酸性氣體吸收器取出的液相中除去的揮發(fā)性有機(jī)組分，可從本方法中排出并供入處理裝置中。特別地，當(dāng)?shù)头悬c(diǎn)水溶性有機(jī)組分含有醇類、酮類、腈類和/或吡啶堿類時(shí)，可使用本方法。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，將從酸性氣體吸收器中取出的部分料流供入第一汽提塔中，其中基本汽提所有揮發(fā)性組分。汽提塔的塔頂產(chǎn)物部分冷凝，其余蒸氣再循環(huán)至酸性氣體吸收器中。這涉及以下優(yōu)點(diǎn)大部分原始存在的水溶性揮發(fā)性有機(jī)化合物保留在冷凝部分中，而再循環(huán)的蒸氣具有更少量的揮發(fā)性有機(jī)化合物。為改善本方法的總收率，優(yōu)選將所得部分冷凝物供入另一汽提塔中，其中將NH3和酸性氣體汽提至有機(jī)組分集中在貯槽中的程度。第二汽提塔的塔頂產(chǎn)物(其揮發(fā)性有機(jī)化合物的含量相應(yīng)地進(jìn)一步降低)再循環(huán)至酸性氣體吸收器中。發(fā)現(xiàn)當(dāng)汽提塔各自在2-20巴的壓力下操作時(shí)，借助一個(gè)或多個(gè)汽提塔分離揮發(fā)性有機(jī)化合物特別有效。優(yōu)選將壓力調(diào)整至4-16巴，特別優(yōu)選至約6. 5巴。在另一實(shí)施方案中，第二汽提塔的塔底產(chǎn)物可膨脹至酸性氣體吸收器的壓力，并與其中例如通過蒸餾提純NH3的塔的塔底產(chǎn)物混合。在這種情況下，將閃蒸蒸氣供入酸性氣體吸收器中。較高沸點(diǎn)水溶性有機(jī)組分在NH3汽提塔的上半部分中可能比在酸性氣體吸收器中更加富集。在這種情況下，也可將液體或氣態(tài)部分料流從NH3汽提塔的上半部分中取出，如上所述將其加工。優(yōu)選將最終在酸性氣體吸收器頂部基本由酸性氣體釋放的NH3供入另一清潔段和 /或液化。根據(jù)本發(fā)明的發(fā)展，將送往酸性氣體吸收器用作吸收劑的氨水分開。將一部分氨水裝入酸性氣體吸收器頂部，并將一部分氨水供入酸性氣體吸收器最底部的吸收回路中。 令人驚訝地發(fā)現(xiàn)酸性氣體吸收器的液相中的揮發(fā)性有機(jī)組分總濃度因此可另外降低。此外，本發(fā)明涉及一種用于回收NH3的裝置，其特別適于進(jìn)行上述方法。根據(jù)本發(fā)明，該裝置包括用氨水操作的酸性氣體吸收器，其中在酸性氣體吸收器的下游提供第一汽提塔，向其中供入來自酸性氣體吸收器的液相的部分料流，并且其中第一汽提塔頂部與酸性氣體吸收器連接。為提高總收率，根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方案，本發(fā)明裝置包括另一汽提塔，向其中供入第一汽提塔的部分冷凝物且在其中繼續(xù)汽提NH3和酸性氣體，其中另一汽提塔的頂部與酸性氣體吸收器連接。將從酸性氣體吸收器中取出的NH3在液化器中液化，其中根據(jù)本發(fā)明的另一特征， 液化器經(jīng)由回流管與酸性氣體吸收器的頂部連接。另外，液化器經(jīng)由回流管與酸性氣體吸收器的最底部吸收回路連接。本發(fā)明裝置的構(gòu)造在于NH3汽提塔經(jīng)由管道與第一汽提塔連接，以便能將來自NH3 汽提塔的液體或氣態(tài)部分料流送至第一汽提塔上。本發(fā)明其他特征、優(yōu)點(diǎn)和可能的應(yīng)用也可由以下實(shí)施方案和附圖的描述獲得。所有描述和/或闡述的特征本身或以任何組合，獨(dú)立于權(quán)利要求或它們的反向參考地形成本發(fā)明的主題。附圖簡述

圖1顯示根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，用于從含有NH3和酸性氣體的混合物中回收NH3W裝置的工藝流程圖。優(yōu)選實(shí)施方案詳述在管道1中供應(yīng)待處理廢水，所述廢水通常為來自煤脫氣或氣化的冷凝物。在塔 2中，將廢水用來自管道3的解吸氣處理，其它解吸氣來自管道58和4。負(fù)載的解吸氣經(jīng)由管道5離開塔2并供入未說明的加工中。經(jīng)由管道6來自塔2的水現(xiàn)在主要含有NH3、CO2和H2S及低濃度其它氣體。將大多數(shù)廢水通過管道7裝入總汽提塔8中，其中將所有可汽提氣體從廢水中除去。為了簡化而沒有顯示總汽提塔的塔板，在總汽提塔8的貯槽中，提供本身已知的再沸器9，其確保所需氣體浮力。經(jīng)處理的廢水經(jīng)由管道10流出。小部分經(jīng)處理的廢水被送往脫酸塔52的頂部，同時(shí)剩余部分經(jīng)由管道74離開裝置。在總汽提塔8中汽提的氣體向上流過可透氣塔板 11進(jìn)入分凝器12，其中用循環(huán)冷卻冷凝物噴淋它們，以首先將蒸汽冷凝。在未說明的泵的影響下，冷凝物經(jīng)由管道13流過外部冷卻器14并經(jīng)由管道15回到分凝器12中。過量冷凝物通過溢流16供入總汽提塔8中?？偲崴?的塔頂產(chǎn)物在管道17中離開分凝器12并進(jìn)入另一冷凝器18中，其中進(jìn)行強(qiáng)烈冷卻，使得形成液相。冷凝器18具有通過管道19、20和21的液體循環(huán)，其中通過外部冷卻器22保持低溫。冷凝器18的液相不吸收惰性氣體如&、H2、C0和CH4。其經(jīng)由管道4流出并用作塔2中的其它解吸氣。將來自管道19的液相的部分料流經(jīng)由管道23取出并裝入NH3汽提塔M中，再沸器25置于其貯槽中。NH3汽提塔具有10-30個(gè)塔板，其中來自管道23的液相例如供入中間塔板。首先將NH3汽提塔M的塔頂產(chǎn)物，富含NH3且含有其余酸性氣體的氣體經(jīng)由管道沈供入第一洗滌段觀中的酸性氣體吸收器27中。其裝配有具有管道四、30和31的吸收回路且具有外部冷卻器32。吸收物的部分料流作為回流通過管道33從酸性氣體吸收器27的貯槽流至NH3汽提塔M的頂部。第二洗滌段34和第三洗滌段35位于酸性氣體吸收器27 的洗滌段觀上方，在第二洗滌段34和第三洗滌段35之間設(shè)置有塔板36，其將氣體輸送至頂部并將液體輸送至底部。第三洗滌段35裝配有具有管道37、38和39的吸收回路和外部冷卻器40?；炯僋H3通過管道41從第三洗滌段35流至NH3液化器42。液體NH3經(jīng)由管道43且有機(jī)組分經(jīng)由管道44從NH3液化器42中排出。將凈水作為吸收劑經(jīng)由管道45供入NH3液化器42中。將來自NH3液化器42的氨水用作酸性氣體吸收器27的吸收液體，其經(jīng)由管道46排出且一部分供入管道37中并經(jīng)由管道47供入洗滌段35中，另一部分經(jīng)由管道48供入洗滌段28的吸收回路的管道30中。在未說明的泵的影響下，從NH3汽提塔M的貯槽中取出的水首先通過管道49流至換熱器50并通過管道51進(jìn)入脫酸塔52中，其中通過再沸器53將富含NH3、⑶2和H2S的氣體混合物汽提。在通過換熱器55以后，經(jīng)由管道6從塔2的貯槽中取出的水通過管道M 和56流至脫酸塔52。在更上面，將從總汽提塔8中排出的冷卻水經(jīng)由管道57供入脫酸塔中。在將氣體混合物經(jīng)由管道58供入塔2中以作為解吸氣進(jìn)一步加工以前，將氣體混合物用冷卻水洗滌。在脫酸塔52中，經(jīng)脫酸的水作為塔底產(chǎn)物得到，其含有NH3及少量0)2和 H2S0將該塔底產(chǎn)物經(jīng)由管道59取出，首先在換熱器50中釋放其部分熱，然后部分經(jīng)由管道60和61流入總汽提塔8中?？赏ㄟ^閥62調(diào)節(jié)的部分料流經(jīng)由管道63排出并混入液相中，其經(jīng)由管道19、20從冷凝塔18中流出。酸性氣體吸收器27的部分液相經(jīng)由管道64供入第一汽提塔65中，其中將大部分 NH3、酸性氣體和揮發(fā)性有機(jī)組分汽提。第一汽提塔65的塔底產(chǎn)物經(jīng)由管道66輸送至總汽提塔8的較低塔板上。第一汽提塔65的塔頂產(chǎn)物經(jīng)由管道67供入冷凝器68中并冷卻至可用冷卻水實(shí)現(xiàn)的溫度。冷凝大部分水和有機(jī)組分，吸收部分NH3和酸性氣體。蒸氣經(jīng)由管道69再循環(huán)至酸性氣體吸收器27中，液相經(jīng)由管道70裝入第二汽提塔71中，其中將NH3和酸性氣體汽提至一定程度使得有機(jī)組分富集在貯槽中且僅小部分隨塔頂產(chǎn)物離開汽提塔71。塔頂產(chǎn)物經(jīng)由管道72再循環(huán)至酸性氣體吸收器27中。在具體實(shí)施方案中，將經(jīng)由管道46取出的部分再循環(huán)氨水分支，并且不經(jīng)由管道 47和39供入酸性氣體吸收器27的頂部，而是經(jīng)由管道48、30和31經(jīng)由外部冷卻器32供入酸性氣體吸收器27的下部吸收回路中。同時(shí)如優(yōu)選實(shí)施方案中所述，通過將氨水作為吸收劑僅供入酸性氣體吸收器27的頂部而使酸性氣體吸收器27的液相中的有機(jī)組分總濃度為17. 5重量％，該濃度可通過將部分料流引入酸性氣體吸收器27的下部吸收回路中而降至9. 5重量％。第二汽提塔71的塔底產(chǎn)物可經(jīng)由管道73供入另一處理裝置中，或者一旦與其中例如通過蒸餾提純NH3的塔的冷卻塔底產(chǎn)物混合，就膨脹至酸性氣體吸收器27的壓力。然后還將閃蒸蒸氣供入酸性氣體吸收器27中。實(shí)施例在附圖對應(yīng)的程序中，對于各個(gè)管道測定如表1所示的NH3、C02』2S、H20和有機(jī)化合物含量。表 權(quán)利要求
1.一種從NH3、含有H2S和/或CO2的酸性氣體和低沸點(diǎn)水溶性有機(jī)組分的混合物中回收NH3的方法，其中在酸性氣體吸收器中用氨水吸收酸性氣體，在酸性氣體吸收器頂部除去主要從酸性氣體中釋放的NH3，其特征在于將液相的部分料流從酸性氣體吸收器中取出并加工，使得獲得具有降低的揮發(fā)性有機(jī)組分含量的氣態(tài)NH3,使其再循環(huán)至酸性氣體吸收器中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于將從酸性氣體吸收器中取出的部分料流供入第一汽提塔中，其中汽提大部分揮發(fā)性組分，部分冷凝汽提塔的塔頂產(chǎn)物，并且將剩余蒸氣再循環(huán)至酸性氣體吸收器中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于將第一汽提塔的部分冷凝物供入另一汽提塔中，其中將NH3和酸性氣體汽提至一定程度使得有機(jī)組分富集在貯槽中，并且將另一汽提塔的塔頂產(chǎn)物再循環(huán)至酸性氣體吸收器中。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3的方法，其特征在于所述汽提塔在2-20巴[絕對]，優(yōu)選4-16 巴[絕對]的壓力下操作。
5.根據(jù)權(quán)利要求2-4中任一項(xiàng)的方法，其特征在于將另一汽提塔的塔底產(chǎn)物膨脹至酸性氣體吸收器的壓力，與其中例如通過蒸餾提純NH3的塔的塔底產(chǎn)物混合，并將閃蒸蒸氣供入酸性氣體吸收器中。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其特征在于將輸送至酸性氣體吸收器的氨水分開，并將一部分氨水裝入酸性氣體吸收器頂部，將一部分氨水供入酸性氣體吸收器最底部的吸收回路中。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其特征在于從NH3汽提塔04)中取出液體或蒸氣部分料流并供入第一汽提塔(6 中。
8.一種用于特別是通過根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法回收NH3的裝置，其包括用氨水操作的酸性氣體吸收器(27)，其特征在于在酸性氣體吸收器(XT)的下游提供第一汽提塔(65)，向其中供入來自酸性氣體吸收器的蒸氣相的部分料流，并且第一汽提塔的頂部與酸性氣體吸收器連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的裝置，其特征在于另一汽提塔(71)，向其中供入第一汽提塔(65) 的部分冷凝物且其中繼續(xù)汽提NH3和酸性氣體，其中另一汽提塔的頂部與酸性氣體吸收器 (27)連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9的裝置，其中將從酸性氣體吸收器(XT)中取出的NH3在液化器0 中液化，其特征在于液化器0 經(jīng)由回流管(47、39)與酸性氣體吸收器(XT)的頂部連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的裝置，其特征在于所述液化器0 經(jīng)由回流管(48、30)與酸性氣體吸收器07)的最底部吸收回路連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從包含氨、H2S和/或CO2及低沸點(diǎn)水溶性有機(jī)組分的酸性氣體混合物中獲得氨的方法和裝置。為避免揮發(fā)性有機(jī)化合物富集在酸性氣體吸收器中，從酸性氣體吸收器中提取液相的部分料流并加工，使得獲得具有降低的揮發(fā)性有機(jī)組分含量的氣態(tài)氨，使其再循環(huán)至酸性氣體吸收器中。
文檔編號(hào)C01C1/02GK102216217SQ200980145675
公開日2011年10月12日 申請日期2009年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月20日
發(fā)明者G·昂加爾, M·里尼克斯 申請人:盧爾吉有限公司