СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ АММИАКА ИЗ ГАЗООБРАЗНОГО ПОТОКА В ПРОЦЕССЕ СИНТЕЗА МОЧЕВИНЫ

1. Способ извлечения аммиака, содержащегося в газообразном продувочном потоке, получаемом в процессе синтеза мочевины, включающий следующие стадии:
а) промывку газообразного продувочного потока водным кислым раствором при pH от 1 до 6 с образованием первого очищенного газообразного потока и водного раствора, содержащего соль аммония, при концентрации от 5 до 50 мас.%;
3
2
2
б) отпаривание водного раствора, содержащего соль аммония, поступающего со стадии (а), после обработки ионным гидроксидом, при температуре от 50 до 250°C и абсолютном давлении от 0,1 до 4 МПа (1 до 40 бар) с образованием второго газообразного потока, включающего NH, HO и, возможно, CO, и раствора, содержащего соль катиона указанного сильного основания;
в) обработку раствора, содержащего соль катиона сильного основания, поступающего со стадии (б), с помощью мембранного электрохимического процесса (МЭП) с образованием водного раствора кислоты, используемой на стадии (а), водного раствора основания, используемого на стадии (б) и, возможно, разбавленного водного раствора соли катиона сильного основания;
г) направление рециклом указанных водного раствора кислоты и водного раствора основания на стадию (а) и на стадию (б), соответственно, и направление рециклом указанного второго газообразного потока, поступающего со стадии (б), в процесс синтеза мочевины.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный газообразный продувочный поток поступает из секции затвердевания, предпочтительно секции гранулирования или зернения мочевины.
3
3
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный газообразный продувочный поток состоит из воздуха, загрязненного аммиаком (примерно 50-250 мг/норм. м воздуха), мочевиной (примерно 20-200 мг/норм. м воздуха) и следами формальдегида.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный газообразный продувочный поток находится при температуре примерно 45-100°C, и его подвергают предварительной промывке водой для удаления большей части присутствующих мочевины и формальдегида.
3
2
4
3
4
3
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что стадию (а) осуществляют с кислым водным раствором любой сильной кислоты протонного типа, предпочтительно, HNO, HSO, НРО, более предпочтительно, HNO.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что стадию (а) осуществляют при pH от 4 до 5,5.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что в водном растворе, содержащем соль аммония, полученном на стадии (а), предусматривают концентрацию соли аммония от 8 до 25 мас.%.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что водный раствор, содержащий соль аммония, поступающий со стадии (а), концентрируют посредством обратного осмоса, перед подачей на стадию (б).
9. Способ по п.7, отличающийся тем, что водный раствор, содержащий соль аммония, имеет концентрацию соли аммония от 6 до 66 мас.%, предпочтительно, от 10 до 30 мас.%.
10. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный первый очищенный газообразный поток, который формируют на стадии (а), выпускают в атмосферу.
3
3
11. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный первый очищенный газообразный поток состоит из воздуха или другого инертного газа и имеет содержание аммиака от 10 до 25 мг/норм. м воздуха и содержание мочевины от 5 до 30 мг/норм. м воздуха.
12. Способ по п.1, отличающийся тем, что на стадии (б) сильное основание представляет собой ионный гидроксид с высокой растворимостью в воде, такой как NaOH или КОН.
13. Способ по п.1, отличающийся тем, что на стадии (б) сильное основание представляет собой NaOH.
14. Способ по п.1, отличающийся тем, что водный раствор основания добавляют в таком количестве, чтобы нейтрализовать раствор соли аммония от избытка кислоты и по существу удалить весь аммиак.
3
2
2
15. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный второй газообразный поток, включающий NH, HO и, возможно, CO, который образуют на стадии (б), направляют рециклом в процесс синтеза мочевины или направляют в другие процессы, например, в процесс синтеза аммиака.
16. Способ по п.14, в котором указанный второй газообразный поток концентрируют и, возможно, частично или полностью конденсируют перед направлением рециклом или направлением в другие процессы.
17. Способ по любому из п.15 или 16, отличающийся тем, что указанный второй газообразный поток, как таковой или в концентрированной форме, направляют рециклом в процесс синтеза мочевины.
18. Способ по п.1, отличающийся тем, что стадию (б) осуществляют путем добавления пара или посредством косвенного нагревания.
19. Способ по п.1, отличающийся тем, что стадию (б) осуществляют при температуре от 140 до 200°C и абсолютном давлении от 0,3 до 1,8 МПа (от 3 до 18 бар).
3
2
2
20. Способ по п.1, отличающийся тем, что стадию (б) отпаривания осуществляют при примерно 0,3 МПа (3 бар) и температуре примерно 150°C, причем поток, включающий NH, HO и CO, имеет концентрацию аммиака от 15 до 25 мас.%.
21. Способ по п.1, отличающийся тем, что водный раствор, содержащий соль катиона сильного основания, поступающий со стадии (б), предварительно концентрируют посредством обратного осмоса, перед его подачей на стадию (в).
22. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный водный раствор кислоты и указанный водный раствор основания, которые образуют на стадии (в), независимо имеют нормальную концентрацию кислоты и основания, соответственно, от 0,1 н до 5 н.
23. Способ по п.22, где указанные водные растворы кислоты и основания, которые образуют на стадии (в), независимо имеют концентрации от 0,5 н до 2,5 н.
24. Способ по п.1, отличающийся тем, что водный раствор кислоты, поступающий со стадии (в), используют для отделения дополнительного количества аммиака от газообразного продувочного потока на стадии (а), после возможного добавления необходимого количества воды и восполняющей кислоты.
25. Способ по п.1, отличающийся тем, что водный раствор основания, поступающий со стадии (в), направляют рециклом на стадию (б) отпаривания, после возможного добавления необходимого количества воды и восполняющего основания.
26. Способ по п.1, отличающийся тем, что когда на стадии (в) происходит образование разбавленного водного раствора соли катиона сильного основания, на следующей стадии (г) указанный раствор концентрируют и затем направляют рециклом в питающий поток стадии (в).
27. Способ по п.1, отличающийся тем, что разбавленный водный раствор соли концентрируют посредством обратного осмоса и направляют рециклом в питающий поток стадии (в).
3
3
28. Способ по п.1, отличающийся тем, что стадию (а) выполняют с использованием азотной кислоты, а стадию (б) выполняют с использованием NaOH, причем водный раствор, поступающий со стадии (б) представляет собой водный раствор NaNO, при концентрации NaNO от 1 до 30 мас.%.
29. Способ по п.1, отличающийся тем, что мембранный электрохимический процесс (МЭП), который составляет стадию (в), представляет собой процесс электродиализа (ЭД), предпочтительно, биполярного мембранного электродиализа (БМЭД).
30. Установка для осуществления способа по п.1, отличающаяся тем, что она включает:
- блок кислотной мокрой очистки, где газообразный продувочный поток, содержащий аммиак приводят в контакт с кислотой с получением водного потока соли аммония;
- блок отпаривания аммиака, присоединенный ниже по потоку от блока кислотной мокрой очистки, где указанный водный поток соли аммония приводят в контакт с сильным основанием и полученный таким образом свободный аммиак извлекают в виде пара из водного потока, и
- блок биполярного мембранного электродиализа (БМЭД) или электродиализа (ЭД), присоединенный ниже по потоку от блока отпаривания аммиака, где образуют поток, содержащий кислоту, поток, содержащий основание и, возможно, поток, содержащий разбавленный раствор соответствующей соли.