Neuer Ansatz macht die Produktion von Ethanolaminen effizienter und flexibler

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Sulzer Chemtech AG

Der Einsatz von Wasser ist zudem der Hauptfaktor für die Regelung des Temperaturanstiegs im Reaktorsystem und ermöglicht eine Reduktion des Reaktorvolumens. Die durchschnittliche Reaktortemperatur kann gesenkt und so angepasst werden, dass Nebenreaktionen, welche die Qualität des resultierenden Ethanolamins beeinträchtigen könnten, minimiert werden.

Ammoniak

Ammoniakrückführung

Der Schlüssel für Energieeinsparungen bei der Ethanolaminherstellung liegt in der Konzeption und im Betriebsdruck des Ammoniak-Hauptabsorbers. Der Ammoniak-Stripper ist direkt in den Absorber integriert, indem der am Kopf der Stripping-Kolonne austretende Dampf unten in den Ammoniakabsorber eingespeist wird. Es besteht also eine direkte Verbindung zwischen den beiden Kolonnen. Zudem wird der oben aus den Haupt-Wasserdestillationskolonnen austretende Dampf als Wärmequelle für den Verdampfer des Ammoniak-Strippers verwendet. Der Druck am Kopf der Haupt-Wasserverdampfungskolonne ist durch die zulässige Höchsttemperatur am Sumpf der Kolonne beschränkt. Damit sind die Grenzbetriebsbedingungen des Ammoniakabsorbers, des Ammoniak-Strippers und der Haupt-Wasserverdampfungskolonne im Prinzip vorgegeben. Eine gewisse konzeptionelle Flexibilität bietet damit einzig die Wahl der Betriebsbedingungen in der Kolonne, der Kolonneneinbauten und des Wärmetauschers.

Sulzer Chemtech hat die Wärme- und Energieströme in den Ammoniakabsorber, den Ammoniak-Stripper und die Wasserdestillationskolonne integriert. Als direktes Ergebnis dieses Aufbaus ist der Energieverbrauch des verbesserten Prozesses mit dem eines Prozesses unter Hochdruck vergleichbar (Abb. 3).

Die Erhöhung der Ammoniakkonzentration im Absorber ist eine direkte Folge der Integration der Prozesswärme und wirkt sich substanziell auf den Gesamtenergieverbrauch aus. Je höher der Betriebsdruck im Ammoniakabsorber, desto höher die Ammoniakkonzentration. Je höher der Ammoniakgehalt, desto weniger Wasser muss dem System zugeführt werden. Da das Wasser mittels Verdampfung wieder in das System zurückgeführt werden muss, führt jede Erhöhung der Ammoniakkonzentration um einen Prozentpunkt zu einer entsprechenden Energieeinsparung von rund 1,5 bis 2,0 Prozent, was in absoluten Zahlen einer erheblichen Senkung entspricht.

Die Ammoniakkonzentration kann da-rüber hinaus so gesteuert werden, dass eine effiziente und wirtschaftliche Rückgewinnung des verbleibenden Ammoniaks aus dem Reaktionskreislauf möglich ist. Diese Rückgewinnung erfolgt unter ausreichend niedrigen Druckverhältnissen, um sicherzustellen, dass der Ammoniakabtrieb bei tiefen Temperaturen durchgeführt werden kann, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Zersetzung des Produkts sinkt und die Korrosionsgefahr in der Anlage minimiert wird.

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