BR112018000330B1

BR112018000330B1 - Método para a fabricação de um material à base de ureia particulado compreendendo enxofre elementar, o material à base de ureia particulado e seu uso

Info

Publication number: BR112018000330B1
Application number: BR112018000330-1A
Authority: BR
Inventors: Francois Ledoux; Filip Colpaert
Original assignee: Yara International Asa
Priority date: 2015-07-07
Filing date: 2016-07-04
Publication date: 2022-09-27
Also published as: MX2017016813A; AU2016289420A1; WO2017005695A1; EP3319926A1; CN107949552B; RU2018102748A; US20180179115A1; MA42900A; PL3319926T3; CA2989517A1; ES2926955T3; US10974998B2; IL256453B; EP3319926B1; CN107949552A; US20210214281A1; US10501380B2; RU2735097C2; AU2016289420B2; RU2020127520A

Abstract

MÉTODO PARA A FABRICAÇÃO DE UM MATERIAL PARTICULADO À BASE DE UREIA CONTENDO ENXOFRE ELEMENTAL. Esta invenção refere-se a um método para a fabricação de um material à base de ureia particulado, sólido, homogêneo que compreende enxofre elemental. A invenção se refere adicionalmente a um material à base de ureia particulado, sólido, homogêneo que compreende fases de enxofre elemental pequenas em um material-base à base de ureia e formado por um processo de acreção. O produto é, em particular, adequado como um fertilizante.

Description

Sumário da invenção

[001] Esta invenção refere-se a um método para a fabricação de um material à base de ureia particulado, sólido, homogêneo que compreende enxofre elementar. A invenção se refere adicionalmente a um material à base de ureia particulado, sólido, homogêneo que compreende fases de enxofre elementar pequenas em um material-base à base de ureia e formado por um processo de acreção. O produto é, em particular, adequado como um fertilizante.

Antecedentes da invenção

[002] Os fertilizantes contendo enxofre estão em demanda ainda maior para compensar deficiências de enxofre no solo. Convencionalmente, o enxofre tem sido aplicado ao solo na forma de enxofre elementar, ou como compostos tais como sulfato de amônio, bissulfato de amônio, tiossulfatos, sulfetos ou gesso, ou em combinação com outros materiais para fertilizante tais como ureia, por exemplo como uma ureia revestida com enxofre, conforme revelado nos documentos no US 3.903.333 (Tennessee Valley Authority, 1975) e no US 5.599.374 (RLC Technologies LLC., 1997).

[003] Os fertilizantes contendo enxofre, compreendendo fertilizantes que contêm enxofre elementar, já são conhecidos há muito tempo, as primeiras patentes de fertilizantes contendo enxofre elementar foram expedidas há mais de 50 anos. Um fertilizante contendo enxofre soluciona a necessidade de fornecer enxofre como um nutriente para plantas. Um benefício agronômico de usar enxofre elementar é que um fertilizante que compreende enxofre elementar pode oferecer um teor mais alto de nitrogênio no fertilizante na presença de uma alta concentração de enxofre, por exemplo, mais de 42% em peso de nitrogênio (N) mais de 8% em peso de enxofre (S) em um fertilizante de ureia/enxofre.

[004] Entretanto, no caso de enxofre elementar, como tal, não é biologicamente disponível e precisa ser convertido em sulfatos por bactérias no solo e dissolvido em água, disponível no solo, a fim de ter valor nutricional para a planta. Portanto, outras soluções foram constatadas, tais como o fornecimento de ureia-sulfato de amônio (UAS), em que a fonte de enxofre é dissolúvel em água e não precisa de uma conversão biológica.

[005] Posteriormente, novos esforços têm sido dedicados à fabricação de fertilizantes à base de ureia contendo enxofre elementar, fabricado a partir de uma mistura de fusão de material-base à base de ureia e enxofre elementar.

[006] O documento no US 3.100.698 (Shell, 1963) revela uma composição de fertilizante que consiste essencialmente em enxofre elementar e ureia cofundida e pelotizados. A mesma é fabricada misturando-se um fluxo líquido de fertilizante a uma temperatura de 141 °C e um fluxo líquido de enxofre elementar a uma temperatura de 127 a 142 °C com o uso de uma bomba, e é pelotizada com o uso de um bocal de atomização de aspersão por ventilador em uma torre de pelotização clássica. Agitação vigorosa é necessária para evitar separação de fase. Em vez de empregar uma torre de pelotização, o produto pode ser produzido por outras técnicas tais como por granulação, esferoidização ou esfoliação. A principal desvantagem do produto de enxofre- ureia produzido de acordo com esse método é que o enxofre elementar não oxida de modo rápido o suficiente para fornecer o nutriente enxofre que está disponível logo no período de crescimento e o enxofre se torna disponível apenas nos estágios posteriores de crescimento de planta.

[007] O documento no US 4.330.319 (Cominco Ltd, 1982) revela um processo para produzir um fertilizante à base de ureia que compreende enxofre elementar misturando- se ureia fundida e enxofre elementar fundido para obter uma mistura fundida e solidificando a mistura fundida para obter um fertilizante à base de ureia particulado que compreende enxofre elementar, passando a ureia fundida e o enxofre elementar fundido através de um dispositivo de mistura (misturador estático) a uma temperatura acima dos pontos de fusão da ureia e enxofre elementar em quantidades relativas, suficiente para produzir o dito fertilizante à base de ureia que compreende enxofre elementar, mantendo uma queda de pressão através do dito dispositivo de mistura de pelo menos cerca de 200 kPa para formar uma fusão homogeneizada de ureia e enxofre elementar, e solidificando a dita fusão homogeneizada em um tambor de granulação giratório inclinado para obter um fertilizante à base de ureia homogêneo, sólido, particulado que compreende enxofre elementar em que as fases de enxofre elementar têm um tamanho menor do que cerca de 100 μm. É essencial nesse processo o fornecimento de uma fusão homogênea pelo uso de um tubo de mistura com um formato em "T" para unir o fluxo de enxofre elementar fundido com o fluxo de ureia fundido, uma fusão que é subsequentemente homogeneizada em um misturador, depois, solidificada em partículas sólidas por um tambor de rotação. É revelado adicionalmente que qualquer um dentre uma quantidade de outros métodos também pode ser usado, compreendendo pelotização com o uso de um gás de resfriamento em uma torre, um prato giratório inclinado ou um leito fluidizado.

[008] Constatou-se que um tamanho de fase pequeno de enxofre elementar foi favorável para uma conversão bacteriana eficiente em sulfatos e que o tamanho de fase deve ser igual a ou menor do que 100 μm, preferencialmente igual a ou menor do que 20 μm, para que a conversão bacteriana em sulfatos seja rápida. Portanto, pesquisa tem sido realizada para minimizar o tamanho das fases de enxofre elementar dentro das partículas de fertilizante de ureia adicionando-se um tensoativo.

[009] O documento no WO03/106376 (Norsk Hydro, 2003) revela o uso de um aditivo, preferencialmente um ácido graxo de cadeia linear C6-C30, tal como ácido mirístico, que tem temperatura estável e é anfotérico, para obter uma fase misturada homogênea.

[0010] O documento no WO2014/009326 (Shell, 2014) revela misturar um primeiro fluxo que compreende um fertilizante líquido com um segundo fluxo que compreende enxofre elementar líquido em um dispositivo de mistura na presença de um tensoativo iônico multifuncional para formar uma emulsão que compreende partículas de enxofre elementar que são revestidas com uma camada do tensoativo e dispersas em um material fertilizante que pode ser solidificado.

[0011] ReSulf® é um exemplo de um produto comercial, comercializado por Yara International ASA, que é um fertilizante à base de ureia particulado que compreende fases pequenas de enxofre elementar com uma composição 42-9S/, e produzido a partir de um enxofre elementar microemulsificado em uma base de ureia líquida com o uso de um tensoativo e solidificado com o uso de uma técnica de pelotização clássica.

[0012] Não só pelotas, mas também pastilhas de um fertilizante à base de ureia que compreende enxofre elementar foram produzidos junto a Yara International ASA (Oslo, Noruega) com uma composição 42-9S com o uso de uma correia de resfriamento (Sandvik, Estocolmo, Suécia e em Nitrogen + Syngas 313, Setembro-Outubro de 2011).

[0013] Seria vantajoso ter um fertilizante à base de ureia particulado contendo enxofre elementar que não só tenha um alto teor de nutriente e uma razão de N:S rica a partir de um ponto de vista agronômico/, mas também contenha enxofre elementar em uma forma e com um tamanho de partícula que seja disponível de modo mais pronto e rápido como um nutriente de planta. Tal fertilizante pode ser aplicado e pode ser eficaz logo no período de crescimento ou em outros momentos.

[0014] Todos os métodos conhecidos para solucionar o problema supracitado focam no uso de uma fusão misturada homogênea e/ou no uso de um tensoativo para minimizar tamanho de fase de enxofre elementar.

Declaração da invenção

[0015] De modo surpreendente, os inventores constataram agora um método que elimina tanto o uso de um aditivo, em particular, um tensoativo que aperfeiçoa a homogeneidade da fusão de material-base à base de ureia fundido e enxofre elementar fundido e/ou diminui o tamanho médio de partícula da fase de enxofre elementar na mesma (quando comparado a uma fusão de material-base à base de ureia fundido e enxofre elementar fundido que não compreende tal aditivo), e o uso de uma fusão misturada de modo homogêneo, mas ainda produz partículas, nas quais as fases de enxofre elementar têm um tamanho médio menor do que cerca de 100 μm, que é cerca do tamanho máximo maior que o qual o enxofre elementar se torna disponível de modo muito lento para as plantas. O uso de um tensoativo complica os procedimentos da técnica anterior e adiciona compostos ao fertilizante que não são desejados no campo e não têm valor agrícola. O uso de um dispositivo de mistura aumenta o tempo de permanência no sistema (pies/, dispositivo de mistura, bombas, etc.), que deve ser mantido mínimo, isto é, alguns segundos em vez de minutos, a fim de minimizar a decomposição de uma fusão de ureia, em particular, em biureto e amônia de acordo com a reação 2 CO(NH2)2 => biureto + NH3.

[0016] O método, de acordo com a invenção, é baseado no uso de um granulador de leito fluidizado de ureia em que material à base de ureia líquido e enxofre elementar são misturados, aspergidos através de um ou mais meios de aspersão que compreendem pelo menos um bocal e solidificados em partículas.

[0017] Uma vantagem do método, de acordo com a invenção, é que o mesmo pode ser implantado em uma instalação de ureia comum que usa a tecnologia de granulação de leito fluidizado supramencionada sem modificações de processo substanciais ou a integração de equipamento adicional, tal como um misturador de fusão, e sem a necessidade da adição de aditivos, tais como tensoativos, em particular, tensoativos iônicos, que aperfeiçoam a homogeneidade da fusão de material-base à base de ureia fundido e enxofre elementar fundido e/ou diminuem o tamanho de partícula da fase de enxofre elementar na mesma.

[0018] Em seu conceito mais amplo, a invenção se refere a um método para a fabricação de um material à base de ureia particulado, sólido, homogêneo que compreende enxofre elementar, sendo que o método compreende as etapas de: (i) fornecer uma fusão de material à base de ureia fundido e enxofre elementar fundido; e (ii) aspergir a fusão em um granulador de leito fluidizado de ureia com o uso de meios de aspersão de modo que a fusão seja solidificada em um material à base de ureia particulado, sólido, homogêneo que compreende fases sólidas de enxofre elementar na mesma.

[0019] De acordo com uma modalidade, a invenção se refere a um método para a fabricação de um material à base de ureia particulado, sólido, homogêneo que compreende enxofre elementar, sendo que o método compreende as etapas consecutivas de: (a) fornecer um primeiro fluxo líquido que compreende um material-base à base de ureia a uma primeira temperatura pelo menos a ou acima da temperatura de fusão do materialbase à base de ureia; (b) fornecer um segundo fluxo líquido que compreende enxofre elementar a uma segunda temperatura pelo menos a ou acima da temperatura de fusão do enxofre elementar; (c) unir continuamente o primeiro fluxo com o segundo fluxo a uma terceira temperatura, à qual ambos os fluxos são líquidos, de modo que o enxofre elementar na fusão resultante esteja na forma líquida; (d) aspergir a fusão resultante em um granulador de leito fluidizado de ureia com o uso de meios de aspersão de modo que a fusão seja solidificada em um material à base de ureia particulado, sólido, homogêneo que compreende fases sólidas de enxofre elementar na mesma.

[0020] Em uma modalidade particular, o método, conforme descrito no presente documento, é fornecido desde que nenhum aditivo de aperfeiçoamento de homogeneidade e/ou aditivo de redução de tamanho de partícula seja adicionado no método. Conforme mencionado no presente documento “aditivos de aperfeiçoamento de homogeneidade” se referem a aditivos tais como tensoativos e, em particular, tensoativos iônicos, que aperfeiçoam a homogeneidade da fusão de material-base à base de ureia fundido e enxofre elementar fundido. Conforme mencionado no presente documento “aditivos de redução de tamanho de partícula” se referem a aditivos tais como tensoativos e, em particular, tensoativos iônicos, que diminuem o tamanho de partícula da fase de enxofre elementar na mesma.

[0021] Em uma modalidade adicional, a invenção também se refere a um material à base de ureia particulado, sólido, homogêneo que compreende enxofre elementar que compreende fases de enxofre elementar em um material-base à base de ureia e formado por um processo de acreção, em que as ditas fases de enxofre elementar têm tamanhos muito pequenos na ordem de 10 μm ou menos, e preferencialmente fabricadas de acordo com o método de acordo com a invenção.

[0022] Em uma modalidade particular, o material à base de ureia particulado, sólido, homogêneo conforme descrito no presente documento é fornecido desde que o dito material não compreenda aditivos de aperfeiçoamento de homogeneidade e/ou aditivos de redução de tamanho de partícula.

[0023] O dito material à base de ureia particulado pode ser usado de modo vantajoso como um fertilizante, em particular, para estimular o crescimento de produtos agrícolas em um solo com deficiência de enxofre.

[0024] O dito material à base de ureia particulado também pode ser usado de modo vantajoso como uma ração animal.

[0025] Dentro do contexto dessa invenção, embora na literatura, a natureza da fase de enxofre elementar é sempre denominada partícula ou gotícula, no contexto desta invenção, a fase de enxofre elementar é essencialmente denominada uma fase que pode ter uma quantidade de formatos, sendo irregular, similar à gotícula, similar a floco, similar à agulha, etc.

[0026] A invenção não é limitada a fertilizantes à base de ureia, mas também pode ser usada para produtos alternativos em que enxofre elementar será adicionado de modo benéfico à ureia. Por exemplo, o material à base de ureia particulado, sólido, homogêneo da presente invenção pode ser usado como uma ração animal.

[0027] Em uma modalidade adicional, a invenção também se refere ao uso de um granulador de leito fluidizado, equipado com meios de aspersão, para a produção de um material à base de ureia que compreende pequenas fases de enxofre elementar, preferencialmente em que as ditas fases de enxofre elementar têm um tamanho, determinado por análise por difração a laser e expresso como d90, menor do que cerca de 20 μm, ou expresso como d50, menor do que cerca de 10 μm, ou expresso como d10, menor do que cerca de 5 μm.

Descrição detalhada da invenção

[0028] O método será descrito agora em mais detalhes.

[0029] No fim de 1970, a tecnologia de granulação de leito fluidizado foi introduzida no campo de produção de ureia como uma alternativa a métodos clássicos, tais como pelotização e granulação por tambor. Um leito fluidizado é formado quando uma quantidade de uma substância particulada sólida (normalmente presente em um vaso de retenção) é colocada sob condições apropriadas para fazer com que uma mistura de sólido/fluido se comporte como um fluido. Isso é frequentemente alcançado pela introdução de fluido pressurizado através do meio particulado. Isso resulta no meio que tem muitas propriedades e características de fluidos normais, tais como a capacidade de fluir livremente sob gravidade, ou de ser bombeado com o uso de tecnologias do tipo de fluido. O fenômeno resultante é denominado fluidização. Os leitos fluidizados são usados para diversos propósitos, tais como reatores de leito fluidizado (tipos de reatores químicos), craqueamento catalítico fluido, combustão de leito fluidizado, transferência de calor ou massa ou modificação de interface, tal como aplicar um revestimento sobre itens sólidos, e granulação de leito fluidizado.

[0030] Há muitos tipos de granulação de leito fluidizado, mas para os propósitos no presente documento, é apenas necessário discutir em detalhes a tecnologia de granulação de leito fluidizado que é usada para produzir material à base de ureia, em particular, ureia. Atualmente, há essencialmente três processos diferentes principais usados: um processo que foi originalmente desenvolvido por Yara Fertilizer Technology (YFT, Noruega) mas é agora licenciado por Uhde Fertilizer Technology (UFT, Países baixos), um processo por Toyo Engineering Corporation (TEC, Japão), e um processo por Stamicarbon (Países baixos). Ademais, há alguns processos em desenvolvimento, por exemplo, junto a UreaCasale (Suíça) e Green Granulation Technology (GGT, Países baixos).

[0031] Todos os processos funcionam essencialmente do mesmo modo, em que - com referência a esta invenção - partículas individuais de ureia sólida, que compreende opcionalmente enxofre elementar, são mantidas em um estado agitado por um fluxo de ar, crescem sendo repetidamente impactadas por gotículas de uma solução ou fusão de ureia, que compreende opcionalmente enxofre elementar, que, então, se solidifica em sua superfície através de uma combinação de evaporação (se água estiver presente) e resfriamento pelo ar fluidizante antes de as partículas entrarem em contato com mais fusão de ureia, que compreende opcionalmente enxofre elementar. Isso é alcançado garantindo-se a turbulência correta e mistura de modo que os grânulos ciclizem alternativamente através de uma zona em que as condições são favoráveis ao impacto de gotículas, e uma zona em que as condições são favoráveis à solidificação das mesmas. As mesmas são projetadas para realizar isso sem quaisquer partes móveis internas. O mecanismo de granulação (processo de acreção) em processos de granulação de ureia de leito fluidizado difere daquele de processos de granulação de fertilizante convencionais (processo de aglomeração), em que pequenas partículas sólidas se tornam presas em conjunto por uma fase líquida que, então, se solidifica e cimenta as pequenas partículas em conjunto em grânulos maiores. Com o uso da tecnologia de granulação de leito fluidizado, grânulos de ureia, que compreendem opcionalmente enxofre elementar, compreendem, desse modo, um número de camadas feitas de gotículas solidificadas submetidas à acreção, similares à pele de uma cebola. Todos os processos são projetados para alcançar isso, mas alcançam isso de um modo diferente. No processo UFT, as partículas de ureia, que compreendem opcionalmente enxofre elementar, são mantidas em um estado de fluidização por um fluxo volumoso de ar, sendo insuflado através de uma placa perfurada no fundo da caixa de granulador. Em intervalos regulares, através do leito, a fusão de ureia, que compreende opcionalmente enxofre elementar, é atomizada em uma série de meios de aspersão, que compreendem bocais circundados por ar de atomização, que descarregam de modo verticalmente ascendente. Esses jatos servem ao duplo propósito tanto de aspergir gotículas de ureia líquida nas partículas e promover circulação no leito fluidizado, de modo que as partículas sejam aspiradas e arrastadas no fluxo de ar, onde as mesmas adquirem camadas de fusão de ureia, que compreendem opcionalmente enxofre elementar, então, passam em uma parte do leito onde as mesmas apenas encontram ar fluidizado, que serve para secar, resfriar e solidificar suas camadas mais recentemente adquiridas antes que as mesmas entrem pelo próximo jato. A tecnologia de TEC usa um leito de jorro ou leito fluidizado com sólido confinado. A mesma não usa bocais de atomização como tal, em vez disso, a fusão de ureia, que compreende opcionalmente enxofre elementar, sendo emitida a partir de jatos no fundo do leito é fragmentada por ar secundário de alta velocidade, introduzido ao redor dos mesmos. Isso também ergue partículas arrastadas acima da superfície de topo do leito fluidizado circundante. O processo Stamicarbon também não usa bocais de atomização; as partículas adquirem seu revestimento de ureia, que compreende opcionalmente enxofre elementar, através de um mecanismo diferente, em que as mesmas passam através de um filme de fusão de ureia, que compreende opcionalmente enxofre elementar, criado por um bocal anular ao redor de um jato de ar secundário. Todos os três processos produzem grânulos entre cerca de 2 e 8 mm (para mais informações: consulte "Fair wind for FB technology," páginas 40 a 47, Nitrogen + Syngas 282, Julho- Agosto de 2006). A tecnologia UreaCasale é baseada em um granulador do tipo de remoinho, que é basicamente um leito fluidizado flutuante , em que as partículas são fluidizadas com ar alimentado, a partir do fundo através de uma grade, de modo que as partículas tenham um movimento longitudinal e circular. A fusão de ureia, que compreende opcionalmente enxofre elementar, é aspergida a partir do lado para o leito fluidizado giratório através de meios de aspersão especiais, que compreendem bocais, em que uma pequena quantidade de ar é injetada no bocal, de modo que uma emulsão de ar na fusão seja formada.

[0032] Não obstante os processos mencionados acima, a invenção não é limitada a esses processos, mas compreende todos os processos em que partículas são substancialmente formadas por acreção. É essencial para a invenção que a formação das partículas seja feita substancialmente pela ação de acreção, não aglomeração. Os inventores constataram agora que essa tecnologia pode ser usada para fabricar um material à base de ureia particulado, sólido, homogêneo que compreende fases de enxofre elementar que têm um tamanho médio menor do que cerca de 100 μm, em particular, menor do que cerca de 20 μm, em particular, menor do que cerca de 10 μm, em particular, menor do que cerca de 5 μm. Sem se ater pela teoria, acredita-se (e será mostrado posteriormente) que o mecanismo de acreção gere fases finas de enxofre elementar dentro da partícula à base de ureia com um tamanho médio de cerca de 100 μm ou menos, preferencialmente com um tamanho menor do que 50 μm ou menos, mais preferencialmente com um tamanho menor do que 25 μm ou menos, com a maior preferência com um tamanho menor do que 10 μm ou menos e até mesmo mais preferencialmente com um tamanho menor do que 5 μm, de modo que uma fase de enxofre elementar desse tamanho pequeno possa ser prontamente oxidada para fornecer o nutriente enxofre para as plantas quando aplicado ao solo.

[0033] Em seu conceito mais amplo, é fornecido um método para a fabricação de um material à base de ureia particulado, sólido, homogêneo que compreende enxofre elementar, sendo que o método compreende as etapas de: (iii) fornecer uma fusão de material-base à base de ureia fundido e enxofre elementar; e (iv) aspergir a fusão em um granulador de leito fluidizado de ureia com o uso de meios de aspersão de modo que a fusão seja solidificada em material-base à base de ureia homogêneo, sólido, particulado que compreende fases sólidas de enxofre elementar no mesmo.

[0034] O método acima pode ser implantado como um processo por batelada ou como um processo contínuo. No processo de batelada, a mistura de material-base à base de ureia fundido e enxofre elementar é fornecida a uma temperatura na faixa de cerca de 120 °C a 150 °C. A mistura pode ser composta de modo vantajoso adicionando-se enxofre elementar, por exemplo em forma de pó, a uma fusão de material-base, opcionalmente na presença de uma pequena quantidade de água, tal como cerca de 5 a 10% em peso ou menos, e opcionalmente na presença de aditivos, tais como aditivos antiaglutinante, tensoativos, corantes, nutrientes vestigiais e diminutos, aditivos de antidegradação, inibidores de urease, etc.

[0035] De acordo com outra modalidade, é fornecido um método para a fabricação de um material de ureia-enxofre homogêneo, sólido, particulado que compreende enxofre elementar, sendo que o método compreende as etapas consecutivas de: (a) fornecer um primeiro fluxo líquido que compreende um material-base à base de ureia a uma primeira temperatura pelo menos a ou acima da temperatura de fusão do materialbase à base de ureia; (b) fornecer um segundo fluxo líquido que compreende enxofre elementar a uma segunda temperatura pelo menos a ou acima da temperatura de fusão do enxofre elementar; (c) unir continuamente o primeiro fluxo com o segundo fluxo para formar um terceiro fluxo a uma terceira temperatura à qual ambos os fluxos são líquidos, de modo que o enxofre elementar na fusão resultante esteja em forma líquida; (d) aspergir a fusão resultante em um granulador de leito fluidizado de ureia com o uso de meios de aspersão de modo que a fusão seja solidificada em material à base de ureia particulado, sólido, homogêneo que compreende fases sólidas de enxofre elementar na mesma.

[0036] De acordo com outra modalidade, é fornecido um método para a produção de um material à base de ureia particulado, sólido, homogêneo que compreende enxofre elementar que compreende as etapas de fornecer um primeiro fluxo líquido que compreende um material-base à base de ureia a uma primeira temperatura na faixa de cerca de 120 °C a 145 °C, fornecer um segundo fluxo líquido que compreende enxofre elementar a uma segunda temperatura na faixa de cerca de 120 °C a 150 °C, unir o primeiro fluxo com o segundo fluxo a uma terceira temperatura na faixa de cerca de 120 °C a 150 °C, e aspergir a fusão resultante em um granulador de leito fluidizado de ureia com o uso de meios de aspersão de modo que a fusão seja solidificada em um material à base de ureia particulado, sólido, homogêneo que compreende fases sólidas de enxofre elementar na mesma, por exemplo, a uma temperatura de 95 °C a 120 °C.

[0037] O material-base à base de ureia fundido e enxofre elementar fundido são obtidos a partir de uma fonte de material-base à base de ureia fundido e uma fonte de enxofre elementar fundido, respectivamente. Dentro do contexto desta invenção, o material-base à base de ureia fundido também compreende uma solução aquosa que compreende uma alta concentração de um material-base à base de ureia, tal como tendo um teor de água de 0,2 a 10% em peso, preferencialmente 3 a 5% em peso. O material-base à base de ureia fundido é mantido a uma temperatura que depende de seu teor de água. Tipicamente, a temperatura é cerca de 130 °C e preferencialmente a uma temperatura na faixa de cerca de 120 °C a 145 °C. O enxofre elementar fundido também é mantido a uma temperatura acima de seu ponto de fusão, normalmente a uma temperatura acima cerca de 120 °C. O enxofre elementar fundido é mantido preferencialmente a uma temperatura na faixa de cerca de 120 °C a 150 °C. Uma quantidade de materialbase à base de ureia fundido e uma quantidade de enxofre elementar fundido a partir de suas respectivas fontes são combinadas nas proporções exigidas para proporcionar o grau desejado de material.

[0038] A taxa de fluxo e pressão do fluxo de material-base à base de ureia fundido e aquelas do fluxo de enxofre elementar fundido podem ser controladas separadamente e uma em relação à outra, conforme se tornará evidente, de modo que a quantidade desejada de material possa ser produzida, a quantidade de enxofre elementar suficiente é para obter o grau desejado de material e as fases de enxofre elementar no material à base de ureia têm o tamanho desejado. Por exemplo, os fluxos de enxofre elementar/ material-base à base de ureia podem ser unidos em uma razão de fluxo que varia entre 0,1:100 e 25:100 em peso, preferencialmente entre 1:100 e 15:100 em peso, de modo que as partículas sejam formadas as quais contêm de 0,1 a 20% em peso de enxofre elementar, preferencialmente de 1 a 10% em peso de enxofre elementar.

[0039] Os graus do material à base de ureia particulado, sólido, homogêneo que compreende enxofre elementar podem variar ao longo de uma faixa ampla. Os graus com tanto quanto alguns % em peso de enxofre elementar, por exemplo, um grau com 4% em peso de enxofre elementar (uma composição de 43-4S) ou com tanto quanto cerca de 20% em peso de enxofre elementar (uma composição de 37-20S) podem ser fabricados. Para a maioria das aplicações agrícolas, a razão em peso de N:S varia entre 4:1 a 10:1, que corresponde a cerca de 5 a 10% em peso de enxofre elementar quando comparado ao peso total das partículas no caso de um fertilizante de ureia/enxofre.

[0040] Visto que os dois fluxos são fisicamente insolúveis um com o outro, o fluxo resultante é apenas um fluxo mecanicamente misturado e combinado de modo não homogêneo. A união dos respectivos fluxos pode ser alcançada através de qualquer um dentre um número de métodos. Por exemplo, as quantidades apropriadas de enxofre elementar fundido e material-base à base de ureia fundido podem ser fornecidas à sucção de uma bomba adequada. As quantidades combinadas de enxofre elementar fundido e material-base à base de ureia fundido são, então, passadas pela bomba diretamente para o granulador, em particular, para os meios de aspersão que compreendem pelo menos um bocal. Não há necessidade de um dispositivo de mistura separado para obter uma fusão homogeneizada de fases pequenas de enxofre elementar fundido em material-base à base de ureia fundido, desde que a união do fluxo de material-base à base de ureia fundido e do fluxo de enxofre elementar fundido seja contínua, isto é, não interrompida durante um período longo o bastante para produzir um tampão tanto de material-base à base de ureia fundido ou enxofre elementar fundido para produzir partículas que compreendem predominantemente tanto material-base à base de ureia ou enxofre elementar.

[0041] Portanto, de acordo com uma modalidade, um método, de acordo com a invenção, é descrito em que a fusão de material-base à base de ureia fundido e enxofre elementar fundido não é homogênea. Um modo de medir (não)homogeneidade em uma determinada localização no processo é medindo-se o teor de enxofre (% em peso) ou a razão U/S (% em peso de ureia / % em peso de enxofre elementar) em uma quantidade de amostras, por exemplo, amostradas a partir do terceiro fluxo, e determinando a soma de quadrados de desvios de todos os pontos de dados a partir de sua média de amostra (DEVSQ) para o dito teor de S ou razão U/S (por exemplo, conforme definido como a função DEVSQ em Microsoft Excel). Preferencialmente, o DEVSQ do dito teor de S é mais do que 1, preferencialmente mais do que 5, em particular, entre 1 e 30 (determinado em pelo menos 5 amostras de cerca de 2 gramas). Preferencialmente, o DEVSQ da dita razão U/S é mais do que 1, preferencialmente mais do que 3, em particular, entre 1 e 15 (determinado em pelo menos 5 amostras de cerca de 2 gramas).

[0042] O método, de acordo com a invenção, produz um material à base de ureia particulado, sólido, homogêneo que compreende enxofre elementar. A homogeneidade do dito material pode ser determinada do mesmo modo conforme descrito acima. Preferencialmente, o DEVSQ do teor de S do dito material é menor do que 1, preferencialmente menor do que 0,5 (determinado em pelo menos 5 amostras de cerca de 2 gramas).

[0043] Em uma modalidade alternativa, os respectivos fluxos podem ser fornecidos a um dispositivo de mistura, tal como um vaso, dotado de agitação, um homogeneizador, um misturador estático, uma bomba de mistura ou um dispositivo em formato de "T" conforme descrito no documento no US 4.330.319, em que os fluxos combinados são misturados antes de a fusão resultante ser transferida para o dispositivo de granulador, em particular, os meios de aspersão que compreendem pelo menos um bocal.

[0044] A fim de manter as temperaturas desejadas e evitar qualquer solidificação prematura de material fundido, todo aparelho que contém enxofre elementar fundido e/ou material-base à base de ureia pode ser, por exemplo, vapor traçado, interna ou externamente, ou vapor encamisado e/ou isolado.

[0045] O material-base à base de ureia/fusão de enxofre combinado é subsequentemente solidificado em particulados sólidos de material-base à base de ureia homogêneo que compreende enxofre elementar, em que a fase de enxofre elementar tem um tamanho médio menor do que cerca de 100 μm, em particular, menor do que cerca de 20 μm, em particular, menor do que cerca de 10 μm, em particular, menor do que cerca de 5 μm, passando-se a fusão de enxofre/material-base à base de ureia combinado para os meios de aspersão que compreendem pelo menos um bocal do granulador de leito fluidizado de ureia. O bocal pode ser qualquer bocal que é apropriado para o respectivo granulador. Por exemplo, bons resultados foram obtidos com um granulador UFT equipado com bocais de atomização do tipo espiral BETE (BETE Fog nozzles, Inc., Greenfield, EUA) e/ou com bocais de atomização do tipo HFT (documento EP 1701798 B1, 2005, Yara International ASA) em uma pressão operacional de cerca de 50 KPa (0,5 bar) e uma taxa de fluxo de cerca de 10 litros/min. Nota-se que tal bocal é operado a uma pressão muito menor do que os bocais, revelados no documento no US 4.330.319 (Cominco Ltd, 1982) cujos bocais precisam de uma queda de pressão de pelo menos cerca de 200 kPa (2 bar). O uso de uma pressão menor é uma vantagem visto que menos energia é exigida para aspergir a fusão.

[0046] É desejável manter o tempo de permanência da fusão antes da aspersão o mais curto possível. Desse modo, o tempo que decorre entre a etapa de união e a fusão deixando os meios de aspersão no granulador de leito fluidizado deve ser preferencialmente o mais curto possível. Por exemplo, um tempo de permanência da fusão entre as etapas de união e aspersão na ordem de cerca de 10 a 100 segundos ou menos garantirá que a degradação de ureia para biureto seja mínima.

[0047] As partículas solidificadas são subsequentemente triadas e um produto de tamanhos de partícula desejados é recuperado. O produto é um material à base de ureia particulado, sólido, homogêneo que compreende enxofre elementar que compreende uma dispersão uniforme de fases pequenas de enxofre elementar em um material-base à base de ureia, em que as fases de enxofre elementar têm um tamanho médio menor do que cerca de 100 μm, em particular, menor do que cerca de 20 μm, em particular, menor do que cerca de 10 μm, em particular, menor do que cerca de 5 μm.

[0048] Para reduzir a tendência de aglutinação do material à base de ureia sólido que compreende enxofre elementar, um agente antiaglutinante adequado pode ser usado, tal como formaldeído. Uma pequena quantidade de um agente adequado pode ser aplicada às partículas solidificadas ou à fração de tamanho de produto conforme desejado, revestindo-se ou aspergindo-se. De modo alternativo e preferencial, um agente antiaglutinante adequado pode ser adicionado tanto à fonte de material-base à base de ureia fundido, à mistura fundida de material-base à base de ureia e enxofre elementar, ao fluxo de materialbase à base de ureia fundido tanto antes da bomba de ureia ou da união do material-base à base de ureia com o fluxo de enxofre elementar. Tipicamente, formaldeído ou formaldeído de ureia é adicionado à fusão de material-base à base de ureia antes de granulação para servir a esse propósito e atuar como um agente de granulação.

[0049] Opcionalmente, aditivos adicionais podem ser adicionados, tais como corantes, nutrientes diminutos e vestigiais, aditivos antidegradação, inibidores de urease, etc.

[0050] De acordo com uma modalidade, o método de acordo com a invenção fornece um material à base de ureia, em que o material-base à base de ureia é selecionado a partir do grupo de fertilizante de ureia, ureia-sulfato de amônio e ureia-fosfato de amônio.

[0051] As modalidades preferenciais do método, de acordo com a invenção, serão ilustradas agora por meio dos exemplos não limitantes a seguir.

Exemplos

[0052] Todos os experimentos foram realizados na planta piloto de ureia em Sluiskil (Yara International ASA). Essa planta piloto tem uma capacidade de batelada - após peneiramento - de cerca de 50 kg de produto dentro das especificações. A mesma consiste basicamente em um vaso de preparação de ureia agitado com um volume ativo de cerca de 150 litros e um granulador de leito fluidizado do tipo UFT, equipado com um bocal de aspersão do tipo espiral ou tipo HFT (revelado no documento no EP 1701798 B1, 2005, Yara International ASA).

Analítica

[0053] - A concentração de fusão foi medida por meio de análise de Karl Fischer em uma amostra de floco obtida da fusão preparada no vaso de mistura.

[0054] - O teor de S foi medido com um analisador SC 144 DR do tipo LECO (LECO, Saint Joseph, MA, EUA) e em peso após filtração.

[0055] - pH foi determinado por meio de análise de titulação.

[0056] - O d50 dos grânulos foi determinado por meio de peneiramento ou com um analisador de Partícula Retsch Camsizer (Retsch technology GmbH, Haan, Alemanha).

[0057] - O índice de aglutinação PQR foi medido com uma máquina pneumática de aglutinação com 200 KPa (2 bar) de pressão durante 24 horas a 27 °C.

[0058] - O índice de esmerilhamento PQR foi medido com uma pequena escala até 10 kg de capacidade e grânulos foram esmerilhados na escala com uma haste de aço de extremidade plana.

[0059] - Poeira de abrasão PQR foi medida com um aparelho de formação de poeira, contendo uma coluna de vidro, duas válvulas de entrada de ar, uma cabeça de vidro, um fluxímetro e uma tela com mesh app. 1 mm.

[0060] - A densidade aparente foi medida com um picnômetro GeoPyc 1360 de Micromeritics (Norcross, GA, EUA).

[0061] - A distribuição de tamanho de partícula das fases de enxofre elementar nos grânulos de ureia foi medida por meio de análise por difração a laser e, em segundo lugar, por meio de análise de moinho de vento com peneira. A análise por difração a laser foi realizada com o uso de um instrumento Cilas 1180 com comprimentos de onda de 635 e 835 nm (Cilas, Orleans, França). A análise dos dados de difração foi realizada com o uso da teoria de Mie, de acordo com método ASTM D4464-10 “Standard Test Method for Particle Size Distribution of Catalytic Material by Laser Light Scattering” com um índice refrativo complexo de 1,9 + i0,01.

[0062] A preparação de amostra para análise por difração a laser: 80 g de grânulos que compreendem ureia e fases de enxofre elementar (também denominadas partículas) foram dissolvidos em 500 ml de água desionizada a cerca de 60 °C durante 2 horas com agitação. A suspensão resultante que compreende as partículas de enxofre elementar sólidas foi filtrada e lavada com água desionizada morna. As partículas de enxofre elementar sólidas extraídas desse modo foram dispersas em isopropanol (volume de 15 ml) e tratadas com agitação ultrassônica (sonda de 750 W, 20 kHz) durante 20 minutos antes de a análise por difração a laser ser realizada. A agitação ultrassônica desaglomera aquelas partículas de enxofre elementar sólidas que estão aglomeradas na solução. Sem esse tratamento, valores um pouco maiores para o tamanho de partícula são obtidos.

[0063] A área de superfície total das partículas de enxofre elementar sólidas extraídas como um pó de enxofre elementar seco foi realizada em um sistema de adsorção volumétrico Micromeritics 3Flex com o uso do método BET. Krypton foi adsorvido a 77K, de acordo com método ASTM D4780 - 12 “Standard Test Method for Determination of Low Surface Area of Catalysts e Catalyst Carriers by Multipoint Krypton Adsorption”.

[0064] Presumindo tanto formato de partícula esférico ou cúbico, o tamanho de partícula médio a partir da área de superfície foi calculado por: Tamanho (m) = = 6/[densidade (g.m-3). Área (m2.g-1)] em que o tamanho é o diâmetro de uma partícula esférica ou o comprimento de borda de uma partícula cúbica. A densidade de enxofre elementar é 2,0 x 106g.m-3.

[0065] Preparação de amostra para determinação de área de superfície total: 80 g de grânulos que compreende partículas de ureia e enxofre elementar foram dissolvidos em 500 ml de água desionizada a cerca de 60 °C, durante 2 horas com agitação. A solução resultante que compreende as partículas de enxofre elementar sólidas foi filtrada e lavada com água desionizada morna. As partículas de enxofre elementar sólidas extraídas foram secas ao longo da noite a 80 °C.

Exemplo 1: ureia + 5% em peso de S (bocal espiral)

[0066] 122,14 kg de ureia líquida foi rapidamente misturado (não o suficiente para obter uma mistura homogênea) em um vaso contendo um agitador, com 6,5 kg de enxofre elementar em forma de pó e 1,36 kg de um agente de condicionamento de ureia-formaldeído, UF80 (junto a Dynea AS, Lillestr0m, Noruega), que é uma mistura de ureia/formaldeído/água, em uma razão de 23/57/20) a uma temperatura de cerca de 129 °C para obter uma mistura de fusão com 5% de enxofre elementar com uma concentração de fusão de 96,2%, após isso, a fusão resultante foi bombeada para um granulador de leito fluidizado ativo a uma temperatura de granulação de cerca de 104 °C, equipado com um bocal espiral. O tempo de injeção foi cerca de 14 minutos. O fertilizante à base de ureia particulado que compreende enxofre elementar foi descarregado do granulador, peneirado e resfriado à temperatura ambiente. Uma amostra representativa do produto foi analisada para determinar as características das partículas. Os resultados são fornecidos na Tabela I e II.

Exemplo 2: ureia + 10% em peso de S (Bocal espiral)

[0067] 115,71 kg de ureia líquida foi misturado (não o suficiente para obter uma mistura homogênea) em um vaso contendo um agitador, com 13,0 kg de enxofre elementar em forma de pó e 1,29 kg de um agente de condicionamento de ureia-formaldeído, UF80 (junto a Dynea AS, Lillestr0m, Noruega), que é uma mistura de ureia/formaldeído/água em uma razão de 23/57/20) a uma temperatura de cerca de 130 °C para obter uma mistura de fusão com 10% de enxofre elementar com uma concentração de fusão de 95,2%, após isso, a mistura resultante foi bombeada para um granulador de leito fluidizado ativo a uma temperatura de granulação de cerca de 101 °C, equipado com um bocal espiral. O tempo de injeção foi cerca de 13 minutos. O fertilizante à base de ureia particulado que compreende enxofre elementar foi descarregado do granulador, peneirado e resfriado à temperatura ambiente. Uma amostra representativa do produto foi analisada para determinar as características das partículas. Os resultados são fornecidos na Tabela I e II.

Exemplo 3: ureia + 5% em peso de S (bocal HFT)

[0068] 122,14 kg de ureia líquida foi misturado (não o suficiente para obter uma mistura homogênea) em um vaso contendo um agitador, com 6,5 kg de enxofre elementar em forma de pó e 1,36 kg de um agente de condicionamento de ureia-formaldeído, UF80 (junto a Dynea AS, Lillestr0m, Noruega), que é uma mistura de ureia/formaldeído/água em uma razão de 23/57/20) a uma temperatura de cerca de 130 °C para obter uma mistura de fusão com 5% de enxofre elementar com uma concentração de fusão de 96,3%, após isso, a mistura resultante foi bombeada para um granulador de leito fluidizado ativo a uma temperatura de granulação de cerca de 108 °C, equipado com um bocal HFT. O tempo de injeção foi cerca de 13 minutos. O fertilizante à base de ureia particulado que compreende enxofre elementar foi descarregado do granulador, peneirado e resfriado à temperatura ambiente. Uma amostra representativa do produto foi analisada para determinar as características das partículas. Os resultados são fornecidos na Tabela I e II.

Exemplo 4: ureia + 10% em peso de S (bocal HFT)

[0069] 115.71 kg de ureia líquida foi misturado (não o suficiente para obter uma mistura homogênea) em um vaso contendo um agitador, com 13,0 kg de enxofre elementar em forma de pó e 1,29 kg de um agente de condicionamento de ureia-formaldeído, UF80 (junto a Dynea AS, Lillestr0m, Noruega), que é uma mistura de ureia/formaldeído/água em uma razão de 23/57/20) a uma temperatura de cerca de 130 °C para obter uma mistura de fusão com 10% de enxofre elementar com uma concentração de fusão de 97,4%, após isso, a mistura resultante foi bombeada para um granulador de leito fluidizado ativo a uma temperatura de granulação de cerca de 108 °C, equipado com um bocal HFT. O tempo de injeção foi cerca de 13 minutos. O fertilizante à base de ureia particulado que compreende enxofre elementar foi descarregado do granulador, peneirado e resfriado à temperatura ambiente. Uma amostra representativa do produto foi analisada para determinar as características das partículas. Os resultados são fornecidos na Tabela I e II.

Exemplo 5: ureia + 11% em peso de S (bocal espiral, fluxo de ar de injeção 230 kg/h)

[0070] 115,93 kg de ureia líquida foi misturado (não o bastante para obter uma mistura homogênea) em um vaso contendo um agitador, com 14,3 kg de enxofre elementar em forma de pastilha (3 a 6 mm) e 1,28 kg de um agente de condicionamento de ureia-formaldeído, UF80 (junto a Dynea AS, Lillestr0m, Noruega), que é uma mistura de ureia/formaldeído/água em uma razão de 23/57/20) a uma temperatura de cerca de 130 °C para obter uma mistura de fusão com 11% de enxofre elementar com uma concentração de fusão de 95,1%, após isso, a mistura resultante foi bombeada para um granulador de leito fluidizado ativo a uma temperatura de granulação de cerca de 107 °C, equipado com um bocal espiral. O tempo de injeção foi cerca de 12 minutos. O fertilizante à base de ureia particulado que compreende enxofre elementar foi descarregado do granulador, peneirado e resfriado à temperatura ambiente. Uma amostra representativa do produto foi analisada para determinar as características das partículas. Os resultados são fornecidos na Tabela I e II.

Exemplo 6: ureia + 11% em peso de S (bocal espiral, fluxo de ar de injeção 170 kg/h)

[0071] 115,93 kg de ureia líquida foi misturado (não o suficiente para obter uma mistura homogênea) em um vaso contendo um agitador, com 14,3 kg de enxofre elementar em forma de pastilha (3 a 6 mm) e 1,28 kg de um agente de condicionamento de ureia-formaldeído, UF80 (junto a Dynea, que é uma mistura de ureia/formaldeído/água em uma razão de 23/57/20) a uma temperatura de cerca de 130 °C para obter uma mistura de fusão com 11% de enxofre elementar com uma concentração de fusão de 95,6%, após isso, a mistura resultante foi bombeada para um granulador de leito fluidizado ativo a uma temperatura de granulação de cerca de 105 °C, equipado com um bocal espiral. O tempo de injeção foi cerca de 11 minutos. O fertilizante à base de ureia particulado que compreende enxofre elementar foi descarregado do granulador, peneirado e resfriado à temperatura ambiente. Uma amostra representativa do produto foi analisada para determinar as características das partículas. Os resultados são fornecidos na Tabela I e II.

Exemplo 7: ureia + 5% em peso de S + 10% em peso de AS (bocal espiral, fluxo de ar de injeção 170 kg/h)

[0072] 110,5 kg de ureia líquida foi misturado (não o suficiente para obter uma mistura homogênea) em um vaso contendo um agitador, com 13,0 kg de sulfato de amônio cristalino e 6,5 kg de enxofre elementar em forma de pastilha (3 a 6 mm) e 1,21 kg de um agente de condicionamento ureia- formaldeído, UF80 (junto a Dynea AS, Lillestr0m, Noruega), que é uma mistura de ureia/formaldeído/água em uma razão de 23/57/20) a uma temperatura de cerca de 130 °C para obter uma mistura de fusão com 5% em peso de enxofre elementar e 10% em peso de sulfato de amônio com uma concentração de fusão de 95,7%, após isso, a mistura resultante foi bombeada para um granulador de leito fluidizado ativo a uma temperatura de granulação de cerca de 105 °C, equipado com um bocal espiral. O tempo de injeção foi cerca de 12 minutos. O fertilizante de ureia-sulfato de amônio particulado que compreende enxofre elementar foi descarregado do granulador, peneirado e resfriado à temperatura ambiente. Uma amostra representativa do produto foi analisada para determinar as características das partículas. Os resultados são fornecidos na Tabela I e II e quando comparados a uma típica amostra de ureia, obtidos do mesmo modo. Tabela I: Análise de qualidade

Tabela I: Análise de qualidade a: alguma perda ocorreu b: possivelmente devido a maior concentração de fusão e menor nível de umidificação. Tabela II: Tamanho de partícula de S

C: esses experimentos foram realizados sem tratamento ultrassônico para desaglomerar as partículas.

[0073] A partir desses experimentos, pode-se concluir que o método de acordo com a invenção entrega um produto de alta qualidade, do qual as características são comparáveis às de ureia. A seleção das condições de processamento deve reduzir a formação de poeira durante a produção. Petição 870200058264, de 11/05/2020, pág. 56/66

[0074] De modo surpreendente, constatou-se que mais do que 70% das fases de S foi < 20 μm. Em particular, o tamanho (d50) das fases S foi menor do que 10 μm. Isso é consideravelmente menor do que o tamanho das partículas de S reveladas no documento no US 4.330.319, em que apenas 5,7% e 7,5% das partículas de S tinham um diâmetro de tamanho de partícula de cerca de 20 μm. Por meio de análise por difração a laser, para todo fertilizante à base de ureia produzido que compreende enxofre elementar, um d50 foi constatado entre 6,5 e 8,2 μm. Isso correspondeu quase perfeitamente com o tamanho de partícula médio calculado a partir da área de superfície BET, isto é, 5,0 a 7,5 μm. Portanto, o método de acordo com a invenção não só fornece um processo mais eficiente, também fornece partículas com fases de S menores do que as partículas da técnica anterior. Conforme mencionado, um tamanho de fase de enxofre elementar pequeno é favorável para uma conversão bacteriana eficiente em sulfatos.

Exemplo 8

[0075] Para todas as amostras, a absorção de umidificação foi medida ao longo do tempo com o uso de análise de monocamada a 20 °C/ 80% de umidificação relativa durante 24 horas. Os resultados, mostrados na Figura 1, mostram um comportamento de absorção de umidificação similar que grânulos de ureia regulares.

Exemplo 9

[0076] Para determinar a (não)homogeneidade da fusão e dos grânulos, determinada como o DEVSQ (a soma de quadrados de desvios de pontos de dados a partir de sua média de amostra) do teor de S ou razão de Ureia/Enxofre, amostras de ureia/S elementar (flocos, cerca de 2 gramas) foram obtidas a partir da preparação de fusão no vaso de mistura e após circulação, próximo ao injetor no granulador, para a mistura do Exemplo 5 (11% em peso de enxofre) e a partir dos grânulos resultantes (cerca de 2 gramas de grânulos por amostra). Conforme pode ser claramente visto, a fusão presente no vaso de mistura é altamente não homogênea (alto DEVSQ). Uma vez circulado a fluxos maiores com mais turbulência, a fusão se torna mais homogênea (menor DEVSQ). Os grânulos finais são homogêneos (DEVSQ menor do que 1). Tabela 3: Homogeneidade

[0077] Será entendido que as modificações podem ser realizadas às modalidades da invenção descritas e ilustradas na mesma sem se afastar do escopo da invenção conforme definido nas reivindicações anexas.

[0078] Ademais, os aspectos a seguir da invenção também são revelados:

Aspecto 1.

[0079] Um método para a fabricação de um material à base de ureia particulado, sólido, homogêneo que compreende fases de enxofre elementar, sendo que o método compreende as etapas de: (i) fornecer uma fusão de material-base à base de ureia fundido e enxofre elementar fundido; e (ii) aspergir a fusão em um granulador de leito fluidizado de ureia com o uso de meios de aspersão de modo que a fusão seja solidificada em um material à base de ureia particulado, sólido, homogêneo.

Aspecto 2.

[0080] Um método para a fabricação de um material de ureia-enxofre homogêneo, sólido, particulado que compreende fases de enxofre elementar, sendo que o método compreende as etapas consecutivas de: (a) fornecer um primeiro fluxo líquido que compreende um material-base à base de ureia a uma primeira temperatura pelo menos a ou acima da temperatura de fusão do materialbase à base de ureia; (b) fornecer um segundo fluxo líquido que compreende enxofre elementar a uma segunda temperatura pelo menos a ou acima da temperatura de fusão do enxofre elementar; (c) unir continuamente o primeiro fluxo com o segundo fluxo para formar um terceiro fluxo a uma terceira temperatura à qual ambos os fluxos são líquidos, de modo que o enxofre elementar na fusão resultante esteja em forma líquida; (d) aspergir a fusão resultante em um granulador de leito fluidizado de ureia com o uso de meios de aspersão de modo que a fusão seja solidificada em um material à base de ureia particulado, sólido, homogêneo.

Aspecto 3.

[0081] O método, de acordo com qualquer um dos Aspectos 1 a 2, em que a solidificação do material à base de ureia particulado é realizada no granulador substancialmente pela ação de acreção.

Aspecto 4.

[0082] O método, de acordo com qualquer um dos aspectos 2 a 3, em que a primeira temperatura está na faixa de cerca de 120 °C a 145 °C, e/ou em que a segunda temperatura está na faixa de cerca de 120 °C a 150 °C, e/ou em que a terceira temperatura está na faixa de cerca de 120 °C a 150 °C.

Aspecto 5.

[0083] O método, de acordo com qualquer um dos aspectos 1 a 4, em que a etapa de aspergir a fusão resultante em um granulador de leito fluidizado de ureia com o uso de meios de aspersão de modo que a fusão seja solidificada em um material à base de ureia particulado, sólido, homogêneo é realizada a uma temperatura de 95 °C a 120 °C.

Aspecto 6.

[0084] O método, de acordo com qualquer um dos aspectos 2 a 5, em que a razão entre o segundo fluxo e o primeiro fluxo varia entre 0,1:100 e 25:100 em peso, preferencialmente entre 1:100 e 15:100 em peso.

Aspecto 7.

[0085] O método, de acordo com qualquer um dos aspectos 2 a 6, em que o tempo de permanência do terceiro fluxo entre as etapas de união e aspersão está na ordem de cerca de 10 a 100 segundos.

Aspecto 8.

[0086] O método, de acordo com qualquer um dos aspectos 1 a 7, em que os meios de aspersão compreendem pelo menos um bocal de atomização, operado a menos do que 200 KPa (2 bar), preferencialmente a menos do que 100 KPa (1 bar).

Aspecto 9.

[0087] O método, de acordo com qualquer um dos aspectos 1 a 8, em que as fases de enxofre no material à base de ureia particulado, sólido, homogêneo têm tamanhos, expressos como média ponderada de superfície D[3.2], menores do que cerca de 40 μm, preferencialmente menores do que cerca de 30 μm, mais preferencialmente menores do que cerca de 20 μm.

Aspecto 10.

[0088] O método, de acordo com qualquer um dos aspectos 1 a 8, em que as fases de enxofre no material à base de ureia particulado, sólido, homogêneo têm tamanhos, expressos como média ponderada de volume D[4.3], menores do que cerca de 50 μm, preferencialmente menores do que cerca de 40 μm, mais preferencialmente menores do que cerca de 30 μm.

Aspecto 11.

[0089] O método, de acordo com qualquer um dos aspectos 1 a 10, em que o material-base à base de ureia é selecionado a partir do grupo de fertilizante de ureia, ureia-sulfato de amônio, e ureia-fosfato de amônio.

Aspecto 12.

[0090] Um material à base de ureia particulado, sólido, homogêneo, obtenível pelo método de acordo com qualquer um dos aspectos 1 a 11.

Aspecto 13.

[0091] Um material à base de ureia particulado, sólido, homogêneo, que compreende fases de enxofre elementar finamente divididas em um material-base à base de ureia.

Aspecto 14.

[0092] Um material à base de ureia particulado, sólido, homogêneo, de acordo com o aspecto 12 ou 13, em que as ditas fases de enxofre têm um tamanho, expresso como média ponderada de superfície D[3.2], menor do que cerca de 40 μm, preferencialmente menor que cerca de 30 μm, mais preferencialmente menor que cerca de 20 μm.

Aspecto 15.

[0093] Um material à base de ureia particulado, sólido, homogêneo de acordo com o aspecto 12 ou 13, em que as ditas fases de enxofre têm um tamanho, expresso como média ponderada de volume D[4.3] menor do que cerca de 50 μm, preferencialmente menor do que cerca de 40 μm, mais preferencialmente menor do que cerca de 30 μm.

Aspecto 16.

[0094] Uso do material à base de ureia particulado, sólido, homogêneo conforme revelado nos aspectos 12 a 15 como um fertilizante. Aspecto 17.

[0095] Uso do material à base de ureia particulado, sólido, homogêneo conforme revelado nos aspectos 12 a 15 como para suportar o crescimento de produtos agrícolas em um solo com deficiência de enxofre. Aspecto 18.

[0096] Uso do material à base de ureia particulado, sólido, homogêneo conforme revelado nos aspectos 12 a 15 como uma ração animal.

Claims

1. Método para a fabricação de um material à base de ureia, particulado, sólido, homogêneo, compreendendo enxofre elementar caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: (a) fornecer um primeiro fluxo líquido que compreende um material-base à base de ureia a uma primeira temperatura de pelo menos a ou acima da temperatura de fusão do material-base à base de ureia; (b) fornecer um segundo fluxo líquido que compreende enxofre elementar a uma segunda temperatura de pelo menos a ou acima da temperatura de fusão do enxofre elementar; (c) unir continuamente o primeiro fluxo com o segundo fluxo para formar um terceiro fluxo a uma terceira temperatura à qual ambos os fluxos são líquidos, de modo que enxofre elementar na fusão não homogênea resultante de material-base à base de ureia fundida e enxofre elementar fundido esteja em forma líquida; e (d) aspergir a fusão não homogênea, fornecida na etapa (c), em um granulador de leito fluidizado de ureia com o uso de meios de aspersão, em que os meios de aspersão compreendem pelo menos um bocal de atomização, operado a menos de 2 bar; em que o tempo de permanência do terceiro fluxo entre as etapas de unir (c) e aspergir (d) está na ordem de 10 a 100 segundos, de modo que a fusão não homogênea seja solidificada em material à base de ureia particulado, sólido, homogêneo que compreende fases de enxofre elementar sólidas no mesmo; em que a fase de enxofre elementar tem um tamanho, determinado por análise de difração por laser e expresso como d90, menor do que 20μm, ou expresso como d50, menor do que 10μm, ou expresso como d10, menor do que 5μm; em que a solidificação do material particulado à base de ureia é feita no granulador de leito fluidizado pela ação de acreção.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fusão não homogênea de material-base à base de ureia fundida e enxofre elementar fundido é aspergida na ausência de um aditivo que aperfeiçoa a homogeneidade da fusão de material-base à base de ureia fundida e enxofre elementar fundido e/ou diminui o tamanho de partícula médio da fase de enxofre elementar na mesma.

3. Método, de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o DEVSQ do teor de S é maior do que 1 ou entre 1 e 30 (determinado em pelo menos 5 amostras de 2 gramas).

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a primeira temperatura está na faixa de 120°C a 145°C, e/ou em que a segunda temperatura está na faixa de 120°C a 150°C, e/ou em que a terceira temperatura está na faixa de 120°C a 150°C.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a etapa de aspergir a fusão não homogênea resultante em um granulador de leito fluidizado de ureia com o uso de meios de aspersão de modo que a fusão seja solidificada em um material à base de ureia particulado, sólido, homogêneo é realizada a uma temperatura de 95°C a 120°C.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a razão entre segundo fluxo e primeiro fluxo está na faixa entre 0,1:100 e 25:100 em peso.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a razão entre segundo fluxo e primeiro fluxo está na faixa entre 1:100 e 15:100 em peso.

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que 90% da fase de enxofre elementar tem um tamanho, determinado por análise de moinho de vento com peneira, menor do que 32μm, ou em que 70% da fase de enxofre elementar tem um tamanho, determinado por análise de moinho de vento com peneira, menor do que 20μm.

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o material-base à base de ureia é selecionado a partir do grupo de fertilizante de ureia, de ureia-sulfato de amônio e de ureia-fosfato de amônio.

10. Material à base de ureia particulado, sólido, homogêneo, obtido por um método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que compreende fases de enxofre elementar finamente divididas em um material-base à base de ureia e formado por um processo de acreção, em que a dita fase de enxofre elementar tem um tamanho, determinado por análise de difração por laser e expresso como d90, menor do que 20μm, ou expresso como d50, menor do que 10μm, ou expresso como d10, menor do que 5μm; e em que o material à base de ureia particulado, sólido, homogêneo não compreende um surfactante.

11. Material, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que 90% da fase de enxofre elementar tem um tamanho, determinado por análise de moinho de vento com peneira, menor do que 32μm, preferencialmente em que 70% da fase de enxofre elementar tem um tamanho, determinado por análise de moinho de vento com peneira, menor do que 20μm.

12. Uso do material à base de ureia particulado, sólido, homogêneo, conforme definido na reivindicação 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que é como um fertilizante ou como uma ração animal.