BR112021006931A2

BR112021006931A2 - métodos para granular uma pasta fluida e para reduzir o entupimento da seção de injeção, granulador de leito fluidizado, e, uso de um granulador de leito fluidizado.

Info

Publication number: BR112021006931A2
Application number: BR112021006931-3A
Authority: BR
Inventors: Howard Völke
Original assignee: Yara International Asa
Priority date: 2018-10-18
Filing date: 2019-10-18
Publication date: 2021-07-20
Also published as: US20210187461A1; CA3114412A1; CN112839732A; EP3866961A1; EP3639916A1; WO2020079204A1; AR116737A1

Abstract

MÉTODOS PARA GRANULAR UMA PASTA FLUIDA E PARA REDUZIR O ENTUPIMENTO DA SEÇÃO DE INJEÇÃO, GRANULADOR DE LEITO FLUIDIZADO, E, USO DE UM GRANULADOR DE LEITO FLUIDIZADO. A presente invenção se refere a um método para granular uma pasta fluida em um granulador de leito fluidizado tendo uma direção longitudinal principal de uma extremidade de semente onde a granulação é iniciada, para uma extremidade de descarga de produto onde os grânulos são descarregados do granulador de leito fluidizado, compreendendo pelo menos um compartimento de leito fluidizado, uma seção de injeção e uma seção de granulação separadas por uma placa de fundo compreendendo um ou mais bicos de injeção, em que uma pasta fluida de alimentação é provida para a seção de injeção do granulador de leito fluidizado, em que uma primeira fração da pasta fluida de alimentação provida à seção de injeção é injetada na seção de granulação através de um ou mais bicos de injeção e uma segunda fração da pasta fluida de alimentação, sendo o restante da pasta fluida de alimentação, é passada através da seção de injeção sem ser injetada na seção de granulação A presente invenção também se refere a um granulador de leito fluidizado, em particular para a granulação de pastas fluidas, mais particularmente para produtos fertilizantes tais como UAS de acordo com o método da invenção.

Description

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MÉTODOS PARA GRANULAR UMA PASTA FLUIDA E PARA REDUZIR O ENTUPIMENTO DA SEÇÃO DE INJEÇÃO, GRANULADOR DE LEITO FLUIDIZADO, E, USO DE UM

GRANULADOR DE LEITO FLUIDIZADO Campo técnico

[001] A invenção se refere a um método e a um granulador de leito fluidizado para a produção de grânulos a partir de uma pasta fluida. A invenção se refere particularmente a grânulos de fertilizante, mais particularmente a grânulos de sulfato de amônio e ureia (UAS). Fundamentos

[002] Os grânulos de ureia são normalmente produzidos em um granulador de leito fluidizado, em que partículas são formadas enquanto são mantidas em movimento por uma corrente de ar. A ureia líquida é pulverizada sobre essas partículas na forma de gotículas ou como uma película, causando o crescimento das partículas. O granulado resultante possui excelente resistência, permitindo que seja transportado por navio ou por terra em grandes distâncias. O sulfato de amônio é um sal no geral produzido pela reação da amônia com o ácido sulfúrico. A solução resultante é concentrada e convertida em partículas sólidas ou uma pasta fluida. O sulfato de amônio (AS) é solúvel em uma ureia no estado fundido até uma concentração de cerca de 12% em peso e forma um líquido homogêneo de ureia-sulfato de amônio (UAS), também denominado fundido de UAS. Este líquido homogêneo pode ser processado em um granulador de leito fluidizado essencialmente da mesma maneira que uma solução padrão de ureia.

[003] Na prática, no entanto, também é desejado produzir UAS com um teor substancialmente mais alto de sulfato de amônio, particularmente acima de 12% em peso. Isso implica que o UAS deve ser produzido em que a concentração de sulfato de amônia excederá a concentração solúvel máxima. A produção de grânulos de UAS com essas altas concentrações de AS,

2 / 31 normalmente maiores que 12% em peso, é tecnicamente desafiadora devido à formação de partículas sólidas de AS na ureia no estado fundido, formando assim uma pasta fluida.

[004] A pasta fluida com um teor de sólido aumentado também levará a uma tendência aumentada para incrustação, escamação e sedimentação à medida que o produto se acumula nas paredes internas de todos os equipamentos de processo no processo de granulação. Esta incrustação levará a um maior risco de sufocamento ou bloqueio e, portanto, uma maior necessidade de limpeza, etc. Isso levará a um aumento do tempo de inatividade de uma instalação de granulação. A incrustação também aumenta a queda de pressão sobre o equipamento, aumentando os custos operacionais.

[005] Os inventores verificaram agora um método para granular uma pasta fluida em um granulador de leito fluidizado que supera as desvantagens citadas. Técnica anterior

[006] O documento WO2012/034650 (Uhde Fertilizer Technology BV, 2012) descreve um método para reciclar sais de amônio, obtidos a partir de um sistema de depuração para a remoção de amônia do gás de exaustão de um granulador de ureia, misturando esses sais homogeneamente em um granulador de ureia com ureia. Tanto uma corrente de sal de ureia/amônio quanto uma solução de ureia são inseridas em um granulador. Desse modo, a quantidade de ureia/sal de amônio é a mais alta no primeiro compartimento do granulador e diminui na direção a jusante ao longo do eixo geométrico do granulador. A maior quantidade da solução de ureia é pulverizada no granulador no lado da saída do fluxo do grânulo, e a quantidade de solução de ureia é diminuída na direção a montante ao longo do eixo geométrico do granulador. A quantidade de sal de amônia na corrente é inferior a 12% em peso. Este método não evita incrustações ou sedimentação nas linhas de

3 / 31 alimentação que compreendem ureia com uma quantidade insolúvel de sal, como AS.

[007] O documento WO 2017/007315 (Stamicarbon B.V., 2017) descreve um método para produção de grânulos de UAS com uma concentração de AS superior a 12% em peso. Este método produz grânulos heterogêneos compreendendo um núcleo com alto teor de AS e uma camada externa com baixo teor de AS. Este método não evita incrustações ou sedimentação nas linhas de alimentação que compreendem ureia com uma quantidade insolúvel de sal, tal como AS.

[008] O documento JP62160124 (Toyo, 1987) descreve um dispositivo para pulverizar um líquido, compreendendo um bico para pulverizar o líquido fornecido por um tubo de abastecimento. O bico também é fornecido com ar para pulverizar o líquido e o tubo de abastecimento garante que o líquido volte instantaneamente para o tanque de líquido quando o fornecimento de ar é cortado e evita que o líquido goteje. O líquido não volta para o tanque de líquido enquanto o fornecimento de ar estiver ligado aos bicos e o processo de pulverização estiver em andamento.

[009] O documento JP2005342678 (SS Pharmaceut, 2005) descreve um aparelho para pulverizar um líquido em comprimidos. O aparelho compreende bicos alimentados por um sistema de circulação de tubo que compreende uma linha de alimentação e uma linha de retorno. A linha de retorno reduz o vazamento do líquido de revestimento para a bandeja de revestimento quando os bicos não estão abertos. O aparelho é projetado para pulverizar líquidos e é silencioso na pulverização de pastas fluidas. Portanto, o problema de entupimento das linhas não é descrito. Sumário da invenção

[0010] No primeiro aspecto, a invenção se refere a um método para granular uma pasta fluida em um granulador de leito fluidizado tendo uma direção longitudinal principal de uma extremidade de semente onde a

4 / 31 granulação é iniciada, para uma extremidade de descarga de produto onde os grânulos são descarregados do granulador de leito fluidizado, compreendendo pelo menos um compartimento de leito fluidizado, uma seção de injeção e uma seção de granulação, separada por uma placa de fundo compreendendo um ou mais bicos de injeção, em que uma pasta fluida de alimentação é provida à seção de injeção do granulador de leito fluidizado, em que uma primeira fração da pasta fluida de alimentação provida à seção de injeção é injetada na seção de granulação através de um ou mais bicos de injeção e uma segunda fração da pasta fluida de alimentação, sendo o restante da pasta fluida de alimentação, é passada através da seção de injeção sem ser injetada na seção de granulação.

[0011] Quanto ao método do primeiro aspecto, a passagem de uma fração da pasta fluida de alimentação através da seção de injeção garante que a pasta fluida de alimentação permaneça em movimento ao longo da seção de injeção, particularmente ao longo dos bicos de injeção onde a temperatura tende a cair e a solubilidade diminui. Uma pasta fluida movendo-se através da seção de injeção levará a menos ou nenhuma sedimentação, pois os sólidos são envolvidos à matriz líquida, o que reduz a sedimentação. A redução do acúmulo de produto ao longo das paredes internas da tubulação e do equipamento de alimentação e transporte reduz a queda de pressão no equipamento. Isso reduz os custos operacionais. Além disso, isso tem um impacto positivo na consistência do produto, pois o processo se torna mais fácil de controlar com parâmetros de processo menos variáveis, tais como a queda de pressão sobre o equipamento.

[0012] A redução do acúmulo de produto reduz o tempo de inatividade do granulador de leito fluidizado e da instalação correspondente na qual esse granulador de leito fluidizado é incorporado, para fins de limpeza. O acúmulo de produto também pode levar ao bloqueio de linhas ou equipamentos individuais de alimentação e transporte, o que reduz o

5 / 31 rendimento do granulador de leito fluidizado e a qualidade do produto. Reduzindo o acúmulo de produto, o rendimento e a qualidade do produto permanecem consistentes por mais tempo operacional do granulador de leito fluidizado e da planta correspondente na qual esse granulador de leito fluidizado é incorporado.

[0013] De acordo com um segundo aspecto, a invenção se refere a um granulador de leito fluidizado (40) tendo uma direção longitudinal principal de uma extremidade de semente onde a granulação é iniciada, para uma extremidade de descarga de produto onde os grânulos são descarregados do granulador de leito fluidizado (40), compreendendo pelo menos um compartimento de leito fluidizado (45, 45’, 45’’), uma seção de injeção (42a-42f) e uma seção de granulação, separadas por uma placa de fundo que compreende um ou mais bicos de injeção, meio de alimentação do material de granulação, compreendendo pelo menos uma linha de alimentação principal (31) e uma ou mais linhas de alimentação de injeção (41a-41f) tiradas da linha de alimentação principal (31), cada uma conectada de maneira fluida a um ou mais bicos de injeção, em que uma ou mais linhas de saída (51, 52) estão conectadas de maneira fluida a uma linha de alimentação de injeção (41a-41f) a jusante de um ou mais bicos de injeção.

[0014] O granulador de leito fluidizado de acordo com o segundo aspecto possui um maior tempo de atividade, pois requer limpeza menos frequente, quando usado para granulação de pastas fluidas. O granulador de leito fluidizado é adequado e vantajoso para pastas fluidas, mas também pode ser usado para líquidos e dispersões.

[0015] De acordo com um terceiro aspecto, a invenção se refere ao

6 / 31 uso do granulador de leito fluidizado para a granulação de uma pasta fluida, onde o risco de sedimentação é muito reduzido.

[0016] No quarto aspecto, a invenção se refere a um método para reduzir o entupimento da seção de injeção em um granulador de leito fluidizado compreendendo pelo menos um compartimento de leito fluidizado tendo uma direção longitudinal principal de uma extremidade de semente onde a granulação é iniciada, para uma extremidade de descarga de produto onde os grânulos são descarregados do granulador de leito fluidizado, uma seção de injeção e uma seção de granulação, separadas por uma placa de fundo compreendendo um ou mais bicos de injeção, em que uma pasta fluida de alimentação é provida à seção de injeção do granulador de leito fluidizado, em que uma primeira fração da pasta fluida de alimentação provida à seção de injeção é injetada na seção de granulação através de um ou mais bicos de injeção e uma segunda fração da pasta fluida de alimentação, sendo o restante da pasta fluida de alimentação, é passada através da seção de injeção sem ser injetada na seção de granulação. Ao injetar apenas uma primeira fração da pasta fluida de alimentação e remover uma segunda fração da pasta fluida de alimentação, a pasta fluida de alimentação não fica estagnada em torno dos bicos de injeção. Como um resultado, o entupimento ao longo dos bicos de injeção, onde a sedimentação e o entupimento são mais prováveis, é drasticamente reduzido. Descrição das figuras

[0017] A Figura 1 mostra uma visão geral esquemática de uma planta para a granulação em leito fluidizado de soluções de ureia de acordo com a técnica anterior.

[0018] A Figura 2 mostra uma visão geral esquemática de uma primeira modalidade de uma planta para a granulação em leito fluidizado de pastas fluidas de acordo com a presente invenção.

[0019] A Figura 3 mostra uma visão geral esquemática de uma

7 / 31 segunda modalidade de uma planta para a granulação em leito fluidizado de pastas fluidas de acordo com a presente invenção.

[0020] A Figura 4 mostra uma visão geral esquemática de uma terceira modalidade de uma planta para a granulação em leito fluidizado de pastas fluidas de acordo com a presente invenção. Descrição detalhada da invenção

[0021] A presente invenção refere-se a um método para a produção de grânulos. Mais particularmente, a invenção se refere a grânulos de pasta fluida de fertilizante. Esta pasta fluida compreende um componente líquido com sólidos insolúveis no mesmo. Mais particularmente, a presente invenção refere-se à granulação de pastas fluidas de ureia, tais como ureia e sulfato de amônio (UAS). A presente invenção também se refere a um granulador de leito fluidizado para a produção de tais grânulos a partir de tais pastas fluidas de fertilizantes.

[0022] A menos que definido de outra forma, todos os termos usados na descrição da invenção, incluindo termos técnicos e científicos, têm o significado como comumente entendido por um técnico no assunto à qual esta invenção pertence. Por meio de orientação adicional, definições de termos são incluídas para melhor reconhecer os preceitos da presente invenção.

[0023] Conforme usado aqui, os seguintes termos têm os seguintes significados: “um”, “uma” e “a/o”, conforme usados aqui, referem-se a referências no singular e no plural, a menos que o contexto dite claramente o contrário. A título de exemplo, “um compartimento” refere-se a um ou mais compartimentos.

[0024] “Sobre”, conforme usado aqui, referindo-se a um valor mensurável, tal como um parâmetro, uma quantidade, uma duração temporal e semelhantes, destina-se a abranger variações de +/- 20% ou menos, preferivelmente +/- 10% ou menos, mais preferivelmente +/- 5% ou menos,

8 / 31 ainda mais preferivelmente +/- 1% ou menos, e ainda mais preferivelmente +/- 0,1% ou menos de e a partir do valor especificado, na medida em que tais variações são apropriadas para realizar na invenção descrita. No entanto, deve ser entendido que o valor ao qual o modificador “cerca de” se refere também é especificamente descrito.

[0025] “Compreender”, “compreendendo” e “compreende” e “compreendido de” como usados aqui são sinônimos de “incluir”, “incluindo”, “inclui” ou “contém”, “contendo”, “contém” e são inclusivos ou termos abertos que especificam a presença do que se segue, por exemplo componente e não excluem ou impedem a presença de componentes, recursos, elementos, membros, etapas adicionais não citadas, conhecidos na técnica ou descritos nos mesmos.

[0026] A recitação de intervalos numéricos por pontos finais inclui todos os números e frações incluídos dentro desse intervalo, bem como os pontos finais recitados.

[0027] A expressão “% em peso”, “porcentagem em peso”, “% em peso” ou “% em peso”, aqui e ao longo do relatório descritivo, a menos que definido de outra forma, refere-se ao peso relativo do respectivo componente com base no peso total da formulação.

[0028] Uma “pasta fluida” se refere a uma mistura que compreende um componente líquido principal. No espírito da invenção, o principal componente líquido será frequentemente a ureia. No entanto, outros fertilizantes, tais como nitratos de amônio ou fosfatos de amônio, também podem ser usados como componente líquido principal. A pasta fluida compreende adicionalmente um componente sólido insolúvel. Na presente invenção, o componente insolúvel é preferivelmente sulfato de amônio, mas também pode ser qualquer outro constituinte em uma quantidade que seja insolúvel no componente líquido principal. Outros exemplos são sais, tais como fosfatos, incluindo di-hidrogenofosfato de cálcio, hidrogenofosfato

9 / 31 dicálcico, fosfato de diamônio, fosfato de monoamônio, sais de potássio incluindo cloreto de potássio, nitrato de potássio e fosfato de potássio, e sais de sulfato tais como sulfato de amônio. O componente insolúvel pode ser parcialmente solúvel no componente líquido principal, de modo que uma pasta fluida pode compreender dois componentes, o componente líquido principal e um segundo componente, que está presente na fase líquida e como um sólido. Por exemplo, em uma ureia no estado fundido compreendendo 20% em peso de sulfato de amônio, cerca de 10 a cerca de 15% em peso de sulfato de amônio pode ser dissolvido no fundido e cerca de 5 a cerca de 10% em peso está presente na pasta fluida como partículas sólidas. Em particular, pode compreender partículas com um diâmetro de no máximo 5 mm, em particular 2,5 mm. As partículas com um diâmetro superior a 1 mm aumentam o risco de entupir os tubos e os bicos, em particular porque o tamanho típico do orifício de um bico varia de cerca de 0,5 a 5 mm. Em particular, a pasta fluida pode compreender partículas sólidas onde 90% das partículas têm um diâmetro abaixo de 125 µm. Em uma modalidade, 50% das partículas sólidas na pasta fluida têm um diâmetro menor que 63 µm. Em uma modalidade, 50% das partículas sólidas têm um diâmetro abaixo de 30 µm.

[0029] Vários métodos são conhecidos na técnica de engenharia química para medir pequenas partículas, por exemplo, peneira de jato de ar, difração de laser. Estes métodos são adequados para medir as partículas usadas nesta invenção.

[0030] As partículas sólidas de uma pasta fluida são arrastadas para o componente líquido principal da pasta fluida. A sedimentação se refere a partículas sólidas que se assentam ao escapar desse arrastamento. A sedimentação leva a uma concentração muito alta de partículas sólidas ao longo da parte inferior do equipamento. A incrustação e escamação é a formação de uma camada sólida ao longo da superfície da tubulação e do equipamento que retém a pasta fluida. A escamação leva a uma camada

10 / 31 relativamente resistente ao longo da superfície do equipamento, em vez de partículas sólidas individuais.

[0031] No primeiro aspecto, a invenção se refere a um método para granular uma pasta fluida em um granulador de leito fluidizado que compreende pelo menos um compartimento de leito fluidizado. O granulador de leito fluidizado tem uma direção longitudinal principal de uma extremidade da semente onde a granulação é iniciada, para uma extremidade de descarga do produto onde os grânulos são descarregados do granulador de leito fluidizado, uma seção de injeção e uma seção de granulação separada por uma placa de fundo que compreende pelo menos um bico de injeção. O bico de injeção tem um tamanho de orifício típico que varia de cerca de 0,5 a 5 mm, em particular é de cerca de 4,7 mm. Uma pasta fluida de alimentação é provida à seção de injeção do granulador de leito fluidizado, de modo que uma primeira fração da pasta fluida de alimentação provida à seção de injeção seja injetada na seção de granulação através do bico de injeção e uma segunda fração da pasta fluida de alimentação seja removida da seção de injeção sem passar pela placa de fundo. A pasta fluida de alimentação tem um tamanho de partícula típico de pelo menos cerca de 10 nm, em particular no máximo cerca de 5 mm, em particular no máximo cerca de 2,5 mm.

[0032] Ao injetar apenas uma fração da pasta fluida de alimentação provida no granulador, o restante do fluxo de pasta fluida de alimentação é passado através da seção de injeção. Isso leva a um fluxo estacionário da pasta fluida ao longo da seção de injeção, em vez da pasta fluida estagnada perto das tampas das extremidades das linhas de alimentação de injeção. A estagnação rapidamente leva à sedimentação, o que leva a novos aumentos de pressão no final da linha, bem como a obstrução. Ao substituir as tampas das extremidades por outra linha, através da qual uma pequena fração da pasta fluida é removida das linhas de alimentação de injeção, a pasta fluida mantém uma velocidade mínima predeterminada dentro da seção de injeção do

11 / 31 granulador de leito fluidizado.

[0033] A fração da pasta fluida de alimentação que é injetada deve ser estritamente inferior a 1. De acordo com uma modalidade, a fração da pasta fluida de alimentação que é injetada (a primeira fração) varia entre 70% e 99%, mais preferivelmente a fração varia entre 80% e 95%, mais preferivelmente entre 85% e 95% da pasta fluida de alimentação total.

[0034] De acordo com uma modalidade, a pasta fluida de alimentação que não é injetada é retornada a um ponto a montante da seção de injeção. Lá, a pasta fluida de alimentação retornada é misturada com a pasta fluida de alimentação fresca. O retorno da pasta fluida de alimentação garante o uso ideal de todo o material de alimentação. A pasta fluida de alimentação é preferivelmente retornada usando uma linha de retorno, que conecta a saída de uma linha de alimentação de injeção a um ponto a montante da seção de injeção.

[0035] Um “retorno” ou “linha de retorno”, conforme definido aqui, retorna a pasta fluida não processada de volta à matéria prima. A pasta fluida que é retornada não é processada. Tem aproximadamente a mesma composição e propriedades da alimentação. O retorno da alimentação é usado para melhorar a qualidade ou as condições do processo.

[0036] Isso é diferente de uma “reciclagem” ou “linha de reciclagem”. Em uma reciclagem, produtos e subprodutos fora das especificações são reciclados para a matéria prima. Uma reciclagem normalmente tem uma forma de seleção ou separação, que determina e separa quais produtos estão dentro das especificações e quais são reciclados. As reciclagens são usadas para aumentar a conversão para produtos de alto valor. Os produtos reciclados têm composições e/ou propriedades muito diferentes das matérias-primas para as quais são reciclados.

[0037] “A montante” refere-se a processos anteriores e, neste caso particular, a montante implica que, seguindo a ordem de processamento, o

12 / 31 material chegará ao granulador novamente. Isso implica que a montante pode ser a unidade de evaporação, na qual a ureia é condensada, um tanque de mistura, um tanque de retenção ou outro equipamento, bem como qualquer linha que os conecte, desde que a pasta fluida retornada chegue novamente à seção de injeção. “A jusante de uma unidade de processo” refere-se a todos os processos realizados depois da unidade de processo. Por exemplo, a seção de secagem do granulador, onde os grânulos são secos, fica a jusante da seção de injeção do granulador.

[0038] De acordo com uma modalidade, uma velocidade mínima predeterminada da pasta fluida de alimentação dentro da seção de injeção é mantida.

[0039] De acordo com outra modalidade, uma velocidade mínima predeterminada da pasta fluida de alimentação nas linhas de retorno é mantida.

[0040] De acordo com outra modalidade, uma velocidade mínima predeterminada em cada linha que compreende a pasta fluida é mantida.

[0041] A velocidade mínima predeterminada deve ser de pelo menos 0,1 m/s, preferivelmente 0,3 m/s, mais preferivelmente 0,5 m/s, mais preferivelmente 0,7 m/s, mais preferivelmente 1,0 m/s, mais preferivelmente 1,5 m/s, mais preferivelmente 2,0 m/s. Para alto teor de sólidos, velocidade mínima predeterminada mais alta pode ser considerada como 2,5 m/s, preferivelmente 3,0 m/s, mais preferivelmente 5,0 m/s. Valores mais baixos têm custos operacionais mais baixos, mas uma chance maior de sedimentação. Se a velocidade ficar abaixo de 0,1 m/s, a sedimentação e a incrustação tornam-se muito prevalentes. Para pastas fluidas, atingir altas velocidades mínimas, como as acima de 5,0 m/s, podem levar a altos custos operacionais e ser tecnicamente difícil de alcançar. A velocidade mínima reduz o acúmulo de produto ao longo das paredes internas do equipamento, evitando a estagnação da pasta fluida dentro do equipamento. Isso é particularmente importante na

13 / 31 seção de injeção, linhas de alimentação de injeção e linhas de retorno, onde o acúmulo de produto leva a altos custos operacionais e alto risco de entupimento ou bloqueio.

[0042] De acordo com uma modalidade, a velocidade mínima predeterminada da pasta fluida de alimentação dentro da seção de injeção é de pelo menos 0,5 m/s, preferivelmente superior a 1,0 m/s, mais preferivelmente superior a 2,0 m/s.

[0043] De acordo com outra modalidade da invenção, a fração da pasta fluida de alimentação que é retornada (a segunda fração) varia entre 1% e 30% em peso, preferivelmente entre 3% e 20%, mais preferivelmente entre 5% e 15%, ainda mais preferivelmente entre 7% e 13%, ainda mais preferivelmente entre 8% e 12%, e mais preferivelmente cerca de 10% da alimentação total. Valores mais altos levam a um alto custo operacional devido a uma grande corrente de retorno e um grande aumento na taxa de transferência da linha de alimentação para uma taxa de transferência constante do granulador. Valores mais baixos levam a uma velocidade mínima baixa ou inconsistente dentro do equipamento, levando à sedimentação e incrustação.

[0044] De acordo com uma modalidade, a segunda fração, após ser passada através da seção de injeção (45, 45’, 45’’), é misturada com a pasta fluida de alimentação e retornada para a seção de injeção (45, 45’, 45’’). Praticamente, a segunda fração da pasta fluida de alimentação (pasta fluida de alimentação retornada) é misturada em um recipiente, tal como um tambor de mistura. De acordo com uma modalidade, a pasta fluida de alimentação e a segunda fração da pasta fluida de alimentação têm mais ou menos a mesma composição. Misturar as pastas fluidas de alimentação e as pastas fluidas de alimentação retornadas leva a uma pasta fluida de alimentação mais consistente a jusante do tambor de mistura, tal como na seção de injeção. Além disso, leva a propriedades físicas mais consistentes, tais como temperatura e teor de sólidos. Isso facilita os processos a jusante, tais como a

14 / 31 injeção e a granulação.

[0045] Em uma outra modalidade, o tambor de mistura está a jusante da unidade de concentração ou evaporação. Em outra modalidade preferida, o tambor de mistura está a jusante da seção de injeção. Isso reduz a quantidade de processamento da corrente de retorno, o que reduz a taxa de transferência por meio desses processos e os custos relacionados.

[0046] De acordo com uma modalidade, a pasta fluida é retornada continuamente. Ou seja, a segunda fração da pasta fluida de alimentação é continuamente passada pela seção de injeção. No entanto, ao usar um tanque de poço ou equipamento semelhante, o retorno descontínuo da segunda fração da pasta fluida de alimentação para um ponto a montante do granulador também é possível.

[0047] A pasta fluida de acordo com a presente invenção pode ser qualquer composição de fertilizante. De acordo com uma modalidade, a fase líquida da pasta fluida é ureia no estado fundido. De acordo com uma modalidade, a fase sólida da pasta fluida é um composto adequado para permitir uma escolha livre na razão de elementos de nutrientes da planta, tais como nitrogênio, fósforo, enxofre, potássio e semelhantes. Isso pode ser feito pela adição de sais de nitrato, fosfato, sulfato e potássio. Alternativamente, outros nutrientes retentores de compostos podem ser usados, tal como enxofre elementar. Em uma modalidade particularmente preferida, sulfato de amônio (AS) é adicionado à ureia. O sulfato de amônio é mais facilmente solúvel em água, o que torna o enxofre mais acessível para as plantas. No entanto, o sulfato de amônio tem solubilidade limitada na ureia. Em temperaturas de processamento comuns, o limite de solubilidade do AS na ureia é de aproximadamente 12% (p/p).

[0048] A invenção será adicionalmente detalhada para o exemplo de pastas fluidas de sulfato de amônio e ureia (UAS). No entanto, a invenção pode ser facilmente usada para qualquer pasta fluida de fertilizante,

15 / 31 particularmente ureia compreendendo um ou vários sólidos insolúveis.

[0049] Como na ureia convencional ou granulação de UAS, o núcleo dos grânulos é provido por partículas de semente nas quais o líquido de granulação é aplicado. No caso de UAS, essas partículas de sementes são no geral providas a partir de ureia em pó (normalmente grosseiro) ou granulado de UAS. Esse pó pode no geral ser obtido por técnicas de redução de tamanho adequadas, tais como trituração, esmerilhamento, moagem ou outros métodos de pulverização de um granulado. As sementes podem ter uma grande variedade em composição. Particularmente, eles podem se originar de um ou de grânulos com alta concentração de AS ou de grânulos com baixa concentração de AS. Preferivelmente, as partículas de semente são obtidas por trituração do granulado produzido de acordo com a invenção. Desse modo, a concentração média de AS nas partículas de semente será no geral igual à concentração média de AS nos grânulos produzidos no granulador de leito fluidizado. No entanto, também é possível (tanto quanto partículas iniciais de sementes e ao longo do processo) empregar partículas de ureia pura como sementes, ou partículas de AS puras ou partículas recicladas do processo de remoção de poeira associado ao processo de granulação. O precedente aplica- se correspondentemente a outros sais que não AS, ou a misturas de sais.

[0050] Em tudo o que precede, os líquidos de granulação tendo mais que uma quantidade solúvel do sal, tal como mais que 12% em peso de AS, a ureia compreendendo a quantidade dissolvida de sal pode ser considerada a fase contínua da pasta fluida. Assim, a ureia será em geral altamente concentrada, no sentido de que está presente como um líquido de ureia contendo no máximo uma pequena quantidade de água e sal dissolvido, tal como AS. No geral, a quantidade de água não excederá 10% em peso. Preferivelmente, a ureia líquida compreende pelo menos 95% em peso de ureia e biureto e, mais preferivelmente, pelo menos 98,5% em peso de ureia e biureto. Quanto ao biureto, este é um componente regular da ureia, resultando

16 / 31 como um subproduto da síntese de ureia. Para o uso típico de produtos de ureia tais como UAS, viz., como fertilizante, a quantidade de biureto não é particularmente crítica, embora no geral abaixo de 5% em peso e preferivelmente não excedendo 1 a 1,3% em peso. Preferivelmente, o teor de biureto é de no máximo 1% em peso e, para algumas aplicações, mais preferivelmente, abaixo de 0,3% em peso.

[0051] A ureia para uso na presente invenção pode ser produzida de qualquer maneira. O versado na técnica está familiarizado com os vários processos disponíveis para a produção de ureia.

[0052] Um processo frequentemente usado para a preparação de ureia de acordo com um processo de separação é o processo de separação com dióxido de carbono como, por exemplo, descrito em Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. A27, 1996, pgs. 333-350. Neste processo, a seção de síntese é seguida por uma ou mais seções de recuperação. A seção de síntese compreende um reator, um separador, um condensador e um purificador em que a pressão de operação está entre 12 e 18 MPa e, preferivelmente, entre 13 e 16 MPa. Na seção de síntese, a solução de ureia que sai do reator de ureia é alimentada a um separador no qual uma grande quantidade de amônia não convertida e dióxido de carbono é separada da solução aquosa de ureia. Tal separador pode ser um trocador de calor de casco e tubo no qual a solução de ureia é alimentada à parte de topo do lado do tubo e uma alimentação de dióxido de carbono para a síntese é adicionada à parte de fundo do separador. No lado do casco, o vapor é adicionado para aquecer a solução. A solução de ureia deixa o trocador de calor na parte de fundo, enquanto a fase de vapor deixa o separador na parte de topo. O vapor que sai do separador contém amônia, dióxido de carbono e uma pequena quantidade de água. O vapor é condensado em um trocador de calor do tipo película descendente ou um tipo de condensador submerso que pode ser do tipo horizontal ou vertical. Um trocador de calor submerso do tipo horizontal é

17 / 31 descrito em Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol.

A27, 1996, pgs. 333-350. O calor liberado pela reação exotérmica de condensação de carbamato no condensador é geralmente usado para produzir vapor que é usado em uma seção de processamento de ureia a jusante para aquecer e concentrar a solução de ureia.

Como um certo tempo de residência do líquido é criado em um condensador do tipo submerso, uma parte da reação da ureia já ocorre no condensador.

A solução formada, contendo amônia condensada, dióxido de carbono, água e ureia juntamente com a amônia não condensada, dióxido de carbono e vapor inerte, é enviada ao reator.

No reator, a reação acima mencionada do carbamato à ureia se aproxima do equilíbrio.

A razão molar de amônia para dióxido de carbono na solução de ureia que sai do reator está no geral entre 2,5 e 4 mol/mol.

Também é possível que o condensador e o reator sejam combinados em um único equipamento.

Um exemplo deste equipamento conforme descrito em Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol.

A27, 1996, pgs. 333-350. A solução de ureia formada deixando o reator de ureia é fornecida ao separador e o vapor inerte contendo amônia não condensada e dióxido de carbono é enviado para uma seção de lavagem operando a uma pressão semelhante à do reator.

Nessa seção de limpeza, a amônia e o dióxido de carbono são removidos do vapor inerte.

A solução de carbamato formada a partir do sistema de recuperação a jusante é usada como absorvente nessa seção de lavagem.

A solução de ureia que sai do removedor nesta seção de síntese requer uma concentração de ureia de pelo menos 45% em peso e preferivelmente pelo menos 50% em peso para ser tratada em um único sistema de recuperação a jusante do removedor.

A seção de recuperação compreende um aquecedor, um separador de líquido/gás e um condensador.

A pressão nesta seção de recuperação está entre 200 a 600 kPa.

No aquecedor da seção de recuperação, a maior parte da amônia e do dióxido de carbono é separada da ureia e da fase aquosa pelo aquecimento da solução de ureia.

Geralmente, o vapor é usado como agente de aquecimento.

18 / 31 A fase de ureia e água contém uma pequena quantidade de amônia dissolvida e dióxido de carbono que deixa a seção de recuperação e é enviada para uma seção de processamento de ureia a jusante, onde a solução de ureia é concentrada pela evaporação da água da solução.

[0053] A invenção não está limitada a nenhum processo particular de produção de ureia. Outros processos podem incluir aqueles que são baseados em tecnologia, tais como o processo HEC desenvolvido pela Urea Casale, o processo ACES desenvolvido pela Toyo Engineering Corporation e o processo desenvolvido pela Snamprogetti. Todos estes processos, e outros, podem ser usados antes do método de acabamento com ureia da invenção.

[0054] A produção de ureia em geral envolve uma etapa de acabamento em que uma ureia no estado fundido é trazida para a forma particulada desejada, em geral envolvendo qualquer um de perolação, granulação e pelotização. Para a produção de granulado de UAS de acordo com a invenção, qualquer ureia sólida pré-formada pode ser fundida novamente e sujeita a mistura com AS e granulação. Preferivelmente, a mistura com AS é feita com uma ureia no estado fundido obtida diretamente de uma planta de produção de ureia, antes do acabamento. Um método de acabamento de ureia preferido, e preferivelmente usado na presente invenção para granulação de produtos de ureia, tais como UAS também, é a granulação em leito fluidizado. Nesse caso, uma ureia no estado fundido é pulverizada em grânulos que aumentam de tamanho conforme o processo continua. O termo “ureia no estado fundido” é conhecido na técnica e é aplicado a ureia com menos de 10% em peso de água, tal como menos de 5% em peso de água e preferivelmente até 1,5% em peso de água (e no geral incluindo biureto, como acima mencionado). A concentração de ureia geralmente ocorre em altas temperaturas e pressões subatmosféricas. Geralmente, a concentração da solução de ureia para o teor de umidade desejado na ureia no estado fundido anidra ocorre em uma seção de concentração que compreende um ou uma

19 / 31 sequência de um ou mais concentradores em série.

[0055] A granulação é preferivelmente conduzida em um granulador de leito fluidizado. Tal granulador compreende normalmente uma entrada para partículas de sementes, uma saída para produtos granulados, uma placa de fundo perfurada para distribuição de ar de fluidização e uma saída de gás. A fim de acomodar o processo da invenção, um granulador preferido compreende ainda um ou mais compartimentos configurados entre a entrada para as partículas de sementes e a saída para os produtos granulados. Cada compartimento contém pelo menos um ou mais bicos, preferivelmente uma série de 30 ou mais bicos, para pulverizar uma pasta fluida ou uma ureia no estado fundido, UAS ou outro líquido de granulação de produto de ureia aplicável na seção de granulação. Diferentes tipos de bicos podem ser empregados. Particularmente, um tipo gera gotículas, outro tipo serve para alimentar a pasta fluida ou o fundido ao leito fluidizado, mantido na seção de granulação, na forma de uma película. O granulador é configurado para mover as partículas de sua entrada para sua saída, pelo que o tamanho da partícula aumenta da entrada para a saída. No processo da invenção, a corrente de alimentação será uma pasta fluida.

[0056] A pasta fluida de acordo com a invenção tem uma concentração de AS maior que 12% em peso, preferivelmente maior que 14% em peso, preferivelmente maior que 16% em peso, mais preferivelmente maior que 18% em peso, mais preferivelmente maior que 20% em peso, mais preferivelmente maior que 22% em peso e mais preferivelmente maior que 25% em peso. A pasta fluida tem uma concentração de AS menor que 50% em peso, preferivelmente menor que 45% em peso, mais preferivelmente menor que 40% em peso, mais preferivelmente menor que 35% em peso.

[0057] Será entendido que, a jusante do compartimento de granulação final, um granulador de leito fluidizado de acordo com a invenção pode compreender um ou mais compartimentos adicionais, não usados para

20 / 31 alimentar o líquido de granulação. Isso normalmente inclui um compartimento de resfriamento.

[0058] O sulfato de amônio (AS) pode ser de qualquer origem. Em uma modalidade interessante, o AS é formado pela neutralização da amônia obtida do acabamento da ureia. A este respeito, é feita referência a US 2013/0319060. Outra referência do fundamento na neutralização do gás de escape NH3 com ácido sulfúrico, seguida pela formação de UAS, é US 2012/0240649. Em outra modalidade interessante, que é benéfica do ponto de vista econômico, o AS é provido como um subproduto ou outro processo, tal como a partir da produção de caprolactama ou da dessulfuração de carvão. Em processos convencionais de granulação de ureia, os gases de escape e condensados da unidade de evaporação de ureia são transportados para outras etapas de processamento (na planta de fusão de ureia) e precisam ser tratados/retrabalhados com grande esforço, e com uma relativa alta de consumo de energia. Em conexão com a presente invenção, os gases de escape e condensados da seção de evaporação de UAS contendo uma grande quantidade de NH3 são preferivelmente transportados para uma seção de lavagem de pó e NH3. Nesse caso, o NH3 é simplesmente neutralizado de modo a formar AS, isto é, convertido por reação com ácido sulfúrico em sulfato de amônio.

[0059] Será entendido que, no contexto do propósito da invenção para produzir UAS, a escolha de produzir AS a partir da amônia obtida (tal como por lavagem) da seção de evaporação é um uso muito eficiente dos gases de escape e condensados da evaporação. Isso reduz a quantidade de AS que deve ser adicionada separadamente.

[0060] Qualquer tipo adequado de granulador de leito fluidizado e processo de granulação em leito fluidizado pode ser usado. Como é conhecido na técnica, o líquido de granulação pode ser aplicado de várias maneiras. No geral, este líquido será provido na forma de gotículas atomizadas ou como

21 / 31 uma película pulverizada. Será entendido que os fluidos de granulação são providos a uma temperatura suficientemente alta para estarem realmente em um estado líquido. Como é conhecido na técnica, para a granulação de ureia, a temperatura do líquido de granulação está em uma faixa de 132 a 140°C. Uma vez que a presença de sulfato de amônio reduz a temperatura de cristalização do líquido de granulação, as temperaturas típicas para a granulação de UAS do líquido de granulação estão na faixa de 118 a 140°C.

[0061] De acordo com um segundo aspecto, a invenção se refere a um granulador de leito fluidizado (40) tendo uma direção longitudinal principal de uma extremidade de semente onde a granulação é iniciada, para uma extremidade de descarga de produto onde os grânulos são descarregados do granulador de leito fluidizado (40), compreendendo pelo menos um compartimento de leito fluidizado (45, 45’, 45’’), uma seção de injeção (42a-42f) e uma seção de granulação, separadas por uma placa de fundo que compreende um ou mais bicos de injeção, meio de alimentação do material de granulação, compreendendo pelo menos uma linha de alimentação principal (31) e uma ou mais linhas de alimentação de injeção (41a-41f) retiradas da linha de alimentação principal (31), cada uma conectada de maneira fluida a um ou mais bicos de injeção, em que uma ou mais linhas de saída (51, 52) estão conectadas de maneira fluida a uma linha de alimentação de injeção (41a-41f) a jusante de um ou mais bicos de injeção.

[0062] As linhas de saída servem para passar uma fração da alimentação pelos bicos injetores. Como resultado, uma velocidade mínima dentro das linhas de alimentação de injeção e linhas de saída pode ser mantida.

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[0063] De acordo com uma modalidade, as linhas de retorno conectam a saída da linha de alimentação de injeção com um ponto a montante do granulador. Isso é benéfico, pois presume-se que a alimentação esteja dentro das especificações, e a não granulação provavelmente resultará em perda de matéria-prima. Além disso, o retorno da matéria-prima melhora a estabilidade do processo.

[0064] De modo a regular a fração de retorno, um orifício ou válvula de restrição pode ser usado. De acordo com uma modalidade da invenção, o granulador de leito fluidizado compreende ainda um orifício de restrição adequado para controlar o fluxo através da linha de retorno. O orifício de restrição não precisa estar na linha de retorno, mas pode controlar o fluxo apenas através do aumento e diminuição da pressão. De acordo com uma modalidade, o orifício de restrição está localizado entre o injetor e a linha de retorno.

[0065] De acordo com uma modalidade da invenção, a linha de retorno compreende uma linha de retorno principal e uma pluralidade de linhas de retorno de injeção fluindo para a linha de retorno principal. Isso melhora a estabilidade do processo, já que a conexão de uma única linha é mais provável nas linhas de alimentação de injeção e de retorno de injeção. Estas são as linhas menores com uma velocidade de alimentação no geral baixa. O entupimento de uma única linha de alimentação de injeção ou linha de retorno de injeção não afetará drasticamente a pressão ou o fluxo através da linha de alimentação das linhas principais ou da linha de retorno principal, permitindo que as outras linhas de alimentação de injeção e retorno de injeção permaneçam operacionais. Ainda assim, a pressão nessas linhas aumentará ligeiramente, o que ajuda a compensar o efeito de um único entupimento de linha. Isso estabiliza a planta durante a operação.

[0066] Em uma outra modalidade preferida, cada linha de retorno de injeção compreende um orifício de restrição ou válvula. Isto é vantajoso para

23 / 31 controlar cada seção e linha do granulador de leito fluidizado separadamente. O fluxo de retorno total pode ser controlado como a soma das linhas de retorno de injeção individuais.

[0067] Em outra modalidade preferida, cada linha de alimentação de injeção passa a placa de fundo uma vez. Em outra modalidade preferida, a linha de alimentação de injeção e as linhas de retorno de injeção são substancialmente retas. A granulação da solução de ureia normalmente usa linhas de injeção com várias passagens por baixo da placa de fundo. Para soluções, isso também é vantajoso. No entanto, para pastas fluidas, as curvas levam a uma sedimentação mais rápida e a uma limpeza mais difícil. Uma linha de alimentação de injeção e linha de saída ou retorno retas reduzem o risco de entupimento. Além disso, pode ser limpa mais facilmente por lavagem ou purga. Mais linhas de alimentação de injeção e linhas de retorno para a mesma quantidade de bicos são necessárias em comparação a uma configuração com várias passagens, mas a carga em cada linhas de alimentação de injeção e de saída ou retorno é reduzida. As linhas de alimentação de injeção são preferivelmente distribuídas ao longo da direção longitudinal do granulador. Isso permite a modificação dos bicos e suas condições operacionais para otimizar o crescimento do grânulo.

[0068] De acordo com uma modalidade, a linha de saída conecta a saída do injetor com um tambor de mistura. Esta linha de saída é mais preferivelmente uma linha de retorno, em que o tambor de mistura é adequado para misturar a alimentação fresca e retornada e para reintroduzi-la no granulador.

[0069] De acordo com outra modalidade, o recipiente para o qual a alimentação é retornada é uma unidade de concentração ou evaporação. Isso evita o acúmulo de água e voláteis devido a corrente de retorno. No entanto, dado o baixo teor de voláteis e a pequena corrente de retorno, isso no geral não é necessário. Além disso, reduz a quantidade de etapas do processo.

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[0070] De acordo com outra modalidade, o recipiente para o qual a alimentação é retornada é um tanque de poço. Um tanque de poço é um tanque adequado para coletar a alimentação do processo enquanto o processo passa por manutenção ou limpeza. Usar um tanque de poço como recipiente para a corrente de retorno no geral leva a altos custos operacionais em comparação com um tambor de mistura. No entanto, possui um baixo custo fixo de equipamento. Além disso, permite a adaptação de processos de granulação em leito fluidizado para soluções de ureia de acordo com a invenção. Esses processos no geral compreendem um tanque de poço para as paradas e manutenção necessárias. Como tal, os granuladores existentes podem ser melhorados de acordo com a presente invenção. Se a alimentação for uma pasta fluida, que fica estagnada por um período significativo de tempo em um tanque ou recipiente, pode ser necessária a mistura antes de retornar a pasta fluida ao meio de alimentação para evitar sedimentação.

[0071] De acordo com uma modalidade, as linhas de retorno podem ser empregadas para limpar a sedimentação e escamações que se acumularam no equipamento durante a manutenção ou limpeza. Isso resulta em uma limpeza mais fácil e rápida, o que reduz custos e o tempo de inatividade do granulador.

[0072] De acordo com um terceiro aspecto, a invenção se refere ao uso do granulador de leito fluidizado para a granulação de uma pasta fluida, onde o risco de sedimentação é muito reduzido.

[0073] O granulador de leito fluidizado de acordo com a invenção pode ser usado para líquidos, pastas fluidas e outras misturas, tais como dispersões. No entanto, as vantagens relacionadas à sedimentação ocorrem quando um fluido arrasta partículas com tendência à sedimentação.

[0074] De acordo com uma modalidade, a pasta fluida compreende ureia. Em outra modalidade preferida, a pasta fluida compreende sulfato de amônio. Na modalidade mais preferida, a pasta fluida compreende sulfato de

25 / 31 amônio e ureia (UAS).

[0075] A pasta fluida à base de ureia compreendendo material sólido insolúvel é subsequentemente solidificada em granulados sólidos passando a pasta fluida para o meio de pulverização compreendendo pelo menos um bico do granulador de leito fluidizado. O bico pode ser qualquer bico que é apropriado para o respectivo granulador. Por exemplo, bons resultados foram obtidos com um granulador UFT equipado com bicos de atomização do tipo espiral BETE (BETE Fog Nozzle, Inc., Greenfield, EUA) e/ou com bicos de atomização do tipo HFT (EP 1701798 B1, 2005, Yara International ASA) a uma pressão operacional de cerca de 50 kPa (0,5 bar) e uma taxa de fluxo de cerca de 10 litros/min. Observe que esse bico é operado a uma pressão muito mais baixa do que os bicos, descrito em US 4.330.319 (Cominco Ltd, 1982), cujos bicos precisam de uma queda de pressão de pelo menos cerca de 200 kPa (2 bar). O uso de uma pressão mais baixa é uma vantagem, pois menos energia é necessária para pulverizar o fundido.

[0076] De acordo com um quarto aspecto, a invenção se refere a um método para reduzir o entupimento da seção de injeção em um granulador de leito fluidizado que compreende pelo menos um compartimento de leito fluidizado com uma direção longitudinal principal de uma extremidade de semente onde a granulação é iniciada, para uma extremidade de descarga de produto onde os grânulos são descarregados do granulador de leito fluidizado, uma seção de injeção e uma seção de granulação, separadas por uma placa de fundo que compreende um ou mais bicos de injeção, em que uma pasta fluida de alimentação é provida para a seção de injeção do granulador de leito fluidizado, em que uma primeira fração da pasta fluida de alimentação provida à seção de injeção é injetada na seção de granulação através de um ou mais bicos de injeção e uma segunda fração da pasta fluida de alimentação, sendo o restante da pasta fluida de alimentação, é passada através a seção de injeção sem ser injetada na seção de granulação. Ao injetar apenas uma

26 / 31 primeira fração da pasta fluida de alimentação e remover uma segunda fração da pasta fluida de alimentação, a pasta fluida de alimentação não estagnou em torno dos bicos de injeção. Como resultado, o entupimento ao longo dos bocais de injeção, onde a sedimentação e o entupimento são mais prováveis, é drasticamente reduzido.

[0077] Os granuladores de leito fluidizado e métodos existentes podem ser adaptados de acordo com o método do quarto aspecto para permitir a remoção da segunda fração da pasta fluida de alimentação da seção de injeção. Isso reduz drasticamente o entupimento e sedimentação dentro do equipamento.

[0078] A invenção é ainda descrita pelos seguintes exemplos não limitativos que ilustram ainda mais a invenção, e não se destinam a, nem devem ser interpretados como, limitar o escopo da invenção.

[0079] A presente invenção será agora descrita em mais detalhes, referindo-se a exemplos que não são limitativos.

EXPERIMENTAL Exemplo 1 (Técnica anterior)

[0080] Um sistema de alimentação do granulador para a ureia no estado fundido, tal como conhecido da técnica anterior, é mostrado na Figura

1. Os grânulos de ureia são produzidos em um granulador de leito fluidizado

40. A ureia no estado fundido é um líquido homogêneo compreendendo apenas aditivos solúveis. Uma solução de alimentação 11 compreendendo ureia, água e aditivos solúveis é alimentada a uma unidade de evaporação 10. Aqui, a água é evaporada da ureia no estado fundido por evaporação. A solução da ureia no estado fundido restante com aditivos solúveis é alimentada à bomba de alimentação 30 através da linha da bomba de alimentação 12, que bombeia a ureia no estado fundido para a linha de alimentação de injeção principal 31. A linha de alimentação de injeção principal distribui a ureia no estado fundido para linhas de alimentação 41a-

27 / 31 41f dos um ou mais compartimentos de injeção 45, 45’, 45’’. Cada linha de alimentação do compartimento de injeção alimenta a ureia no estado fundido para uma parte específica da seção de injeção 42a-42f do granulador de leito fluidizado. Nessas seções de injeção, a ureia no estado fundido é injetada nos compartimentos do granulador de leito fluidizado 45, 45’, 45’’ através de placas de injeção. Cada linha de alimentação do compartimento de injeção pode fazer uma ou várias passagens pela seção de injeção. Neste exemplo, as curvas 43a-43f levam a duas passagens através dos compartimentos de injeção para cada linha de alimentação do compartimento de injeção. No final da linha de alimentação do compartimento de injeção está uma tampa de extremidade 44a-44f. A linha de alimentação de injeção principal 31 está conectada a um tanque de poço 60 através da linha de alimentação de tanque de poço 33. A linha de alimentação de tanque de poço 33 é controlada pela válvula 32. O tanque de poço é usado para esvaziar o sistema de alimentação do granulador durante o desligamento, por exemplo para limpeza ou manutenção. Quando o granulador é iniciado, a bomba do tanque de poço 70 retorna o teor do tanque de poço para a unidade de evaporação 10 através das linhas de retorno 61 e 71. Devido à ureia estar na fase de fusão com apenas aditivos solúveis, não há sedimentação ou escamação nas linhas de alimentação. Para soluções, este sistema de alimentação do granulador é suficiente. Exemplo 2

[0081] O Exemplo 2 compreende o uso do sistema de alimentação do granulador para a ureia no estado fundido do Exemplo 1 para uma pasta fluida UAS de acordo com a invenção. Mediante a adição de 12% em peso ou mais de sulfato de amônio (AS) a ureia no estado fundido do Exemplo 1, uma pasta fluida de partículas insolúveis de AS dispersas na ureia no estado fundido é formada. A granulação da pasta fluida rapidamente leva à sedimentação e escamação nas linhas, particularmente perto das tampas de extremidade 44a-

28 / 31 44f e ao longo da seção de injeção 42a-42f. A sedimentação aumenta a queda de pressão. Quando essa pressão atinge o limite aceitável, o sistema de alimentação do granulador precisa ser limpo. Isso reduz drasticamente o tempo de atividade do granulador. Devido à queda de pressão aumentar à medida que a escamação e a sedimentação nos tubos aumentam, o processo é difícil de controlar. Isso tem um impacto negativo na consistência do formato e no tamanho dos grânulos. Exemplo 3

[0082] O Exemplo 3 compreende a adaptação do sistema de alimentação do granulador para a ureia no estado fundido do Exemplo 1 para uma alimentação de pasta fluida UAS. O sistema de alimentação do granulador adaptado é mostrado na Figura 2. A adaptação pode ser retroajustada a um granulador existente.

[0083] Na Figura 2, uma alimentação 11 compreendendo uma pasta fluida de sulfato de amônio e ureia (UAS) compreendendo mais de 12% em peso de sulfato de amônio (AS) em uma ureia no estado fundido é alimentada à unidade de evaporação 10. Nisto, água e outros voláteis são evaporados. A pasta fluida remanescente é bombeada usando a bomba de alimentação 30 para a linha de injeção principal 31, que se ramifica nas linhas de alimentação 41a-41f do compartimento de injeção 45, 45’, 45’’. Estes alimentam normalmente 90% da pasta fluida UAS para os injetores na seção de injeção 42a-42f do granulador de leito fluidizado. A adaptação compreende uma adição da linha de retorno do tanque de poço 51. No final de cada linha de alimentação do compartimento de injeção, as tampas de extremidade 44a-44f do Exemplo 1 são substituídas por orifícios de restrição 50a-50f. Estes orifícios de restrição regulam a pressão, velocidade e fração de retorno de cada linha de alimentação do compartimento de injeção 42a-42f para o tanque de poço 60. Os orifícios de restrição 50a-50f são configurados para uma fração de retorno de cerca de 10%. A fração de retorno aumenta à medida que

29 / 31 a sedimentação e escamações nas linhas aumentam. Isso resulta em uma velocidade mínima na linha de alimentação do compartimento de injeção superior a 0,5 m/s.

[0084] Em comparação com o Exemplo 2, devido à velocidade mínima da pasta fluida nas linhas, o risco de sedimentação e escamação no sistema de alimentação do granulador, particularmente nas linhas de alimentação do compartimento de injeção, é drasticamente reduzido. A remoção da escamação e sedimentação pode ocorrer mais rapidamente com a lavagem do sistema. Isso melhora o tempo de atividade do granulador. A adaptação também melhora a consistência em termos de tamanho, formato e densidade dos grânulos UAS resultantes. Além disso, o processo é mais estável. Se as linhas individuais se entopem parcialmente, isso aumenta a pressão da pasta fluida na linha principal de injeção e nas linhas do compartimento de injeção. Isso resulta em uma redução da quantidade de pasta fluida que é injetada e uma redução na quantidade de pasta fluida que é retornada. Exemplo 4

[0085] O Exemplo 4 melhora os exemplos anteriores, limitando o ciclo de retorno por meio da adição de um tanque de mistura. Um sistema de alimentação de granulador para pastas fluidas compreendendo um tanque de mistura é mostrado na Figura 3.

[0086] Como nos Exemplos 2 e 3, uma alimentação UAS é alimentada à unidade de evaporação 10 onde a água e os voláteis evaporam. A pasta fluida restante é alimentada a um tanque de mistura 20. Neste tanque de mistura, a pasta fluida UAS da unidade de evaporação 10 é misturada com a pasta fluida da linha de retorno 52. A pasta fluida UAS misturada é bombeada para a linha de injeção principal 31, que se ramifica nas linhas de alimentação do compartimento de injeção 41a-41f. As linhas de alimentação do compartimento de injeção 41a-41f fazem duas passagens através da seção de

30 / 31 injeção. A maioria da pasta fluida UAS é injetada na seção de injeção 42a- 42f. O orifício de restrição 50a-50f controla a fração de retorno da pasta fluida de UAS, que é cerca de 10%. Esta fração da pasta fluida UAS é retornada ao tanque de mistura 20 pela linha de retorno do tanque de mistura 52.

[0087] Em comparação com o Exemplo 3, o tamanho do ciclo de retorno é drasticamente reduzido. A pasta fluida de retorno não passa mais pelo tanque do poço 60, unidade de evaporação 10 e bomba do tanque do poço 70. Isso reduz os custos operacionais. Além disso, isso reduz os requisitos de carga e tamanho para o tanque do poço, bomba do tanque do poço e unidade de evaporação. Exemplo 5

[0088] O Exemplo 5 compreende um sistema de alimentação do granulador para pastas fluidas semelhantes ao Exemplo 4, com o dobro da quantidade de linhas de compartimento de injeção 41a-41l, cada uma das quais faz uma única passagem através da seção de injeção. Tal sistema de alimentação do granulador é mostrado na Figura 4.

[0089] Como nos exemplos anteriores 2, 3 e 4, uma pasta fluida UAS é granulada. Neste exemplo, a quantidade de passagens para cada linha de alimentação do compartimento de injeção 42a-42f é reduzida e a quantidade de linhas de alimentação do compartimento de injeção 42a-42f é aumentada. A quantidade de injetores e a configuração do granulador de leito fluidizado permanecem as mesmas. Uma fração de retorno de cerca de 10% da pasta fluida UAS é retornada a um tanque de mistura 20 como no Exemplo 4.

[0090] Em comparação com o Exemplo 4, o fluxo de massa em cada linha do compartimento de injeção é reduzido à metade. A queda de pressão devido à sedimentação e escamação em cada linha diminui drasticamente. Isso reduz os custos operacionais. O efeito de sedimentação, escamação e entupimento de uma única linha na estabilidade do processo é reduzido. Além disso, o entupimento de uma única linha teve um impacto reduzido no

31 / 31 tamanho, formato e densidade do grânulo. Isso melhora a consistência do produto. A remoção de incrustações ao longo da superfície das linhas de alimentação do compartimento de injeção é facilitada devido à limpeza mais fácil de cada linha, menor queda de pressão em cada linha e menos curvas que podem ser difíceis de limpar. Exemplo 6

[0091] O exemplo 6 compreende o mesmo sistema de alimentação do granulador que o exemplo 2. O fertilizante é agora uma pasta fluida de ureia no estado fundido compreendendo enxofre elementar em vez de sulfato de amônio. Os parâmetros do processo são ajustados apropriadamente.

[0092] A incrustação do equipamento para ureia com enxofre elementar é menos rápida de se acumular do que para UAS no Exemplo 2. No entanto, a incrustação ainda é bastante significativa e se acumula relativamente rápida. Como o enxofre elementar é um líquido, não há sedimentação. Exemplo 7

[0093] O Exemplo 7 compreende o sistema de alimentação do granulador do Exemplo 5, com a pasta fluida de fertilizante compreendendo ureia com enxofre elementar do Exemplo 6.

[0094] Por um tempo operacional fixo, a incrustação é significativamente menor que no Exemplo 6. Além disso, ao usar uma queda de pressão máxima permitida sobre o injetor, a planta pode permanecer operacional significativamente mais tempo do que no Exemplo 6.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para granular uma pasta fluida em um granulador de leito fluidizado (40) tendo uma direção longitudinal principal de uma extremidade de semente onde a granulação é iniciada, para uma extremidade de descarga de produto onde os grânulos são descarregados do granulador de leito fluidizado, compreendendo pelo menos um compartimento de leito fluidizado (45, 45’, 45’’), uma seção de injeção (42a-42f) e uma seção de granulação, separadas por uma placa de fundo compreendendo um ou mais bicos de injeção, em que uma pasta fluida de alimentação é provida para a seção de injeção (42a-42f) do granulador de leito fluidizado (40), caracterizado pelo fato de que uma primeira fração da pasta fluida de alimentação provida à seção de injeção (42a-42f) é injetada na seção de granulação através de um ou mais bicos de injeção e uma segunda fração da pasta fluida de alimentação, sendo o restante da pasta fluida de alimentação, é passada através da seção de injeção (42a-42f) sem ser injetada na seção de granulação.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pasta fluida de alimentação mantém uma velocidade mínima predeterminada dentro da seção de injeção do granulador de leito fluidizado.

3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a velocidade mínima predeterminada da pasta fluida de alimentação dentro da seção de injeção é de pelo menos 0,5 m/s, preferivelmente superior a 1,0 m/s, mais preferivelmente superior a 2,0 m/s.

4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a primeira fração da pasta fluida de alimentação varia entre 70% e 99%, preferivelmente entre 80% e 95%, mais preferivelmente entre 85% e 95% da pasta fluida de alimentação total.

5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a segunda fração da pasta fluida de alimentação varia entre 1% e 30%, preferivelmente entre 3% e 20%, mais preferivelmente entre 5% e 15% da alimentação total.

6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a segunda fração, após ser passada através da seção de injeção (45, 45’, 45’’), é retornada para a seção de injeção (45, 45’, 45’’), preferivelmente depois de ser misturada com a pasta fluida de alimentação.

7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a pasta fluida de alimentação compreende ureia.

8. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a pasta fluida de alimentação compreende um ou mais dos seguintes: sulfato de amônio, di-hidrogenofosfato de cálcio, fosfato de amônio e sais de potássio.

9. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a pasta fluida de alimentação compreende ureia e, em relação à ureia, mais que 12% em peso de sulfato de amônio, preferivelmente mais que 20% em peso de sulfato de amônio.

10. Granulador de leito fluidizado (40) tendo uma direção longitudinal principal de uma extremidade de semente onde a granulação é iniciada, para uma extremidade de descarga de produto onde os grânulos são descarregados do granulador de leito fluidizado (40), compreendendo pelo menos um compartimento de leito fluidizado (45, 45’, 45’’), uma seção de injeção (42a-42f) e uma seção de granulação, separadas por uma placa de fundo que compreende um ou mais bicos de injeção, meio de alimentação do material de granulação, compreendendo pelo menos uma linha de alimentação principal (31) e uma ou mais linhas de alimentação de injeção (41a-41f) retiradas da linha de alimentação principal (31), cada uma conectada de maneira fluida a um ou mais bicos de injeção, caracterizado pelo fato de que uma ou mais linhas de saída (51, 52), conectadas de maneira fluida a uma linha de alimentação de injeção (41a-41f) a jusante de um ou mais bicos de injeção.

11. Granulador de leito fluidizado de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a linha de saída (51, 52) é uma linha de retorno, conectada de maneira fluida a um ponto a montante do meio de alimentação.

12. Granulador de leito fluidizado de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que a linha de saída (51, 52) compreende uma linha de saída principal e uma pluralidade de linhas de saída conectadas de maneira fluida à linha de saída principal.

13. Granulador de leito fluidizado de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, caracterizado pelo fato de que o granulador de leito fluidizado compreende adicionalmente pelo menos um orifício de restrição (50a-50f) adequado para controlar o fluxo através da linha de saída (51, 52).

14. Granulador de leito fluidizado de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 13, caracterizado pelo fato de que as linhas de saída (51, 52) compreendem cada uma pelo menos um orifício de restrição (50a-50l) adequado para controlar o fluxo através da linha de saída (51, 52).

15. Granulador de leito fluidizado de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 14, caracterizado pelo fato de que as linhas de alimentação de injeção (41a-41f) são distribuídas ao longo da direção longitudinal principal.

16. Granulador de leito fluidizado de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 15, caracterizado pelo fato de que cada linha de alimentação de injeção (41a-41f) é substancialmente reta, não compreendendo quaisquer voltas em U.

17. Granulador de leito fluidizado de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 16, caracterizado pelo fato de que a linha de saída (51, 52) é conectada de maneira fluida a um tambor de mistura (20, 60).

18. Uso de um granulador de leito fluidizado como definido em qualquer uma das reivindicações 10 a 17, caracterizado pelo fato de ser para a granulação de uma pasta fluida.

19. Uso de um granulador de leito fluidizado como definido em qualquer uma das reivindicações 10 a 17, caracterizado pelo fato de ser para a produção de grânulos fertilizantes à base de ureia, preferivelmente compreendendo sulfato de amônio, di-hidrogenofosfato de cálcio, fosfato de amônio e/ou sais de potássio.

20. Método para reduzir o entupimento da seção de injeção em um granulador de leito fluidizado (40) compreendendo pelo menos um compartimento de leito fluidizado tendo uma direção longitudinal principal de uma extremidade de semente onde a granulação é iniciada, para uma extremidade de descarga de produto onde os grânulos são descarregados do granulador de leito fluidizado, uma seção de injeção e uma seção de granulação separadas por uma placa de fundo compreendendo um ou mais bicos de injeção, em que uma pasta fluida de alimentação é provida para a seção de injeção do granulador de leito fluidizado (40), caracterizado pelo fato de que uma primeira fração da pasta fluida de alimentação, provida à seção de injeção, é injetada na seção de granulação através de um ou mais bicos de injeção e uma segunda fração da pasta fluida de alimentação, sendo o restante da pasta fluida de alimentação, é passada através da seção de injeção sem ser injetada na seção de granulação.