DE1767205B1 - Verfahren zur herstellung von ammoniumpolyphosphaten - Google Patents
Verfahren zur herstellung von ammoniumpolyphosphatenInfo
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Description
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ursacht geringe Raum-Zeit-Ausbeuten und verteuert χ kleiner als 0,25 ist, vor dem Tempern bei Tempe-
das Verfahren erheblich. Die großen Mengen von raturen unterhalb 1900C 5 bis 10 Minuten lang einer
entweichendem NH3 und CO2 reagieren außerdem Ammoniakatmosphäre ausgesetzt werden,
in den kälteren Apparateteilen miteinander zu festen Liegt eine Mischung vor, in der χ kleiner als 0,25
Verbindungen, die Verkrustungen und Verstopfungen 5 ist, so daß die Mischung, bevor sie getempert wird,
verursachen. 5 bis 10 Minuten bei Temperaturen unterhalb 1900C
Ferner ist in der niederländischen Patentschrift einer Ammoniakatmosphäre ausgesetzt werden muß,
6 409 323 die Verwendung kombinierter Ammoni- so ist es vorteilhaft, daß während dieser Zeit der
sierungs- und Kondensationsmittel, wie z. B. Harn- Ammoniakpartialdruck mindestens 0,4 at beträgt,
stoff, Ammoniumcarbamat, Biuret, Sulfamide, SuIf- io Zweckmäßigerweise wird das Ausgangsgemisch
aminsäure, Guanylharnstoff und 1,3-Diaminoharn- erhitzt, indem man es durch einen mit Ammoniak
stoff, erwähnt. Diesem Verfahren haften somit die- beschickten Tunnelofen transportiert, in welchem ein
selben Nachteile an wie der vorher genannten Arbeite- den gewünschten Bedingungen entsprechendes Tem-
weise. Zur Verringerung der apparativen Schwierig- peraturprofil eingestellt ist.
keiten bei der Entfernung der großen Gasmengen 15 Wird die Umsetzung in einem mit Ammoniak
wird daher vorwiegend zweistufig gearbeitet, indem beschickten Drehrohrofen vorgenommen, der ebenzunächst
ein kurzkettiges APP durch Reaktion von falls auf ein den gewünschten Bedingungen entspre-Ammoniumorthophosphaten,
kurzkettigen Polyphos- chendes Temperaturprofil eingestellt ist, so empfiehlt phorsäuren usw. mit Harnstoff hergestellt und dieses es sich, daß ein Teil des gemahlenen Endproduktes
dann nach erneuter Zumischung von Harnstoff zu 20 in den Ofen zurückgeführt wird. Das Mengenverhälteinem
mittel- bis langkettigen Produkt umgesetzt nis von Ausgangsprodukt und Rückgut soll dabei
wird. Dadurch wird das Verfahren zwar technisch etwa 1:1 und das Mischungsverhältnis des Ausgangseinfacher,
erfährt jedoch wirtschaftlich keine wesent- produktes soll pro Mol Orthophosphat 0,1 bis 0,15 Mol
liehe Verbesserung. Harnstoff betragen.
Aus der belgischen Patentschrift 677 866 ist ferner 25 Diese neue Arbeitsweise besitzt gegenüber den beein
Verfahren bekannt, gemäß dem Ammonium- kannten Verfahren mehrere Vorteile. Durch die erpolyphosphat
durch Erhitzen einer Mischung, be- findungsgemäße Arbeitsweise wird ein reines mittelstehend
aus einem Phosphat, einem Kondensations- bis langkettiges APP erhalten, das nicht durch kurzmittel
und einer Ammoniakverbindung, unter einem kettige Polyphosphate bzw. durch Verbindungen
kontrollierten Ammoniak- und Wasserdampfdruck 30 des Typs
auf Temperaturen von 100 bis 350°C hergestellt | j
auf Temperaturen von 100 bis 350°C hergestellt | j
wird. Dabei wird zur Erzielung einer im voraus be- ρ ^jj ρ O = P NH
stimmbaren Löslichkeit des APP in Wasser das APP 1 ' 2
in einer Atmosphäre hergestellt, die — je nach Tem- '
peratur — einen ganz bestimmten Ammoniak- und 35 oder durch vernetzte Produkte verunreinigt ist.
Wasserdampfpartialdruck enthalten muß. In dieser Auch müssen keine großen Gasmengen aus der Patentschrift wird auch eine große Zahl von möglichen weichen Reaktionsmasse abgeführt werden. Dadurch Ammonisierungs- und Kondensationsmitteln aufge- können die Apparaturen zur Durchführung des Verführt. Nachteilig ist jedoch bei dieser Methode, daß fahrens gegenüber den bisher bekannten wesentlich fast alle der aufgeführten Ammonisierungs- und/oder 40 vereinfacht werden. Außerdem entfallen die sonst Kondensationsmittel Anlaß zu einer kräftigen Gas- benötigten Vorrichtungen zur Aufarbeitung der großen entwicklung geben — wie beispielsweise CO2 aus Mengen an gasförmigem Ammoniak und Kohlen-Harnstoff — und die Menge der entwickelten Gase dioxid bzw. zur Beseitigung der daraus entstehenden sich im Verlauf der Reaktion ständig ändert, so daß Sekundärprodukte.
Wasserdampfpartialdruck enthalten muß. In dieser Auch müssen keine großen Gasmengen aus der Patentschrift wird auch eine große Zahl von möglichen weichen Reaktionsmasse abgeführt werden. Dadurch Ammonisierungs- und Kondensationsmitteln aufge- können die Apparaturen zur Durchführung des Verführt. Nachteilig ist jedoch bei dieser Methode, daß fahrens gegenüber den bisher bekannten wesentlich fast alle der aufgeführten Ammonisierungs- und/oder 40 vereinfacht werden. Außerdem entfallen die sonst Kondensationsmittel Anlaß zu einer kräftigen Gas- benötigten Vorrichtungen zur Aufarbeitung der großen entwicklung geben — wie beispielsweise CO2 aus Mengen an gasförmigem Ammoniak und Kohlen-Harnstoff — und die Menge der entwickelten Gase dioxid bzw. zur Beseitigung der daraus entstehenden sich im Verlauf der Reaktion ständig ändert, so daß Sekundärprodukte.
es technisch sehr schwierig und aufwendig ist, die 45 Ein weiterer Vorteil des Verfahrens liegt darin,
geforderten Partialdrücke für Ammoniak und Wasser daß es ohne die Isolierung irgendwelcher Zwischengleichmäßig
über dem Reaktionsprodukt aufrecht- produkte einstufig gestaltet werden kann. Die Umzuerhalten.
Setzung verläuft ohne wesentliche Volumenvergröße-
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß rung durch Zusammensintern und teilweises Zusam-
man diese Schwierigkeiten überwinden kann, wenn 50 menschmelzen der Pulvermischung beim Erhitzen auf
man zur Herstellung von kettenförmigen Ammonium- Temperaturen über 1900C. Dabei wird innerhalb
polyphosphaten der allgemeinen Formel (NH4PO3)», der dicht geschütteten Pulvermischung der Ausgangs-
in der η einer Zahl von 10 bis 400 entspricht, aus materialien das bei der Kondensation des Ortho-
Ammoniumorthophosphat, Phosphorpentoxid und ge- phosphates frei werdende Wasser sofort vom P4O10
gebenenfalls Harnstoff in Gegenwart von gasförmigem 55 aufgenommen, das — bei richtigem Mischungsver-
Ammoniak, eine trockene Mischung im Verhältnis hältnis — selbst ebenfalls zum langkettigen PoIy-
„ -, , . . , , phosphation reagiert. Es braucht also kein Wasser
1 Mol Ammomumorthophosphat bd hoher Temperatur aus der Mischung entfernt zu
/1 — x. \ werden. Ammoniumionen sind vom Diammonphos-
zu .__— Mol F4Uio + x Mol Harnstoff I, 6o phat her ebenfails in der Mischung enthalten, den
gegebenenfalls fehlenden Rest nimmt die Mischung
wobei χ = 0 bis 0,5, vorzugsweise 0,05 bis 0,25, ist, aus der Gasphase auf. Vorteilhaft ist es, geringe Men-
mindestens 10 und höchstens 60 Minuten lang in gen Harnstoff der Ausgangsmischung zuzusetzen.
Gegenwart von zusätzlichem Ammoniak bei Tempe- Dabei soll der Harnstoff jedoch nicht, wie bei den
raturen von 200 bis 340° C tempert, wobei der Am- 65 bekannten Verfahren, primär das bei der Reaktion
moniakpartialdruck bei Temperaturen zwischen 200 entstehende Wasser binden, sondern nur durch die
und 300° C mindestens 0,6 at und oberhalb 300° C CO2-Entwicklung eine leichte Auflockerung des Pro-
mindestens 0,9 at beträgt, und Mischungen, in denen duktes während der Hauptreaktion bewirken, so daß
5 6
ein hartes, aber poröses Endprodukt entsteht, das Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet es also,
sich leicht brechen und mahlen läßt. Infolgedessen den wasserlöslichen Anteil des Fertigproduktes vordarf
die Harnstoffmenge nicht zu groß werden, an- herzubestimmen. Da dieser, je nach Anwendungsdernfalls
ergeben sich wieder Schwierigkeiten durch zweck, verschieden hoch gewünscht wird, können so
zu starke Aufblähung des Produktes. 5 durch eine einfache Maßnahme in derselben Vorrich-Für
0,25MoI Harnstoff pro Mol Orthophosphat tung Produkte mit verschiedenen Eigenschaften für
ergibt sich beispielsweise die Reaktionsgleichung: verschiedene Anwendungszwecke hergestellt werden,
,pn , ο mH ^ rrpn , 9 rwMW ϊ Schließlich besteht ein Vorteil des erfindungsge-3
P4O10 + 8 (JNH4)2HFO4 + 2 eO(JNH2)2 mäßen Verfahrens in der Kürze der Reaktionszeit.
^- (NH PO Ί -4- 7 CCi 10 Schon 10 Minuten nach Erreichen der vorgewählten
-*- n UNn4ru3;„ t^w2. Temperatur befindet sich das Produkt in seinem End
zustand. Dadurch lassen sich gute Raum-Zeit-Aus-
n gibt die durchschnittliche Kettenlänge des APP- beuten erzielen, und die Herstellung kann kontinuier-Moleküls
an. Die dabei entwickelte Gasmenge beträgt lieh vorgenommen werden.
nur etwa 5 % der Gasmenge, die bei der Umsetzung 15 Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsvon
Harnstoffphosphat nach dem bekannten Ver- gemäßen Verfahrens ist in F i g. 1 schematisch darfahren
entsteht. Soll APP auf einem endlosen Stahl- gestellt. Aus dem Vorratsbunker 1 wird die Pulverband
in einem flachen Tunnelofen hergestellt werden, mischung über ein Förderorgan 2 auf das Stahlband 4
so ist eine noch geringere Aufblähung der Reaktions- gefördert, das mit Hilfe der Umlenkrollen 3 ständig
masse erwünscht. In diesem Fall haben sich Mischun- 20 durch den Tunnelofen 5 läuft. Der Ofen besteht aus
gen mit nur 0,06 Mol Harnstoff pro Mol Orthophos- mehreren thermisch getrennt regulierbaren Abschnitten
phat als besonders vorteilhaft erwiesen. Bei der Her- und wird bevorzugt elektrisch beheizt. Die Temperastellung
im Drehofen wiederum ergaben Mischungen türen in den Zonen I und II sollen möglichst den
unter Zusatz von 0,1 bis 0,15 Mol Harnstoff pro Mol in F i g. 1 unten angegebenen Werten entsprechen,
Orthophosphat und unter Verwendung von Rückgut 25 während die Temperaturen der Zone III sich nach
im Verhältnis 1:1 die besten Ergebnisse. Liegt die der gewünschten Kettenlänge des APP richten. In
angewendete Harnstoffmenge unter 0,25 Mol pro der nicht mehr beheizten Zone IV wird das Produkt
Mol Orthophosphat, so nimmt die Mischung das allmählich abgekühlt, bevor es die Ammoniakatmofehlende
Ammoniak aus der Gasphase auf. Dabei Sphäre des Ofeninnern verläßt. Durch Zufuhr eines
ist es erforderlich, diese Ammoniakaufnahme vor 30 leichten Ammoniakstromes 6 in der Mitte des Tun-Erreichen
der Hauptreaktionstemperatur (190 bis nels wird eine NH3-Atmosphäre aufrechterhalten
200° C) durch das P4O10 vonstatten gehen zu lassen. und das gegebenenfalls entstehende CO2 durch
Läuft die Hauptreaktion vor der Aufnahme des Schleusen an den Ofenenden herausgespült, wo über
Ammoniaks ab, so benötigt man sehr lange Temper- Leitungen 7 und einen Exhaustor beide Gase mit
zeiten, um im Endprodukt ein NH4: P-Verhältnis 35 Falschluft zusammen abgesaugt werden. Eine weitere
von etwa 1 zu erreichen. Bei sehr dichtem Material Ammoniakzufuhr in Zone I ist dann vorteilhaft,
ist es sogar möglich, daß dieses Verhältnis gar nicht wenn die Mischung auf Grund ihrer Zusammenmehr
erzielt werden kann und ein vernetztes, nicht Setzung noch etwas NH3 aufnehmen muß, um prakmehr
kettenförmiges Produkt entsteht. tisch quantitativ APP bilden zu können. In Zone II
Für den obengenannten Fall des Tunnelofens ergibt 40 findet dann die Hauptreaktion, in Zone III die Temsich
dann die Gleichung perung auf die gewünschte Kettenlänge statt. Das
Pn , 8rNW ν TTPn , n srnrNW 1I 4-ήΝΗ fertige Produkt verläßt also als sprödes, zusammen-
F4O10 + 8(JNH4J2HPO4+0,5COCJNH2J2+ 6JNH3 hängendes Produkt den Ofen und braucht nur noch
_^_ ]^_ /J^Jj pQ ν . Q 5 QQ bei 8 gebrochen, bei 9 gemahlen und bei 10 abgefüllt
« ^ * ' 2' 45 zu werden.
In ähnlicher Weise kann APP nach dem erfindungs-
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Ver- gemäßen Verfahren in einem Drehrohrofen hergestellt
fahrens besteht darin, daß die Kettenlänge des Pro- werden. Allerdings hat sich herausgestellt, daß dabei
duktes durch die Wahl der Endtemperatur eingestellt vorteilhafterweise ein Teilstrom des Fertigproduktes
werden kann. Die Hauptreaktion findet zwischen 190 50 zurückgeführt wird, um das allmähliche Ansetzen
und 200° C statt. Erhitzt man das Produkt anschließend einer harten Kruste im Drehrohr zu vermeiden. Ein
in Ammoniakatmosphäre weiter auf Temperaturen Rückgutverhältnis von 1:1 ist normalerweise auszwischen
200 und 340° C, so erhält man — je nach reichend. In F i g. 2 ist eine entsprechende Vorricheingestellter
Temperatur — Kettenlängen zwischen tung schematisch dargestellt. Aus dem Vorrats-
n — 10 und η = 400, wobei die Kettenlänge mit zu- 55 bunker 1 wird die Pulvermischung über das Fördernehmender
Temperatur steigt. Die Möglichkeit, die organ 2 mit Rückgut zusammen in das beheizte Dreh-Kettenlänge
vorherzubestimmen, ist deshalb von Be- rohr 11 gefördert. Das Temperaturprofil des Drehdeutung,
weil der bei Raumtemperatur in Wasser rohrofens ist ganz ähnlich eingestellt wie das des
lösliche Anteil des APP mit steigender Kettenlänge Tunnelofens in Fig. 1. Eine elektrische Beheizung
fällt. 60 (nicht gezeichnet) ist deshalb vorteilhaft. Die Zu
fuhr des für die Reaktion und zur Aufrechterhaltung
So erhält man z. B. Kettenlängen von der Gasatmosphäre benötigten Ammoniaks erfolgt
η — 10 bis 50 bei 200 bis 260°C, über eine Leitung 6 im ersten Teil und in der Mitte
η = 50 bis 100 bei 260 bis 29O0C des ofens' die Absaugung des überschüssigen wie in
im,. om, --,on u· i">non' 65 Fig. 1 zusammen mit Falschluft an den Enden 7.
η = 100 bis 200 b* 290 bIS 320 C5 Kn Brecher mtmu wdl das Produkt in kömiger
η = 200 bis 300 bei 320 bis 330°C und von Form aus dem Drehrohr austritt. Zur Erzielung eines
η = 300 bis 400 bei 330 bis 3400C. feinen Korns kann das Drehrohr auch zum Teil mit
großen Stahlkugeln oder ähnlichen Körpern gefüllt werden. Der nicht zurückgeführte Anteil des in der
Mühle 9 gemahlenen Produktes kann direkt abgefüllt werden 10.
Die nachfolgenden Beispiele sollen das erfindungsgemäße
Verfahren noch weiter erläutern:
Auf ein 150 mm breites Stahlband wurde pro Stunde eine feingemahlene Mischung aus 10,64 kg P4O10,
10,56 kg (NH4)oHP04 und 0,3 kg Harnstoff in 16 mm
hoher Schicht aufgeschüttet. Das Stahlband bewegte sich mit einer Geschwindigkeit von 20 cm/min durch
einen 6,5 m langen beheizten Tunnel mit festgelegtem Temperaturprofil. Dem Tunnel wurden etwa 0,5 m
hinter der Eintrittsöffnung 1.5 Nm3 NH3/h und in
der Mitte 1 Nm3 NH3/h zugeführt. Beide Enden
des Tunnels waren weitgehend abgedichtet, herausströmendes Ammoniak wurde zusammen mit Falschluft
abgesaugt. Der Tunnel hatte ein Temperaturprofil wie in F i g. 1 angegeben. Auf diese Weise
wurde das für die Reaktion benötigte NH3 noch in der kalten Zone von dem P4O10 der lockeren Pulvermischung
aufgenommen. Am Ende des Ofens trat Ammoniumpolyphosphat in Form einer brettartig
zusammenhängenden, 22 mm hohen, harten und porösen weißen Masse aus, die sich schon in einer
Kreuzschlagmühle brechen und mahlen ließ. Das gemahlene Produkt besaß ein NH3: P-Mol-Verhältnis
von 0.99, eine durchschnittliche Kettenlänge von η — 400 und einen wasserlöslichen Anteil (10%ige
Aufschlämmung bei 20 = C) von 2%· Der pH-Wert
in dieser Aufschlämmung betrug 5.9. Die Menge Stickstoff, gebunden in Form von NH4* betrug
99,5 Gewichtsprozent, bezogen auf den Gesamtstickstoff gehalt.
Die gleiche Mischung wie im Beispiel 1 wurde unter denselben Bedingungen durch den Tunnelofen
geschickt, nur lag die Temperatur in Zone III bei 225° C. Das den Ofen verlassende Produkt sah ähnlich
aus wie im Beispiel 1, war jedoch nicht ganz so hart und spröde. Es besaß ein NH3: P-Mol-Verhältnis
von 1,0, eine durchschnittliche Kettenlänge von η = 22 und einen wasserlöslichen Anteil von (10%ige
Aufschlämmung bei 20° C) 23%. Der pH-Wert in dieser Aufschlämmung lag bei 6,1. Beim Erhitzen
auf 70 bis 80°C löste sich das Produkt vollständig zu einer hochviskosen Lösung. Die Menge an Stick-.
betrug 96,8 Ge-Gesamtslickstoff-
stoff. gebunden in Form von NH., wichtsprozenl. bezogen auf den
gehalt.
Einem beheizbaren Drehrohr von 4 m Länge wurde pro Stunde eine feingemahlene Mischung aus 7,95 kg
P4O10, 8,45 kg (NH4)2HPO4 und 0.48 kg CO(NH2);.,
zusammen mit etwa 17 kg Ammoniumpolyphosphat/h (Rückgut) zugeführt. In den Zonen 1 und III wurden
außerdem insgesamt 1,6 Nm3 Ammoniak eingespeist, der Überschuß wurde an den Enden des Drehrohres
angesaugt. Das Temperaturprofil des Ofens entsprach dem in F i g. 2 unten angegebenen. Im Innern des
Drehrohres befand sich außerdem ein langer Schlagstern, der die Wand von eventuellen Anbackungen
frei hielt. Reines Ammoniumpolyphosphat in körniger Form (maximaler Korndurchmesser 10 mm) verließ
das Drehrohr und wurde anschließend gemahlen. Das NH3: P-Verhältnis lag bei 0.9S. die Kettenlänge
bei η = 110, der wasserlösliche Anteil bei 3%' und
der pH-Wert betrug in 10%iger Aufschlämmung 5,7. Die Menge an Stickstoff, gebunden in Form von
NH4 +. betrug 99.0 Gewichtsprozent, bezogen auf den
Gesamtstickstoff gehalt.
Auf ein Stahlband wie im Beispiel 1 wurde pro Stunde eine feingemahlene Mischung von 10.2 kg
P4O10 und 9.4 kg (NH4)2HPO4 in 17 mm hoher Schicht
aufgeschüttet. Das Stahlband bewegte sich mit einer Geschwindigkeit von 18 cm/min durch den 6.5 m
langen Tunnelofen. Das Temperaturprofil entsprach dem von F i g. 1, nur lag die Temperatur in Zone III
bei 3000C. 0,5 m hinter der Eintrittsöffnung wurden
dem Tunnel 1,9 Nm3 NH3/h, in der Mitte 1 Nm3
NH3/h zugeführt. Die sonstigen Bedingungen entsprachen denen des Beispiels 1. Das den Ofen verlassende
Produkt bestand aus einer sehr harten, dicht zusammengesinterten weißen Masse, die zunächst
in einem Brecher zerkleinert werden mußte, bevor sie gemahlen werden konnte. Sie erwies sich analytisch
als Ammoniumpolyphosphat mit einem NH3: P-Verhältnis
von 0,97, einer durchschnittlichen Kettenlänge von η — 125 und einem wasserlöslichen Anteil
von 4,5%. Der pH-Wert der 10%igen Aufschlämmung lag bei 5,5. Die Menge an Stickstoff, gebunden
in Form von NH4 +, betrug 98,5 Gewichtsprozent,
bezogen auf den Gesamtstickstoffgehalt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen GOPY
209 522/502
Claims (6)
1. Verfahren zur Herstellung von kettenförmigen phosphaten der allgemeinen Formel (NH4PO3)B, in
Ammoniumpolyphosphaten der allgemeinen For- der η einer Zahl von 10 bis 400 entspricht, aus Ammomel
(NH4PO3)Ji, in der η einer Zahl von 10 bis 5 niumorthophosphat, Phosphorpentoxid und gege-400
entspricht, aus Ammoniumorthophosphat, benenfalls Harnstoff in Gegenwart von gasförmigem
Phosphorpentoxid und gegebenenfalls Harnstoff Ammoniak.
in Gegenwart von gasförmigem Ammoniak, d a- Es ist seit langem bekannt, Ammoniumpolyphosdurch
gekennzeichnet, daß eine trockene phate — im folgenden abgekürzt als APP bezeichnet —
Mischung im Verhältnis io durch einfache Neutralisation von Polyphosphorsäure
„ ,, . A . , , mit gasförmigem Ammoniak herzustellen. Dieses Ver-
1 Mol Ammoniumorthophosphat fahren wird auch technisch schon in größerem Rah-
/1 —je Λ/riTj tf\ men ausgeübt, liefert jedoch nur kurzkettige Produkte,
zu ^-—Mol F4U10 + χ Mol Harnstottj, die sehr hygroskopisch und stark wasserlöslich sind.
15 Sie finden vorwiegend in der Land- und Fortwirt-
wobei χ = 0 bis 0,5, vorzugsweise 0,05 bis 0,25, schaft Verwendung.
ist, mindestens 10 und höchstens 60 Minuten Auf dem technischen Sektor sind APP bis vor
lang in Gegenwart von zusätzlichem Ammo- wenigen Jahren fast gar nicht eingesetzt worden, ob-
niak bei Temperaturen von etwa 200 bis 340° C gleich die Polyphosphate anderer Kationen, vor
getempert wird, wobei der Ammoniakpartialdruck 20 allem die des Natrium- und des Kaliumions, erhebliche
bei Temperaturen zwischen 200 und 300° C min- technische Bedeutung besitzen. Der Grund dafür ist
destens 0,6 at und oberhalb 3000C mindestens darin zu suchen, daß einerseits die kurzkettigen Pro-
0,9 at beträgt, und Mischungen, in denen χ kleiner dukte wegen ihrer Hygroskopizität für die meisten
als 0,25 ist, vor dem Tempern bei Temperaturen Anwendungszwecke ungeeignet sind, andererseits kein
unterhalb 19O0C 5 bis 10 Minuten lang einer 25 technisches Verfahren zur Herstellung gut kristalli-
Ammoniakatmosphäre ausgesetzt werden. sierter, nicht hygroskopischer mittel- und langkettiger
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- APP bekannt war.
kennzeichnet, daß, wenn χ kleiner als 0,25 ist Kondensierte Phosphate werden bekanntlich fast
und die Mischung bei Temperaturen unterhalb ausschließlich durch Verknüpfung der PO4-Gruppen
1900C 5 bis 10 Minuten vor dem Tempern einer 30 des Orthophosphates unter thermischer Wasserabspal-
Ammoniakatmosphäre ausgesetzt ist, der Ammo- tung hergestellt. Dazu sind, je nach Produkt, Tem-
niakpartialdruck während dieser Zeit mindestens peraturen zwischen etwa 200 und 8000C erforderlich.
0,4 at beträgt. Bei den Alkali- und Erdalkalisalzen bereitet die An-
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch Wendung solch hoher Temperaturen keine Schwieriggekennzeichnet, daß man das Ausgangsgemisch 35 keiten, da die entsprechenden Kationenoxide bei den
erhitzt, indem man es durch einen Tunnelofen in Betracht kommenden Temperaturen wenig flüchtig
transportiert, in welchem ein den gewünschten sind. Bei Ammoniumsalzen hingegen steigt mit der
Bedingungen entsprechendes Temperaturprofil ein- zur Wasserabspaltung angewendeten Temperatur auch
gestellt ist und das Ausgangsgemisch vorzugsweise der Zersetzungsdruck des Ammoniaks über diesen
aus einer Mischung besteht, die pro Mol Ortho- 40 Salzen, so daß zwar Konstitutionswasser unter Kettenphosphat
0,06 Mol Harnstoff enthält. Verlängerung abgespalten wird, gleichzeitig aber auch
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, das flüchtige Ammoniak aus dem Produkt entweicht
dadurch gekennzeichnet, daß man das Ausgangs- und dadurch vernetzte, sogenannte Ultraphosphate
gemisch in einem Drehrohrofen erhitzt, in welchem mit unerwünschten Eigenschaften entstehen.
ein den gewünschten Bedingungen entsprechendes 45 In der deutschen Patentschrift 1 216 856 wird be-Temperaturprofil
eingestellt ist und ein Teil des reits ein Verfahren beschrieben, das diese Schwieriggemahlenen Endproduktes in den Ofen zurück- keit dadurch vermeidet, daß das Konstitutionswasser
geführt wird, wobei das Mengenverhältnis von der Orthophosphate nicht thermisch abgespalten,
Ausgangsprodukt und Rückgut etwa 1:1 beträgt sondern durch Reaktion mit Harnstoff bei 110 bis
und als Ausgangsprodukt eine Mischung eingesetzt 50 35O0C beseitigt wird. Dadurch kann bei sehr viel
wird, die pro Mol Orthophosphat 0,1 bis 0,15 Mol niedrigeren Temperaturen die Kette kondensiert
Harnstoff enthält. werden, ohne daß Ammoniak aus dem Produkt ent-
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weicht. In der technischen Durchführung besitzt das
dadurch gekennzeichnet, daß man die durchschnitt- Verfahren aber den erheblichen Nachteil, daß aus
liehe Kettenlänge η des Endproduktes ausschließ- 55 der bei der Reaktionstemperatur weichen Reaktionslich
durch Wahl der Temperatur zwischen etwa mischung große Mengen der bei der Umsetzung ent-200
und 3400C regelt, wobei zur Herstellung stehenden Gase (CO2 und NH3) entfernt werden
von Endprodukten mit durchschnittlichen Ketten- müssen. Bei der Verknüpfung zweier PO4-Gruppen
längen von η = 10 bis 50 bei Temperaturen von zu einer P — O — P-Bindung der Kette wird je ein
200 bis 2600C, von η = 50 bis 100 bei 260 bis 60 Molekül Harnstoff benötigt, das in CO2 + 2 NH3
2900C, von η = 100 bis 200 bei 290 bis 3200C, zerfällt. 1 Mol NH3 wird als Kation im APP gebunvon
η = 200 bis 300 bei 320 bis 330° C und von den, d. h., es werden bei der Kondensation von 1 Mol
η = 300 bis 400 bei 330 bis 3400C getempert wird. Orthophosphat zu langen Ketten 2MoI Gas abge-
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, geben. Das entspricht bei der mittleren Reaktionsdadurch
gekennzeichnet, daß als Ammonium- 6g temperatur einer Gasentwicklung von fast 1 m3/kg
orthophosphat Mono- und/oder Diammonium- APP. Beim Entweichen dieser großen Gasmengen
orthophosphat eingesetzt wird. bläht die weiche Reaktionsmasse stark auf und be-
reitet dadurch große apparative Schwierigkeiten, ver-
Priority Applications (12)
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---|---|---|---|
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