DE2454282A1

DE2454282A1 - Verfahren zur herstellung von prills aus einer monoammoniumphosphathaltigen harnstoffschmelze

Info

Publication number: DE2454282A1
Application number: DE19742454282
Authority: DE
Inventors: Michael Hendrik Willems
Original assignee: Unie Van Kunstmestfabrieken BV
Current assignee: Unie Van Kunstmestfabrieken BV
Priority date: 1973-11-16
Filing date: 1974-11-15
Publication date: 1975-05-22
Also published as: FR2251357A1; BR7409552A; NO147270C; IE41766B1; JPS5739177B2; NO744100L; BE822208A; ZA747222B; NL152835B; NL7315780A; GB1481038A; NO147270B; ES431924A1; IE41766L; AR204846A1; TR18495A; IT1023291B; FR2251357B1; JPS5089273A; NL152835C

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Prillieren einer monoammoniumphosphathaltigen Harnstoffschmelze.

Gemäss der amerikanischen Patentschrift 3.369.885 kann eine Suspension von Monoammoniumphosphat in einer Harnstoffschmelze, die z.B. ein Gewichtsteil Monoammoniumphosphat je Gewichtsteil Harnstoff enthält, wegen Gelbildung nicht prilliert werden und können solche Suspensionen nur dann prilliert werden, wenn die zu prillierende Suspension zugleich eine Menge Kaliummetaphosphat enthält. Der unbedingt erforderliche Zusatz von Kaliummetaphosphat bedeutet jedoch eine wesentliche Beschränkung bei der Herstellung -von monoammoniumphosphathaltigen
Harnstoffprills. Eine prillierbare monoammoniumphosphathaltige Harnstoffschmelze kann auch ohne Kaliummetaphosphatzusatz erhalten werden, wie in der amerikanischen Patentschrift 3.539.326 beschrieben wird, indem das zu prillierende Gemisch
während einer bestimmten Zeit, z.B. 6 Minuten, kräftig gerührt wird. Der Nachteil dieser Methode ist, dass die erhaltenen Prills eine zu geringe Druckfestigkeit haben, so dass sie während der Lagerung zusammenbacken. Ausserdem bewirkt die
ziemlich lange Mischzeit eine Zunahme des Biuretgehalts.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist nunmehr ein Verfahren,, mit dessen Hilfe die vorgenannten Nachteile aufgehoben werden. Das erfindungsgemässe Verfahren, bei dem eine Harnstoffschmelze mit festen Monoammoniumphosphatteilchen vermischt

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und die so erhaltene Suspension prilliert wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass man eine Mischzeit von weniger als 10 Sekunden anwendet. Es hat sich nämlich herausgestellt, dass bei Anwendung einer Mischzeit unter 10 Sekunden eine prillierbare Suspension erhalten werden kann und dass die daraus hergestellten Prills eine gute Druckfestigkeit besitzen. Es zeigt sich, dass bei derart kurzer Mischzeit die Biuretbildung und der Verlust an Ammoniak, das während des Mischvorgangs in Gasform entweicht, wesentlich geringer sind als bei der Anwendung von längeren Mischzeiten gemäss den vorgenannten bekannten Verfahren. Sehr gute Ergebnisse können bei Anwendung einer Mischzeit unter 6 Sekunden erzielt werden. Unter Mischzeit wird hier die Zeit zwischen dem Zeitpunkt des Eintritts der Harnstoffschmelze in die Mischapparatur und des Austritts der gebildeten Tropfen aus der Prillierapparatur verstanden. Durch Farbstoffzusatz zur Harnstoffschmelze lässt sich diese Zeitdauer auf einfache Weise bestimmen.

Die beim erfindungsgemässen Verfahren benötigte Harnstoffschmelze kann . auf die bekannte Weise durch Eindampfen einer wässerigen Harnstofflösung oder durch Schmelzen von sogenanntem Kristallharnstoff erhalten werden. Der Wassergehalt der Harnstoffschmelze wird, wie üblich, unter O,5.Gew.% gewählt, so dass eine Trocknung der Prills nicht erforderlich ist. Als Monoammoniumphosphat kann man sowohl das aus sog. Nassprozess-Phosphorsäure als aus thermischer Phosphorsäure hergestellte Monoammoniumphosphat verwenden. Bei Anwendung von Monoammoniumphosphat vom erstgenannten Typ zeigt sich, dass die erforderliche Mischung mit der Harnstoffschmelze unter übrigens gleichen Bedingungen wesentlich besser verläuft als bei Anwendung des letzteren Typs. Vorzugsweise wird daher Monoammoniumphosphat verwendet, das wenigstens zum Teil, z.B. 15 Prozent, aus Monoammoniumphosphat besteht, das aus Nassprozess-Phosphorsäure hergestellt wurde. Ausser Monoammoniumphosphat dürfen der Harnstoffschmelze auch andere Stoffe beigegeben werden, wie z.B. Diammoniumphosphat. Im allgemeinen enthält das übliche Monoammoniumphosphat auch ein wenig Diammoniumphosphat..Beispiele von anderen Zusatzstoffen sind Ammoniumnitrat, Kaliumchlorid, Kaliumsulphat und Magnesiumcarbonat. Diese Stoffe können mit dem Monoammoniumphosphat vermischt oder separat zugefügt werden.

Die erforderliche Feinheit des beizugebenden Monoammoniumphosphats und der eventuellen anderen Zusatzstoffe ist von der Prilliermethode abhängig. Falls ein Prillkopf mit Spritzöffnungen von z.B. 1,5 mm verwendet wird, so zeigt sich, dass die Grosse der Teilchen geringer als 600 β sein muss. Bei Anwendung einer Drehscheibe gemäss der vorgenannten amerü-^nischen Patentschrift 3.539.326 können grössere Teilchen zugelassen werden»

Der Harnstoffgehalt der erfindungsgemässen Prills kann schwanken. Es zeigt sich, dass die Prillierbarkeit und die Qualität der Prills bei Anwendung

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eines Harnstoffgehalts Über 40 Gew.% den praxisUblichen Normen sehr gut genügen.

Das Mischen der Harnstoffschmelze mit Monoammoniumphosphat und eventuellen anderen Zusatzstoffen lässt sich sehr gut in einem Zyklonmischer durchführen, wie in der deutschen Patentschrift Nr. 1.031.284 beschrieben wirdj dabei werden die Schmelze dem Zyklonmischer tangential und der beizumischende Feststoff, nach Vorerhitzung auf z.B. 80 C, zentral zugeführt. Die erhaltene Suspension kann sehr gut mit Hilfe eines rotierenden Prillkopfes verspritzt werden. Nach Verspritzen der Suspension werden die Tropfen, wie üblich, durch Kühlung erstarrt und anschü.iessend gelagert. Es ist empfehlenswert, die erfindungsgemässen Prills vor der Lagerung bis unter 35 C zu kühlen, um auf diese Weise eine möglichst gute Qualität der Prills zu erhalten. Das erfindungsgemässe Verfahren wird in den nachstehenden Beispielen erläutert.

Beispiele I-V

In einen Zyklonmischer mit einem Durchmesser von 37 mm werden tangential Harnstoff (Temperatur etwa 135 C) und zentral Monoammoniumphosphat oder ein Gemisch von Monoammoniumphosphat mit Kaliumchlorid (Temperatur etwa 80 C) eingeführt . Die erhaltene Suspension wird an der Luft mit Hilfe eines zylindrischen Prillkopfes mit einer Höhe und einem Durchmesser von je 75 mm prilliert, der mit einem Kratzer und 90 Spritzöffnungen mit einem Durchmesser von 1,5 mm versehen ist. Die Drehzahl des Prillkopfes beträgt 450 UpM. Die Durchsatzgeschwindigkeit beträgt etwa 120 kg Prills pro Stunde, die Mischzeit etwa 1,2 Sekunden. Die Kornverteilung des Monoammoniumphosphats und des Kaliumchlorids ist: 28 % < 100 μ , 54 % < 150 μ , 98 % < 300 μ und 100 % < 400 μ . Der geschmolzene Harnstoff enthält etwa 0,3 Gew.% Wasser, der K O-Gehalt des Kaliumchlorids beträgt etwa 60 Gew.%. Es werden verschiedene Monoammoniumphosphatqualitäten verwendet, und zwar in Beispiel I das nahezu völlig reine Produkt (12,2 Gew.% N, 61,6 Gew.% P₂Oj,), in den Beispielen II und V ein stark verunreinigtes Produkt (11,8 Gew.% N, 54,5 Gew.% P₂O₁-) ^un& ⁱⁿ Beispiel III ein diammoniumphosphathaltiges Produkt (14,7 Gew.% N 53,0 Gew.% P₂Os). In Beispiel IV wird ein Produkt verwendet, das aus 80 Gewichtsteilen Produkt gemäss Beispiel I und 20 Gewichtsteilen Produkt gemäss Beispiel II zusammengesetzt ist. Das nahezu völlig reine Produkt ist aus sogenannter thermischer Phosphorsäure, das stark, verunreinigte Produkt aus Nassprozess-Phosphorsäure hergestellt. In nachstehender Tabelle sind die Analysen der hergestellten Prills sowie die Druckfestigkeit aufgeführt; die Druckfestigkeit wird einmal gemessen, gleich nachdem die Prills auf etwa 25 °C gekühlt worden sind, und einmal, nachdem die Prills 12 Wochen bei etwa 25 C aufbewahrt sind. Zum Vergleich werden unter A die entsprechenden Daten für geprillten Harnstoff ohne zusatzstoffe aufgeführt. 5 _Q g 3 _{2 1} / _{Q ?} g β

Tabelle

	I.	II	III	IV	' V	,5	A
Beispiel						,5
Analyse	35	30	29,5	31	24	,5	46,4
Gew.% N	21	25	29,5	28	16	16	0
Gew.% P₂O₅	0	0	0	0	16		0
Gew.% K₂O	0,2	0,12	0,11	0,2	0,		0,15
Gew.% H₂O
Druckfestigkeit (kg/cm²)	45	40	40	40	55		20
sofort gemessen	45	45	40	55	55	20
nach 12 Wochen gemessen

Wie oben erwähnt, beträgt die Verweilzeit zwischen dem Mischen und dem Prilliervorgang etwa 1,2 see bei einer Belastung von 120 kg/h. Um die höchstzulässige Verweilzeit, nach der eine noch ziemlich gut prillierbare Schmelze erhalten wird, zu bestimmen, wird unterhalb des Zyklonmischers eine Reihe von Puffergefässen zunehmender Kapazität angebracht, mit denen zunehmende Verweilzeiten erreicht werden. Es zeigt sich, dass noch nach 4 see eine gut prillierbare Schmelze erhalten wird. Nach einer BerUhrungszeit von mehr als 4 Sekunden tritt eine zunehmende Schaumbildung auf,' das Gemisch bleibt aber gut prillierbar. Die Schaumbildung bewirkt allerdings eine rasche Verringerung der Kapazität des Prillkopfes. Die Mischzeit (einschliesslich Prillierstufe) soll daher vorzugsweise unter 6 Sekunden liegen.

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Claims

PATENTANS PRÜCHE

.y Verfahren zum Prillieren einer monoammoniumphosphathaltigen Harnstoffschmelze, bei dem eine Harnstoffschmelze mit festen Monoammoniumphosphattexlchen gemischt wird und die erhaltene Suspension prilliert wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mischzeit unter 10 Sekunden angewandt wird.
2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Mischzeit unter 6 Sekunden anwendet.
3. Verfahren gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Monoammoniumphosphat, wenigstens zum Teil aus Monoammoniumphosphat besteht, das aus 'Nassprozess-Phosphorsäure' hergestellt wird.
4. Verfahren gemäss Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischen in einem Zyklonmischer erfolgt.
5. Monoammoniumphosphathaltigen Harnstoffprills, welche durch Anwendung des Verfahrens gemäss einem der vorangehenden Patentansprüche erhalten wird.

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