DE2454282C2

DE2454282C2 - Verfahren zum Prillen einer monoammoniumphosphathaltigen Harnstoffschmelze

Info

Publication number: DE2454282C2
Application number: DE2454282A
Authority: DE
Inventors: Michael Hendrik Geleen Willems
Original assignee: Unie Van Kunstmestfabrieken Bv Utrecht Nl
Current assignee: Unie Van Kunstmestfabrieken Bv Utrecht Nl
Priority date: 1973-11-16
Filing date: 1974-11-15
Publication date: 1983-02-17
Also published as: DE2454282A1; FR2251357B1; TR18495A; BE822208A; NL152835B; AR204846A1; IT1023291B; ES431924A1; NL152835C; NO147270C; IE41766L; JPS5089273A; BR7409552A; ZA747222B; NO147270B; IE41766B1; NO744100L; JPS5739177B2; NL7315780A; FR2251357A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Prillen einer monoammoniumphosphathaltigen Harnstoffschmelze. _

Gemäß der US-PS 33 69 885 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 monoammcniumphosphathaltigen Harnstoffprills. Eine prillierbare monoammoniumphosphathaltige Harnstoffschmelze kann auch ohne Kaliummetaphosphatzusatz erhalten werden, wie in der US-PS 3539 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.

Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren zum Prillen einer monoammoniumphosphathaltigen Harnstoffschmelze, bei dem eine Harnstoffschmelze mit festen Monoammoniumphosphatteilchen gemischt und die erhaltene Suspension prilliert wird, und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Mischzeit unter 10 Sekunden beträgt.

Es hat sich nämlich herausgestellt, daß bei Anwendung einer Mischzeit unter 10 Sekunden eine prillbare 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 Mischapparatiir 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 wäßrigen Harnstoff lösung oder durch

s Schmelzen von sogenanntem Kristallharnstoff erhalten werden. Der Wassergehalt der Harnstoffschmelze wird, wie üblich, unter 0,5 Gew.-% gewählt, so daß eine Trocknung der Prills nicht erforderlich ist Als Monoammoniumphosphat kann man sowohl das aus

ίο 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

is unter übrigens gleichen Bedingungen wesentlich besser verläuft als bei Anwendung des letzteren Typs. Vorzugsweise wird daher Monoammoniumphosphat verwendet, das wenigstens zum Teil, %. Ά 15 Prozent, aus Monoammoniumphosphat besteht das aus Naßpro zeß-Phosphorsäure hergestellt wurde. Außer Monoam moniumphosphat dürfen der Harnstoffschmelze auch andere Stoffe beigegeben werden, wie z. B. Diammoniumphosphat Im allgemeinen enthält das übliche Monoammoniumphosphat auch ein wenig.Diammoni umphosphat 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. 1,5mm verwendet wird, so zeigt sich, daß die Größe der

Teilchen geringer als 600 μ sein muß. Bei Anwendung

einer Drehscheibe gemäß der vorgenannten US-PS 35 39 326 können größere Teilchen zugelassen werden.

Der Harnstoffgehalt der erfindungsgemäßen Prills

kann schwanken. Es zeigt sich, daß die Prillbarkeit und die Qualität der Prills bei Anwendung eines Harnstoffgehalts über 40 Gew.-% den praxisüblichen 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 DE-PS 10 31 284 beschrieben wird; dabei werden die Schmelze dem Zyklonmischer tangential und der beizumishende Feststoff, nach Vorerhitzung auf z. B. 8O⁰C, zentral zugeführt. Die erhaltene Suspension

so kann sehr gut mit Hilfe eines rotierenden Prillkopfes verspritzt werden. Nach Verspritzen der Suspension werden die Tropfen, wie üblich, durch Küglung erstarrt und anschließend gelagert. Es ist empfehlenswert, die erfindungsgerfiäßen Prills vor der Lagerung bis unter 35^s 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 Kalium-6") chiorid (Temperatur etwa 80⁰C) eingeführt. Die erhaltene Suspension wird an der Luft mit Hilfe eines zylindrischen Prillkopfes mit einer Höhe und einem Durchmesser von je 75 mm geprillt. 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 Prilis pro Stunde, die Mischzeit etwa 1,2 Sekunden. Die Kornverteilung des Monoammoniumphosphats und des Kaliumchlorids ist: 28% < 100 μ, 54%< 150 μ, 98%<300μ und 100%<400μ, Der geschmolzene Harnstoff enthält etwa 0ß Gew.-% Wasser, der K₂O-Gehalt des Kaliuumchlorids beträgt etwa 60 Gew.-%. Es werden verschiedene Monoammoniumphosphatqualitäten verwendet, und zwar in Beispiel I das nahezu völlig reine Produkt (122 Gew.-% N, 61,6 Gew.-% P₂O₅), in den Beispielen II und V ein stark verunreinigtes Produkt (11,8 Gew.-% N, 544 Gew.-% P₂O₅) und in Beispiel III ein diammoniumphosphathalti-

Tabelle

ges Produkt (14,7 Gew.-% N 53,0 Gew,-% PaO₅). 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 Jn nachstehender Tabelle sind die Analysen der hergestellten Prilis sowie die Druckfestigkeit

ίο 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

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

Wie oben erwähnt, beträgt die VeTveilzeit zwischen dem Mischen und dem Prillvorgang 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 prillbare Schmelze erhalten wird, Nach einer Berührungszeit von mehr als 4 Sekunden tritt eine zunehmende Schaumbildung auf, das Gemisch bleibt aber gut prillbar. Die Schaumbildung bewirkt allerdings eine rasche Verringerung der Kapazität des Prillkopfes. Die Mischzeit (einschließlich Prillstufe) soll daher vorzugsweise unter 6 Sekunden liegen.

Claims

Patentansprüche;

1. Verfahren zum Prillen einer monoammoniumphosphathaltigen Harnstoffschmelze, bei dem eine Harnstoffschmelze mit festen Monoammoniumphosphatteilchen gemischt und die erhaltene Suspension prilliert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischzeit unter 10 Sekunden beträgt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischzeit unter 6 Sekunden beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischen in einem Zyklonmischer erfolgt