FI104067B - Parannettu menetelmä kalsuimnitraatti-virtsa-aine adduktin valmistamiseksi - Google Patents

Description

104067

Parannettu menetelmä kaisiumnitraatti-virtsa-aine adduktin valmistamiseksi Tämä keksintö koskee parannettua menetelmää kalsium- * 5 nitraatti-virtsa-aine adduktin valmistamiseksi rakeise na, vapaasti virtaavana kiinteänä aineena, jota aikaisemmin on maanviljelyksessä käytetty sellaisenaan typpi-lannoitteena. Suppeammassa mielessä keksintö koskee myös eräitä laitteiston osia, joita voidaan käyttää’patent-10 tivaatimuksen mukaan menetelmän toteuttamiseksi.

Kalsiumnitraatti-virtsa-aine addukti on sinänsä tunnettu yhdiste, ja se on kalsiumnitraatin ja virtsa-aineen additio tuote, joka sisältää kalsiumnitraattia 40.6 % 15 painosta, ja se voidaan esittää kemiallisella kaavalla [Ca(N05)2.4C0(NH2)2].

Kalsiumnitraatti-virtsa-aine adduktilla on mahdollisuus olla hyvin mielenkiintoinen yhdiste lannoitteena, kos-20 ka se sisältää virtsa-aine typen lisäksi nitraatti typpeä, jonka läsnäolo tekee mahdolliseksi välttyä tyypillisiltä ammoniakki häviöiltä, joita esiintyy yksinomaan virtsa-ainetta käytettäessä sitten kun viime mainittu hydrolysoituu maaperässä.

25

Yllä esitetystä seikoista huolimatta ei kalsiumnitraat-ζΐ-virtsa-aine addukti ole tätä ennen saavuttanut merkittävää kaupallista menestystä ennen muuta niistä vaikeuksista johtuen, joita kohdataan, kun halutaan saada 30 maanviljelyksessä lannoitteena käytettävälle tuotteelle *sopivat fysikaaliset ominaisuudet.

* Käsittelemällä kalsiumnitraatti-virtsa-aine adduktia esimerkiksi kiteyttämällä, rakeistamalla leijuttamalla 35 ja rakeistamalla pyörivässä rummussa ei ole mahdollista saada rakeista, vapaasti virtaavaa tuotetta, tuotetta, 2 104067 jolla ei olisi sellaista ominaisuutta, että siitä irtoaa pölyjä.

Tekniikan tasossa on esitetty myös eräs leijukerrokses- ► 5 sa käsittelymenetelmä, menettelytapa, jossa törmätään käyttövaikeuksiin, ja joka vaatii monimutkaisten laitteiston osien käyttöä.

Tuota, joka tuolla tavalla voidaan saada, sisältää li-10 saksi ylimäärin virtsa-ainetta verrattuna adduktin muodostamiseen tarvittavan virtsa-aineen määrään, ja sille ovat myös tunnusomaisia rakeiden kovuuden pienet arvot, joka ei ole toivottu ominaisuus.

15 Aikaisemmin on keksinnön kohteena olevia menetelmiä esitetty esim. EP-patenttijulkaisuissa 278582 ja 216655 sekä CH-patenttijulkaisussa 663273 ja italialaisessa patenttihakemuksessa No. 193634-/87 (jätetty 13.02.1987) jolla on mahdollista osittain poistaa yllä ilmi tuodut varjopuolet ja jonka menetelmän mukaisesti: % 20 - valmistetaan nestemäinen koostumus lämpötilassa, joka ei ole korkeampi kuin 170°C, ja joka koostumus sisältää I . vir-tsa-ainetta ja kalsiumni’traattia; - .tätä nestemäistä koostumusta ruiskutetaan etukäteen 25 muodostettujen kalsiumnitraatti-virtsa-aine adduktia olevien kiinteiden osasten päälle, joita osasia pidetään liikkeessä; ·' ^ ' - kalsiumnitraatti-virtsa-aine addukti otetaan talteen 30 mainituista kiinteistä ruiskutustuotteista.

Tulokseksi saatava kalsiumnitraatti-virtsa-aine addukti on rakeisen kiinteän aineen muodossa, ja sitä voidaan käyttää maanviljelyksessä typpeä sisältävänä lannoittee-35 na.

3 104067

Valitettavasti ei ensimmäisessä vaiheessa saadun nestemäisen koostumuksen syöttäminen kuuman kaasun vaiku-. tuksen alaisena suoraan kiinteiden kalsiumnitraatti- virtsa-aine osasien päälle, jotka on muodostettu etu-5 käteen, ja joita pidetään liikkeessä esimerkiksi pyörivän rummun sisällä, poista kaikkia yllä lyhyesti käsi-} ieltyjä varjopuolia, erityisesti ei voida aina saada rakeita, jotka kaikki ovat vapaasti virtaavia, tai joilla kaikilla olisi täysin tasalaatuiset mekaaniset omi-10 naisuudet.

Tämän keksinnön kohteena on parannettu menetelmä kalsium-nitraatti-virtsa-aineen valmistamiseksi rakeisena, vapaasti virtaavana kiinteänä aineena. Keksintö tunnetaan niistä ominaisuuksista, jotka on määritelty patenttivaa-15 timuksessa. Saatu tuote on ehdottoman tasalaatuista. Keksintöön kuuluu pääpiirteissään seuraavat vaiheet, jotka tarkemmin on esitetty patenttivaatimuksessa: (a) sulan virtsa-aineen ja kalsiumnitraatin sekoittaminen; 20 (b) saadun liuoksen syöttäminen turbokuivaajaan; % (c) saadun sulan suolan syöttäminen rakeistamisvyöhykkee-seen; 25 - (d) kaisiumnitraatti-virtsa-aine adduktin talteen ottaminen;

Erityisesti valmistetaan vaiheessa (a) nestemäinen koos-50 tumus lämpötilassa, joka ei ole korkeampi kuin 170°C, ja joka koostumus sisältää virtsa-ainetta ja kalsiumnitraat-tia niiden keskinäisten suhteellisten moolimäärien olles-i sa yhtä suuret tai likimäärin yhtä suuret, suhteen olles sa arvoon 4:1 asti, sekä sisältää vettä, vesipitoisuuden 55 voidessa nousta määrään 18 % painosta asti.

4 104067 Tällaisen nestemäisen koostumuksen valmistamiseen voidaan käyttää kalsiumnitraattia, joka on kuivattuna jauheena tai väkevöi.tynä vesisuspensiona, joka sisältää vettä määrän, joka voi nousta suuruusluokkaa 15-18 % 5 painosta oleviin arvoihin.

Käytetty kalsiumnitraatti voi myös sisältää epäpuhtautena ammoniumnitraattia tasolle asti, joka on suuruusluokkaa 5-6 $ painosta.

10

Tavallisesti tämän koostumuksen valmistukseen käytetyn virtsa-aineen puhtaus on suuruusluokkaa 97 % painosta tai enemmän, ja se voi sisältää karbamoyylivirtsa-ai-netta epäpuhtautena määrään asti, joka on suunnilleen 15 1.2 $> painosta.

Tämän nestemäisen koostumuksen valmistus voidaan suorittaa tavallisilla menettelytavoilla, jotka ovat alan ammattimiesten hyvin tuntemia, tai menettelytavalla, joka 20 on tuotu julki yllä mainitun italialaisen patenttihakemuksen No. 19 365 A/87 selityksessä, ja johon muiden yksityiskohtien suhteen viitataan.

Tällä tavalla saatu liuos sisältää vettä, joka, jos se * 25 syötettäisiin rakeistamisvaiheeseen, aiheuttaisi ne epä tasaisuus haitat, jotka yllä jo on mainittu.

r Tämän keksinnön menetelmän mukaisesti alussa olevasta ' sekoitusvaiheesta {vaihe (a)] saatu liuos johdetaan läm- 30 pötilassa, joka on alueella 120°C:sta 170°C:een, erityi-seen turbokuivaajaan [(b) vaihej, jolloin tällä tavalla saadaan vedetöntä sulaa kalsiumnitraatti-virtsa-aine ad-duktia 150 - 200°C:n lämpötilaisena suoraan ulostulosta. * 35 Suositeltavan suoritusmuodon mukaan tur- bokuivaaja on peruspiirteissään muodostettu lieriömäises- 5 104067 tä kuoresta, jota kuumennetaan ulkopuolelta käsin suljetussa kierukassa kiertävällä lämmönsiirto öljyllä.

Tämä öljy pidetään käyttö lämpötilassa kuumennusyksikön 5 avulla kuumentamalla.

Kyseisen lieriön muotoisen kuoren sisälle ja sen kanssa samankeskisesti on asennettu varsi, joka on varustettu lukuisilla siivekkeillä, ja jota pidetään pyörimässä pyö-10 rimisnopeuden ollessa edullisesti noin 400 g/minuutti. Kyseiset siivekkeet ovat sitä varten, että ne hajoittavac sisään tulevan liuoksen pitkin lieriön muotoisen kammion seiniä, jotta aikaan saadaan ohut-kerros väkevöityminen.

15 Ky seessä oleva laitteisto voi toimia joko kuuman ilmavirran virtauksen läsnä ollessa tai poissa ollessa.

Tuloksena oleva sula suola johdetaan sopivan pumpun läpi leijukerros rakeistaja rumpuun.

20

Vielä erään edullisen suoritusmuodon mukaisesti voi rakeista ja olla muodostunut lieriömäisestä rummusta, joka pyörii oman akselinsa ympäri pyörimisnopeudella, joka on alueella 8:sta 12 teen pyörähdystä minuutissa, joka lie-25 riömäinen rumpu on varustettu pitkittäisillä siivekkeillä, jotka ovat kiinni tämän lieriömäisen rummun sisäpinnassa.

Leijukerros sijaitsee rummun akselin myötäisesti, ja sen 30 alla on orsi, joka kannattaa ruiskutus suuttimia. Siivekkeiden tehtävänä on siirtää kalsiumnitraatti-virtsa-aine addukti rakeita rummun yläosaa kohti, niin että ne sitten joutuvat putoamaan takaisin jäähdyttävään leijuker-rokseen; sen jälkeen tapahtuvan suolan putoamisen aikana 35 leijukerroksesta rummun pohjaa kohti muodostuu verho, jonka päälle suuttimien ruiskuttama kalsiumnitraatti-virtsa-aine addukti iskeytyy.

6 104067

Leijukerrokseen syötetään sen sisältä käsin sisäilmaa, joka on kuumennettu alueella 60:sta 120°C:een olevaan lämpötilaan; sen suorittama tehtävä on muodostettavien rakeiden sulamislämmön poistaminen, 5

Rakeistahan ulostulon lämpötila on alueella 80:sta 115°C:een.

Tuote syötetään sitten seulonta ja uudelleen kierrätysjärjestelmään. Myöskin voidaan lisätä tällä tavoin eroitettu-10 jen rakeiden jälkikuivatus vaihe sopivampien kovuus arvojen saavuttamiseksi. Myös kovettumista auttavia aineita voidaan käyttää.

Myös näiksi toiminnoiksi, kuten yllä selostetun pyörivän 15 rummun vaihtoehtoisiksi ratkaisuiksi, tätä alaa tuntevat voivat valita minkä tahansa niistä hyvin lukuisista toiminta tavoista, joita tekniikan tasossa on ehdotettu, tai myöskin tukeutuen yllä mainitussa italialaisessa patenttihakemuksessa No. 19 363 A/87 oleviin tietoihin, jossa esi-20 tetty soveltuvilta osin sisällytetään tähän viitteeksi.

Seuraava keksintöä kuvaava ei-rajoittava esimerkki auttaa paremmin ymmärtämään esillä olevaa keksintöä, josta se esittää lisää yksityiskohtia.

: 25

Esimerkki

Kuviossa esitetyn juoksukaavion mukaisesti 1000 kg:n kal-siumnitraatti-virtsa-aine adduktia saamiseksi: 30 (A) Viivalta (1) astiaan (3) sulaa kalsiumnitraattia, jolla on seuraavat ominaisuudet:

Lämpötila = 135°C

kg = 500 35 Koostumus: CaiNO^^ = 79 1° painosta NH^NO^ = 6 % painosta H2O =15/^ painosta 7 104067 syötetään astiaan (3)° ' Viivalta (2) sulaa virtsa-ainetta, jolla on seuraavat omi naisuudet :

5 Lämpötila = 136°C

kg = 574.7

Koostumus: CO(NH2)2 = 98.8 $ painosta karbamoyylivirtsa-aine = 0.8 # painosta H2O = 0.4 f° painosta 10 tulee tähän reaktioastiaan (3).

(B) Reaktio tapahtuu reaktioastian (3) sisällä, ja samalla kehittyy lämpöä, joka poistetaan systeemistä vedellä jäähdytetyn kierukan (4) avulla.

15

Reaktioastian ulostulosta (5) saadaan kalsiumnitraatti-virtsa-aine adduktin liuos, jolla on seuraavat ominaisuudet: Lämpötila = 115 - 125°C

kg = noin 1075 20 Koostumus: CO(NH2)2 = 52.8 56 painosta

Ca(N0^)2 = 36.7 $ painosta NH^NO^ = 2.8 ia painosta karbamoyylivirtsa-aine = 0.4 $> painosta H20 = 7.2 1° painosta 25 (C) Syntynyt kalsiumnitraatti-virtsa-aine addukti liuos syötetään ohut-kerros turbokuivaajaan (6), jossa tapahtuu veden haihtuminen, ja ulostulosta (7) saadaan noin 180°C:n lämpötilassa oleva sula kalsiumnitraatti-virtsa-aine ad- 30 dukti, jonka kokoomuksen osoitettiin analysoimalla olevan ' ’ seuraava: C0(NH2)2 = 56.3 i° painosta

Ga(N0^)2 = 39.4 painosta NH^NO^ = 3.0 °β> painosta karbamoyylivirtsa-aine = 0.8 $ painosta 35 H20 = 0.5 1° painosta 8 104067

Turbokuivaajan vaippa pidetään kuumana kierrättämällä (8) noin 250°C:n lämpötilassa olevaa lämmönsiirto öljyä, ja turbokuivaajan sisäosan sisällä virtaa kuuman ilman virta (9), joka auttaa poistamaan höyryä massasta, jota vä-5 kevöidään.

(D) Sula tuote, jonka lämpötila on 180°C, johdetaan (12) rakeistakaan (11) tyhjennyspumpun (10) avulla, jäähdytetään sitten (14) huoneilmalla, niin että poistuvien rakeitten 10 lämpötila on alueella 80:sta 115°C:een. Ilma johdetaan sitten eroittimeen (15).

(E) Rakeistettu tuote seulotaan, jäähdytetään sen jälkeen leijukerroksessa (16), ja johdetaan välittömästi tämän jäl- 15 keen pakkausvaiheeseen (17).

Leijukerrokseen syötetty ilma (18) on kylmää ja kuivattua: lämpötila 10°C, ja kyllästetty 4°C:ssa.

20 Lopputuotteen ominaisuudet: Määrä = 1000 kg CO(NH2)2 = 56.2 fo painosta

Ca(N0^)2 = 39.4 % painosta NH^NO^ = 3.3 1° painosta : '25 Karbamoyylivirtsa-aine = 0„9 1° painosta i H20 = 0«2 7° painosta ! Kokonais N = 34.5 1° painosta i Nitraatti N = 7 1° painosta J Raekoon jakautuma = 95 ah alueen 2 - 30 4 mm sisällä

Rakeiden kovuus = 4000 g