NL8102957A - Werkwijze voor het bereiden van ammoniumnitraatbevattende granules met hoog stortgewicht, alsmede granules verkregen met deze werkwijze. - Google Patents

Description

» *·· Λ * * UNIE VAN KUNSTMESTFABRIEKEN B.V. 3294

Uitvinders: Stanislaus M.P. MUTSERS te Geleen Cornells HOEK te Nieuwstadt Gerardus M.C. WAGEMANS, te Haelen

WERKWIJZE VOOR HET BEREIDEN VAN AMMONIUMNITRAATBEVATTENDE GRANULES MET HOOG STORTGEWICHT, ALSMEDE GRANULES VERKREGEN MET DEZE WERKWIJZE

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het bereiden van ammoniumnitraatbevattende granules met hoog stortgewicht uitgaande van een caleiumnitraat en ammoniumnitraatbevattende vloeibare samens telling.

5 Een dergelijke werkwijze is bijvoorbeeld beschreven in het GB

octrooischrift 1.136.019, waarbij een praktisch watervrije, magnesium-en/of calciuanitraatbevattende ammonlumnitraatsaelt door prillen in korrelvorm wordt gebracht.

Een nadeel van deze werkwijze is, dat men blj een prilproces vrij 10 beperkt is in de korrelgrootte van het produkt. Zo vereist de bereiding van korrels met een diameter van bijvoorbeeld meer dan 3 mm toepassing van een zeer hoge priltoren of een extreem geforceerde koeling van de vallende druppels. Dear de vraag naar korrel met grotere diameter toeneemt (vooral voor zogenaamde bulk-blends) en er behoefte is aan 15 verkwijzen met een grote flexibiliteit qua korrelgrootte van produkt, bijvoorbeeld tot 6 mm, is een prilmethode minder aantrekkelijk.

Een ander nadeel van de bovengenoemde werkwijze is, dat het voor het verkrijgen van korrels met hoog stortgewicht vereist is uit te gaan van een praktisch watervrije smelt* 20 Een werkwijze, waarbij een produkt met grotere korreldiameter verkregen kan worden, is bekend uit de Nederlandse Octrooiaanvrage 79.02086. Hierbij wordt een ammoniumnitraatbevattende oplosslng, die maximaal 20 gew.%, in het bijzonder 5-10 gew.% water en 0,5-3 gew.% magnesiumnitraat bevat, versproeid over een gefluidiseerd bed van 25 ammoniumnitraatkerndeeltjes, die een temperatuur tussen 120 en 135 °C hebben, waarna de uit het bed afgevoerde granules zodanig langzaam worden gekoeld, dat zij in het traject tussen 70 en 50 °C nagenoeg homogeen van temperatuur blijven.

Een nadeel van deze bekende werkwijze is, dat het gerede produkt een 30 vrij hoog watergehalte (circa 0,3 gew.%) heeft. Granules met een derge-lijk hoog watergehalte vertonen bij opslag een verhoogde n^iging tot samenbakken en een slechter hygroscopisch gedrag, waardoor het in het 8102957 ____ _ * s * \ 2 algemeen noodzakelijk is een vrij grote hoeveelheid bekledingsmiddel op de granules aan te brengen. Bovendien kan bij een dergelljk produkt praktisch geen bulkopslag of -verzending worden toegepast, dock dient dit in afgesloten zakken te gebeuren.

5 Een ander nadeel van deze werkwijze is, dat de granules in het traject 70 * 50 °C langzaam gekoeld dienen te worden, waardoor voor een gegeven hoeveelheid produkt een relatief grote koelinstallatie vereist is. Bovendien lmpliceert deze koelmethodiek, dat meerdere, in het algemeen drie verschillende koelstappen benodigd zijn (έέη >70 °C, een van 10 70 ·> 50 *C, €en <50 eC). Tenslotte heeft deze bekende werkwijze nog het nadeel, dat de flexibiliteit van het proces, bijvoorbeeld qua hoeveelheid teruggevoerd materiaal, en daardoor van produktiecapaciteit, beperkt wordt door het dwingend voorgeschreven enge temperatuurstraject van het bed van kerndeeltjes.

15 Volgens een andere bekende werkwijze (zie het GB

Octrooischrift 990.487) wordt een, eventueel calcium-, magnesium- of aluminiumnitraat bevattende, ammoniumnitraatoplossing of -smelt via het zogenaamde koud spherodizerproces omgezet tot korrels. Hierbij wordt afhankelijk van hat watergehalte van de ammoniumnitraatvoeding een meer 20 of minder poreus produkt verkregen. Zo wordt uitgaande van een 99,8 % ige smelt bij een bedtemperatuur van 108 °C een produkt met een stortgewicht van circa 910 g/1, en uitgaande van een 95 %-ige oplossing en een bedtemperatuur van 106 °C een produkt met een stortgewicht van circa 835 g/1 verkregen. Een nadeel van deze bekende werkwijze is, dat 25 het stortgewicht van het produkt vrij laag is, speciaal indien van een ammoniumnitraatoplossing wordt uitgegaan.

De uitvinding voorziet nu in een werkwijze, waarbij de bovengenoemde nadelpn geheel of grotendeels opgeheven zijn en waarbij een granulair produkt verkregen wordt, dat een zeer hoog stortgewicht 30 ( >950 g/1) en een extreem laag watergehalte (<0,1 gew.%, in het blj- zonder < 0,05 gew.Z) heeft.

Dit wordt volgens de uitvinding hierdoor bereikt, dat men een ammoniumnitraatbevattende vloeibare samenstelling, die maximaal 15 gew.% water en 0,3 - 3,5 gew.% calciTimnitraat, berekend ten opzichte van de 35 hoeveelheid ammoniumnitraat, bevat met een temperatuur tenminste 5 °C boven de krlstallisatietemperatuur versproeit met behulp van een luchtstroom, die een temperatuur heeft ongeveer gelijk aan of lets lager 81 02 95 7 4 3 dan die van de vloeibare samenstelling, in een zodanige hoeveelheid dat de massaverhouding lucht : vloeibare samenstelling 1 : 1 tot 1:3 bedraagt, in een gefluidiseerd bed van amaoniumnitraatbevat tende kern-deeltjes met een temperatuur tussen 95 en 145 °C, en men de gevormde 5 granules uit het bed afvoert.

Volgens de uitvinding past men een vloeibare ammoniumnitraat-bevattende samenstelling toe, die tot 15 gew.% water kan bevatten.

Indien men uitgaat van een samenstelling met een hoog watergehalte, bij-voorbeeld meer dan 5 gew.%, in het bijzonder 5-10 gew.% past men een 10 bedtemperatuur boven 115 eC, meer in het bijzonder 120-140 °C toe. Een voordeel hiervan is, dat men kan uitgaan van een minder geconcentreerde voeding, vat een besparing van indampkosten met zich brengt.

Indien men uitgaat van een voeding met een laag watergehalte, bijvoor-beeld minder dan 3 gew.%, in het bijzonder minder dan 1 gew.%, past men 15 bij voorkeur een bedtemperatuur toe tussen 95 en 115 °C, meer in het bijzonder 100-110 *C.

Een voordeel van deze uitvoeringvorm is, dat men het fluidisatiegas niet of nauwelijks hoeft v66r te verwarmen.

De hoeveelheid calciumnitraat in de vloeibare samenstelling 20 bedraagt bij voorkeur 0,5-1 gew.% berekend ten opzichte van de hoeveelheid ammoniumnitraat. Men kan het calciumnitraat als zodanig aan een ammoniumnitraatbevattende smelt of -oplossing toevoegen, ofwel aan het uitgangssalpeterzuur of het na ammoniering en eventuele indamping resulterende ammoniumnitraat calciumoxide of een calciumzout, dat in 25 situ onder vorming van calciumnitraat reageert, toevoegen.

De temperatuur van de vloeibare samenstelling dient terrainste 5 °C boven de kristallisatietemperatuur van de samenstelling te liggen, en dient in het algemeen lager te zijn dan de temperatuur, waarbij deze bij atmosferische druk kookt. Hit veiligheidsoverwegingen worden tem-30 peraturen boven circa 180 °C vermeden.

Het versproeien van de samenstelling wordt op bekende wijze, bijvoorbeeld in een tweefasensproeier uitgevoerd. Bij voorkeur wordt de samenstelling lateraal in het bed gesproeid ongeveer loodrecht op de stromingsrichting van het fluidisatiegas. Dit laatste wordt van beneden 35 naar boven door het bed van kernen gevoerd met in het algemeen een superficiele snelheid, die ongeveer twee maal de minimale fluidisa-tiesnelheid bedraagt. Onder minimale fluidisatiesnelheid wordt verstaan 81 02 95 7 1 ·% 4 de minimale snelheid, welke voldoende is on het gewicht van de kernen in het bed te dragen (bij NH4NO3 met een gemiddelde deeltjesgrootte van 3 mm bedraagt deze circa 1,2 m/sec).

De temperatuur van het fluidisatiegas (lucht) kan varieren, 5 bijvoorbeeld 20-170 °C. In het algemeen kiest men deze zodanig, dat in relatie met de temperatuur van de kernen, de gewenste bedtemperatuur verkregen wordt.

Als kernen past men.bij voorkeur de na zeven van de uit het bed afgevoerde granules resulterende te grote en te kleine fractie toe, 10 welke te grote fractie eerst gebroken wordt. Desgewenst kan nen tevens een gedeelte van de produktfractie na breken terugvoeren.

De hoeveelheid teruggevoerd materiaal kan varieren, en is bij voorkeur zodanig, dat de gewichtsverhoudlng teruggevoerd materiaal : ingevoerde vloeibare samenstelling 1 : 1 tot 1 : 2 bedraagt. De diameter van de 15 ingebrachte kernen kiest men bij voorkeur tussen 0,75 en 1,25 mm.

De hoogte van het bed bedraagt in het algemeen 0,5 tot 1,0 m.

Indien men een hoge bedtemperatuur wenst, kan men het fluidisatiegas v66rverwarmen en zal men het teruggevoerde materiaal in het algemeen niet afkoelen. Het fluidisatiegas kan v66rverwarmd worden door 20 warmte-uitwisseling met de produktgranules na zeven.

Voor het verkrijgen van een lage bedtemperatuur kan men koud fluidisatiegas toepassen en/of het teruggevoerde materiaal koelen.

De uit het bed afgevoerde granules kan men direkt zeven, en vervolgens de produktfractie koelen, ofwel eerst koelen en vervolgens 25 zeven en desgewenst de produktfractie verder koelen.

Daar gebleken is, dat bij een snelle koeling van de granules een produkt met een verhoogd stortgewicht resulteert, past men bij voorkeur een snelle koelmethodiek, in het bijzonder een fluidbedkoeling, toe. Dit heeft het voordeel, dat men met koelapparatuur van betrekkelijk geringe 30 omvang kan volstaan.

In de fluidbedkoeler(s) wordt bij voorkeur geconditioneerde lucht van omgevingstemperatuur of lets hoger toegepast, terwijl de uit de koeler ontwijkende, verwarmde lucht met voordeel kan worden toegepast als fluidisatielucht voor het bed van deeltjes.

35 De uit het gefluidiseerde bed ontwijkende lucht kan op bekende wijze worden gezuiverd van stofdeeltjes, bijvoorbeeld door wassen met water of een: verdunde, ammoniumnitraatbevattende oplossing.

81 02 95 7 5

De na zeven en koelen resulterende produktgranules kunnen op bekende wijze verder behandeld worden, bijvoorbeeld voorzien worden van een bekledingsaiddel. Een droging is bij het produkt verkregen bi j de onderhavige werkwijze niet nodig. Wei kan het van belang zijn on de 5 granules, eventueel v66t het koelen, aan een regelmatig rollende beweging in een draaiende trommel te onderwerpen, waardoor een verdere verhoging van het stortgewicht verkregen wordt, zoals is beschreven in de niet vddrgepubliceerde Nederlandse Octrooiaanvrage 81.00517.

Hoewel de onderhavige werkwijze speciaal van belang is voor 10 het bereiden van aomoniumnitraatgranules, kan zij ook worden toegepast voor het bereiden van granules, die, naast aaaoniumnitraat en calciuanitraat, nog andere coaponenten bevatten, zoals vulstoffen (mergel of doloaiet), sporeneleaenten, agrocheaicalien (herbicides, etc.) en kunstaestzouten. Het is van bijzonder voordeel in de te 15 versproeien vloeibare saaenstelling een theraische stabilisator voor aamoniuanitraat op te nenen, bijvoorbeeld een fijnverdeeld, onoplosbaar, inert siliciuaoxide bevattend materiaal, zoals is beschreven in de niet-voorgepubliceerde Nederlandse Octrooiaanvrage 81.02958

De uitvinding wordt nader toegelicht in de volgende 20 voorbeelden.

Voorbeeld 1

Aan een cirkelvoraige fluidbedgranulator (diameter 45 ca) voorzien van een geperforeerde bodea, die een bed van NH4N03-kemdeeltjes (geaiddelde diaaeter 3,05 aa; hoogte bed 40 ca) 25 bevatte, ward continu met behulp van een krachtige luchtstrooa via een tweefasensproeier een vloeibare NH4N03~saaenstelling toegevoerd, die lateraal in het bed versproeid werd.

De saaenstelling bevatte 0,31 gew.% calciumnitraat, berekend als calciuaoxide ten opzichte van aaaoniuanitraat.

30 Het bed (teap. 128 °C) werd gefluidiseerd met behulp van een opwaartse luchtstrooa aangevoerd via de bodeaplaat.

Via een overloop warden continu granules afgevoerd naar een zeef en daar gescheiden in een fijne fraktie (<2 na), een produktfraktie (2-4 na) en een grove fraktie ( >4 na). Deze laatste werd op een walsenbreker 35 gebroken en continu tesaaen met de fijne fraktie naar het bed teruggevoerd.

81 02 957 -f 6

De produktfraktie werd in. een fluidbedkoeler snel afgekoeld tot circa 35 “C. Een gedeelte van dit produkt werd vijfmaal verhit en gekoeld tussen 15 en 50 °C.

De toegepaste procesomstandigheden alsmede de eigenschappen van het 5 verkregen produkt en het produkt na 5x cyclen zijn samengevat in onderstaande tabel.

Voorbeeld 2 t/m 10

Op dezelfde wijze als in voorbeeld 1 wetden vloeibare NH4N03-samenstellingen, die calciumnitraat bevatten, gegranuleerd in een 10 gefluidiseerd bed van NH4N03-kerndeeltjes.

Bij de voorbeelden 4, 5 en 6 was aan de NH4NO3 smelt, een hoeveelheid fijnverdeeld calciumcarbonaat toegevoegd.

De resultaten zijn eveneens samengevat in de onderstaande tabel· 81 02 95 7 -7- *- Η» s §*SsSs ai ®.|· ,· «IlsisSv, s!-s m in^H on o« 5 <n tn ο o *1**1» o^o ON So^SSS 2 2 ei o“ , 2oSE2<rO«n| « ·* « o cm _ 0£cn ^ N§ S S HgoSSS eS- CO 2 0*2 SSiC SS N o* 1 n <=>*£ inn-tONO <n^*<n O ON Λ I» o on on tn 00 ^ ® ® 23 12 —. i£? . . S 3 S -o tn c> cn cm ο Λ t*. 2ο2ον2£ 2 2 cm 0 1 «η o <* § 2 «r 0" cm o* ^ ^ ο M3 Λ

_ . a _1 «000 O Ifl N O

® 22 “1 vr °-S 000 *1® °« tn 2.*

VO 2θ2<*2£ CM t CM fflOWNHOONO <f M

in cv ol Ο Ρ» COON _ 005 1Λΰ- _ in S in - 0 tn 0 p·» on 0 0

tn 2ο2σ!22 Si N 1 cm no*el«2no*HO m n. S

a tn _ o<c co vo mtn-tf 0 0 2 «3· in oo ο® 2* n °*S co Ο Ό 2 5s

<· 2o2on 2 2 2^ cm I C»J nooNNHsrONO

0 ocnco *1,. _ 22 S § «« NO n ^.n^oinS®.® 0 -m «η 2 sf 2 <£ 2 £ 22 CM ο I ηοσΝΦΗΡίΟΝΟ ^ vo cm tn σ> Λ o © c* sf tn 0 tn 5j o „ SvSsis So 2 :- , a§ls§a5«*e s„*a ο © Q O O' <—i CM O' Otnco 0 ®ON^_ Ort 2 s 2v *Ί SP ® ® tn 0 in 2v® ® 0 -tn

^ 2si-2o;2£ 2 rH CM Ο I noSeNHnotno N

w ~ u of ^ ? *1 *5 § -2 5 g 8 % «* « £ g£ a - & eco^oo^w «» ft * 5S -S? fl (U w w 0 J5 ϋ 0} Ν» CN ? v T1* ?! vrt ν-ή 3 co g o ^ ^ A.

S — — Γ] j Jj wen MN nv^fl h Cl. g h 'n Ans

rr Ο /-v OWO 1)T3 O CO W 'W · i—( *rl M <0 O U Jj S

S, SmS « 0 23 was 0 g'v.coeo n-' >n « 0 w 2 2¾ ΪΓ, q 3 ® S tc ji £ ,a 0 .a S^sf^dfSS. « 2 «0 « « a w Sb" mmv o aj ~ a> g euS 2H ¢8 gu 3su O O-H'-' OH «Η ·Η X , «Η g S.s#r.*2 3 ch * 0 w g a « w w m i) w 5 4j w jj ο Ό 1) Ό Ό ·β ai)O η a 6ΐ1)ίδβ*)βι JO H ®* Jj t. m s 2 ϊ _! _ί_ί —3 -j _ί ο »3 aiwooo^vi s-ι g ^ h v 8 l-2-SB3*3 5'“3 5 833*«3 ““ffflI 311f 3jS?l

ft (U »M]«ai «OS · « 3 O a 1) *1) HBii'UgjiJi lv/6 3.K I S

Z U ftl a> i>Nft>NOH > » > I KH ο HI Ϊ ^ ·3 g « 3 Ο O SO SO 00608« 60S 3 <U S 1) OHOOH£«HOH 8222 O l4<UcMCJ01)OJil)OJiWi-IOOOO 5 ^ ni W O ¢) iH in 5 n ft 2 8 > pi U |t U £ tJ 3 4J £S CO <4-1 Xi 'w' £t Ρ!θϊΒ>ιΜ£ΟΟι!ί ^ ^ O > 81 02 95 7

Claims (11)

1. 2. Werkwi jze volgens conelusie 1, met het kenmerk, dat men een ammo- nlumnitraatbevattende smelt met maximaal 3 gew.% water versproeit in een bed van kemen met een temperatuur tusen 95 en 115 eC.
2. 3. Werkwi jze volgens conelusie 2, met het kenmerk, dat men een ammoniumnitraatbevattende smelt met maximaal 1 gew.% water versproeit 20 in een bed van kernen met een temperatuur tusen 100 en 110 °C. ·. . /
3. 4. Werkwi jze volgens conelusie 1, met het kenmerk, dat men een ammoniumnitraatbevattende oplossing met meer dan 5 gew.% water versproeit in een bed van kernen met een temperatuur boven 115 eC. 25 5* Werkwijze volgens conelusie 4, met het kenmerk, dat men een ammo niumnitraatbevattende oplossing met 5-10 gew.% water versproeit in een bed van kernen met een temperatuur van 120-140 °C.
4. 6. Werkwijze volgens een der conclusies 1-5, met het kenmerk, dat men een ammoniumnitraatbevattende vloeibare samenstelling toepast, die 30 0,5 - 1,0 gew.% calciumnitraat, berekend ten opzichte van de hoeveelheid ammoniumnitraat, bevat.
5. 7. Werkwijze volgens een der conclusies 1-6, met het kenmerk, dat men als fluidlsatiegas lucht toepast, die van beneden naar boven door het bed stroomt met een superficiele snelheid, die ongeveer tweemaal 35 de minimale fluidisatiesnelheid bedraagt. 8102957 5- , - V* 4 *
6. 8. Werkwijze volgens een der conclusies 1-7, met het kenmerk, dat men de uit het bed afgevoerde granules dlrekt of na seven snel afkoelt met behulp van een of meerdere fluidbedkoelers.
7. 9. Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat men het uit de 5 fluidbedkoeler(s) ontwijkende gas tenminste gedeeltelljk toepast als fluldlsatlegas voor het bed van keraen.
8. 10. Werkwijze volgens een der condusies 1-9, met het kenmerk, dat de te versproelen aaaoniumni traatbevat tende vloelbare samenstelling tevens een of meerdere vulstoffen, sporenelementen, agrochemicalien, the ΓΙΟ mische stabillsatoren en/of kunstmestzouten bevat.
9. 11. Werkwijze volgens conclusie 1, in hoofdzaak zoals beschreven en in de voorbeelden nader toegelicht.
10. 12. Ammoniumnitraatbevattende granules verkregen onder toepassing van de werkwijze volgens een of meer der voorgaande conclusies.
11. 15 JJM/WR 81 02 95 7