NO121955B

NO121955B -

Info

Publication number: NO121955B
Application number: NO0236/70A
Authority: NO
Inventors: B Geertsema; M Willems
Original assignee: Stamicarbon
Priority date: 1969-01-23
Filing date: 1970-01-22
Publication date: 1971-05-03
Also published as: DE2002824C3; JPS4919260B1; BR7016257D0; BE744890A; DE2002824A1; FR2030228A1; ZA70334B; AT291312B; NL6901099A; NL159357B; GB1288333A; ES375779A1; DE2002824B2

Description

Fremgangsmåte for å redusere den dynamiske hygroskopisitet av ureakorn. Method for reducing the dynamic hygroscopicity of urea grains.

Nærværende oppfinnelse vedrorer en fremgangsmåte for å redusere den dynamiske hygroskopisitet for ureakorn ved å behandle disse korn med en oljelignende substans. The present invention relates to a method for reducing the dynamic hygroscopicity of urea grains by treating these grains with an oil-like substance.

Ved massetransport eller lagring i det fri i tropiske områder med hby relativ luftfuktighet opptrer den fare at urea i korn-form flyter ut ved en for stor vannopptagning, hvilket forer til en sterk bkning av sammenbakningstilboyeligheten og et tap av de frittflytende egenskaper. During bulk transport or storage in the open in tropical areas with high relative humidity, there is a danger that urea in granular form will flow out due to too much water absorption, which leads to a strong reduction in the possibility of caking and a loss of the free-flowing properties.

Terskelverdien for fuktighetsopptagelsen av urea ved 20°C er 77 % relativ luftfuktighet. Ved 40°C er denne verdi 63,5 % The threshold value for the moisture absorption of urea at 20°C is 77% relative humidity. At 40°C this value is 63.5%

relativ luftfuktighet. Det betyr at i varme land, hvor fuktig-hetsgraden for det meste overstiger denne verdi, opptar relative humidity. This means that in warm countries, where the degree of humidity mostly exceeds this value,

forpakket urea stadig vann og flyter tilslutt fullstendig ut. Ved denne opptagelse av fuktighet spiller to faktorer en rolle: 1. Den "dynamiske hygroskopisitet", hvormed forstås hastig-heten for vannopptagelse, og 2. den "hygroskopiske kapasitet". Med dette begrep er å for-stå den vannmengde som produktet formår å oppta uten tap av sine frittflytende egenskaper. packaged urea constantly water and finally flows out completely. In this absorption of moisture, two factors play a role: 1. The "dynamic hygroscopicity", by which is understood the speed of water absorption, and 2. the "hygroscopic capacity". This term means the amount of water that the product manages to absorb without losing its free-flowing properties.

For et masseprodukt som urea er særlig reduksjonen av den dynamiske hygroskopisitet av betydning for at det skal vare lenger, for utflytningstidspunktet nås og således at ureakornene kan lagres lengere, inntil de ved utskilling over bakken tilslutt fullstendig opplbser seg. I diagram 1 gjengir kurve 1 den dynamiske hygroskopisitet for ikke behandlede ureakorn med en midlere korndiameter på 1,7 mm i luft med en temperatur på 25°C og en relativ fuktighet på 80 %. På ordinaten er angitt vannopptagelsen i % og på abscissen den for denne opptagelse nodvendige tid. Fra kurve 1 på diagrammet gir seg at kornene allerede etter 25 timer kan inneholde 25 % vann, hvilket er meget uonsket. For a mass product such as urea, the reduction of the dynamic hygroscopicity is especially important for it to last longer, for the time of liquefaction is reached and so that the urea grains can be stored for longer, until they finally dissolve completely when secreted above the ground. In diagram 1, curve 1 represents the dynamic hygroscopicity of untreated urea grains with a mean grain diameter of 1.7 mm in air at a temperature of 25°C and a relative humidity of 80%. On the ordinate is indicated the water absorption in % and on the abscissa the time required for this absorption. From curve 1 on the diagram, it appears that the grains can already contain 25% water after 25 hours, which is very undesirable.

Fra det britiske patentskrift nr. 335.175 er allerede kjent en fremgangsmåte for å redusere sammenbakningstilboyeligheten hos kornede gjodningsmidler, bl.a. urea, idet man dekker kornene med en olje- eller fettlignende substans. Foretrukket er en mineralolje, som inneholder et fast, vannavstøtende stoff, som en voks, en paraffin, et fett eller et lignende fast, oljeopp-loselig stoff og da i en mengde på 10 til 20 % beregnet på oljemengden. Ifblge denne kjente fremgangsmåte kunne tilbøye-ligheten hos kornene til å bake seg sammen og tapet av de frittflytende egenskaper unngås. De i dette patentskrift anbefalte mengder gir i tropiske områder klart en utilstrekkelig beskyttelse. Skulle f.eks. en opplbsning av IO % paraffin i olje i en mengde på 0,5 til 1 %, beregnet på kornvekten, anvendes, så vil, slik som det gir seg fra kurve 2 i fig. 1, ved en temperatur på 25°C og en relativ fuktighet på 80 % i lbpet av 24 timer allerede 9 % og etter 4 ukers lagringstid 11,5 % vann opptas, hvilket er helt utillatelig. Blandes i stedet for paraffin et animalsk eller vegetabilsk fett med olje, så mangler enhver beskyttelse helt. At med fordel blandinger av voks, paraffin eller fett, opplost i mineralolje, kunne anvendes, nevnes ikke i dette britiske patentskrift. From the British patent document no. 335,175, a method is already known for reducing the possibility of caking in granular fertilisers, i.a. urea, covering the grains with an oil or fat-like substance. A mineral oil is preferred, which contains a solid, water-repellent substance, such as a wax, a paraffin, a fat or a similar solid, oil-soluble substance and then in an amount of 10 to 20% calculated on the amount of oil. According to this known method, the tendency of the grains to stick together and the loss of the free-flowing properties could be avoided. The amounts recommended in this patent clearly provide insufficient protection in tropical areas. Should e.g. a solution of 10% paraffin in oil in an amount of 0.5 to 1%, calculated on the grain weight, is used, so will, as it appears from curve 2 in fig. 1, at a temperature of 25°C and a relative humidity of 80% in the lbpet of 24 hours already 9% and after 4 weeks of storage time 11.5% of water is absorbed, which is completely unacceptable. If, instead of paraffin, an animal or vegetable fat is mixed with oil, then any protection is completely lacking. That mixtures of wax, paraffin or fat dissolved in mineral oil could be used with advantage is not mentioned in this British patent document.

I denne forbindelse skal det også bemerkes at en betraktelig okning av paraffinmengden, enten ved opplosning av mere paraffin i olje eller ved å behandle kornene med over 0,5 % til 1 % av en olje/paraffin-blanding er meget uonsket. Ved bruk av en for stor paraffinmengde kleber kornene lett til hverandre og blir også utilgjengelige for vann på bakken. In this connection, it should also be noted that a considerable increase in the amount of paraffin, either by dissolving more paraffin in oil or by treating the grains with more than 0.5% to 1% of an oil/paraffin mixture is very undesirable. If too much paraffin is used, the grains easily stick to each other and also become inaccessible to water on the ground.

Et slikt forslag beskrives i det britiske patentskrift ne 575.617 12g 12d5. Da gås det ut fra en olje, i hvilken en voks er blitt opplost. Oljen kan være en blanding av en vegetabilsk olje og en mineralolje. Eksemplene går ut fra en blanding med 20 til 50 % paraffin, mens kornene rores inn ved en temperatur på Such a proposal is described in the British patent document ne 575,617 12g 12d5. Then it starts from an oil, in which a wax has been dissolved. The oil can be a mixture of a vegetable oil and a mineral oil. The examples are based on a mixture with 20 to 50% paraffin, while the grains are stirred in at a temperature of

70°C i den smeltede blanding. Den samme ulempe viser frem-gangsmåten ifblge det nederlandske patentskrift nr. 81.030, etter hvilket ureakornene impregneres med en mineralolje, som samtidig inneholder minst 15 vekts-96 faste hydrokarboner. Hverken den etter teknikkens stilling kjente behandling av ureakorn med en opplosning av paraffin i olje eller en behandling av kornene med en opplosning av et fast fett i olje forer, også når for en slik behandling foreskrevne mengder anvendes, til den bnskede reduksjon av den dynamiske hygroskopisitet. 70°C in the molten mixture. The same disadvantage is shown by the method according to the Dutch patent document No. 81,030, after which the urea grains are impregnated with a mineral oil, which at the same time contains at least 15% by weight of solid hydrocarbons. Neither the treatment of urea grains with a solution of paraffin in oil nor a treatment of the grains with a solution of a solid fat in oil known according to the state of the art, even when prescribed amounts for such treatment are used, lead to the desired reduction of the dynamic hygroscopicity .

Oppgaven etter foreliggende oppfinnelse besto nå i å overtrekke ureakornene med et tynnest mulig middel, slik at kornene etter at de forst ble oppbevart 3 måneder i et lukket rom ved værelsetemperatur, etter 24 timers lagring i en eksikator ved en temperatur på 25°C og en relativ fuktighet på 80 % opptar mindre enn 5 vekts-% fuktighet. Dette krav går langt videre enn det som er nodvendig for reduksjon av sammenbakningstendensen hos kornene. The task according to the present invention now consisted in coating the urea grains with the thinnest possible agent, so that after the grains had first been stored for 3 months in a closed room at room temperature, after 24 hours of storage in a desiccator at a temperature of 25°C and a relative humidity of 80% absorbs less than 5% by weight of moisture. This requirement goes far beyond what is necessary to reduce the tendency of the grains to stick together.

Denne beskyttelse gir som bekjent de tynne paraffinskikt, som etter behandling ble tilbake på kornene. Dette skikt tjener As is well known, this protection provides the thin layers of paraffin, which remained on the grains after treatment. This layer serves

som sperremiddel for diffusjonen av vanndamp og vil på grunn av den lille tillatelige tykkelse - ca. 0,3 u - ha å tilfredsstille hoye krav med hensyn til tetthet, hvilket ved anvendelsen av de kjente fremgangsmåter åpenbart ikke er tilfelle i tilstrekkelig grad. Dessuten viser det seg at mellom paraffin og urea kan en addisjonsreaksjon inntre. I motsetning til hva det hevdes i as a barrier for the diffusion of water vapor and will, due to the small permissible thickness - approx. 0.3 u - have to satisfy high requirements with regard to density, which when using the known methods is obviously not the case to a sufficient extent. Furthermore, it turns out that an addition reaction can occur between paraffin and urea. Contrary to what is claimed in

det britiske patentskrift nr. 908.642 124 bg 18b3 svikter over-trekkshensiktsmessigheten merkbart ved denne addisjonsreaksjon. the British patent document No. 908,642 124 bg 18b3 fails the overdraft expediency noticeably in this addition reaction.

Ifolge oppfinnelsen er imidlertid nå et bedre og stabilere overtrekk mulig, hvis en mineralolje anvendes, som ved siden av 5 til 20 vekts-% fast paraffin også inneholder 1 til 15 vekts-% av et animalsk eller vegetabilsk fett eller en animalsk eller vegetabilsk olje, hvorved temperaturen for ureakornene som skal behandles, ligger mellom 30 og 65°C. Denne opplosning betegnes i det folgende som overtrekksmassen. According to the invention, however, a better and more stable coating is now possible, if a mineral oil is used, which, in addition to 5 to 20% by weight of solid paraffin, also contains 1 to 15% by weight of an animal or vegetable fat or an animal or vegetable oil, whereby the temperature for the urea grains to be treated is between 30 and 65°C. This solution is referred to in the following as the coating mass.

Det skal bemerkes at det ifolge den nederlandske patentansok-ning nr. 64.11244 er kjent å behandle ureakorn utelukkende med faste fettsyreglycerider. Det tilsiktes dermed utelukkende en reduksjon av kornenes sammenbakningstendens. It should be noted that according to Dutch patent application No. 64.11244 it is known to treat urea grains exclusively with solid fatty acid glycerides. The aim is thus exclusively to reduce the tendency of the grains to stick together.

De animalske eller vegetabilske fettarter eller oljer, som finner anvendelse ifolge oppfinnelsen i kombinasjon med den i olje opploste paraffin, kan formentlig tildeles to funksjoner som har en annen virkning enn hva som var å vente fra anvendelsen av ethvert av de i olje opploste stoffer alene. Disse funksjoner er: 1. Nedsettelse av grenseflatespenningen mellom paraffin og urea, slik at skiktet lettere lar seg fordele homogent over ureakornene, og 2. forsinkelse av addisjonsreaksjonen mellom paraffin og urea, hvorved virkningen av skiktet ikke lenger forulempes. The animal or vegetable fats or oils, which are used according to the invention in combination with the paraffin dissolved in oil, can probably be assigned two functions that have a different effect than what was expected from the use of any of the substances dissolved in oil alone. These functions are: 1. Reduction of the interfacial tension between paraffin and urea, so that the layer can more easily be distributed homogeneously over the urea grains, and 2. delay of the addition reaction between paraffin and urea, whereby the effect of the layer is no longer impaired.

Ved den her foreliggende overtrekning av ureakornene er flere aspekter av praktisk betydning og da: 1. en homogen fordeling av overtrekksmassen over kornene. Dette kan skje ved at man jevnt og ensartet besproyter kornene og/eller gjennomblander regelmessig i en overtrekks-trommel; 2. temperaturen for overtrekksmassen skal være tilstrekkelig hoy og nemlig IO til 20°C over storkningspunktet for massen for at ledningene og dysene ikke blir tilstoppet; 3. viskositeten for massen skal være så lav at den lar seg godt forstove. For dette er en temperatur på ca. 40°C tilstrekkelig; 4. ureakornene må ha en tilstrekkelig hoy temperatur. Ved en for lav temperatur ville nemlig en krystallisasjon av overtrekksmassen opptre, hvorved en fullstendig overtrekning av kornflåtene er utelukket. Det har vist seg at kornene med en temperatur på 30°C eller mer lar seg godt overtrekke. Ved en temperatur over 65°C suges paraffinen inn, hvorved samtidig en fremskyndet addisjonsreaksjon finner sted. Dessuten forblir produktet lengre klebrig. In the present coating of the urea grains, several aspects are of practical importance and then: 1. a homogeneous distribution of the coating mass over the grains. This can be done by evenly and uniformly spraying the grains and/or regularly mixing them through in a covering drum; 2. the temperature of the coating mass must be sufficiently high, namely 10 to 20°C above the solidification point of the mass, so that the lines and nozzles do not become clogged; 3. the viscosity of the mass must be so low that it can be easily steamed. For this, a temperature of approx. 40°C sufficient; 4. the urea grains must have a sufficiently high temperature. At a temperature that is too low, a crystallization of the coating mass would occur, whereby a complete coating of the grain floats is excluded. It has been shown that the grains with a temperature of 30°C or more can be coated well. At a temperature above 65°C, the paraffin is sucked in, whereby at the same time an accelerated addition reaction takes place. In addition, the product remains sticky for longer.

Som kjent kan som mineralolje anvendes mange arter billigere, fortrinnsvis luktefrie oljer. For et optimalt resultat er da en mengde på ca. 0,8 vekts-% beregnet på kornvekten tilstrekkelig. Som animalsk eller vegetabilsk olje eller fett kan tri-glycerider anvendes, slik som linolje, rapsolje, olivenolje, sojaolje eller animalske oljer, som klovolje, videre kokosfett, svinefett, oksetalg. Sistnevnte fettarter eller oljer kan eventuelt anvendes i hydrert form eller også i delvis polymeri-sert form. Blandingsforholdet mellom olje, paraffin og fett eller olje er ikke bundet til kritiske grenser. De optimale resultater viser seg når det gås ut fra en av 80 vekts-% mineralolje, 10 vekts-% paraffin og IO vekts-% fett eller olje bestående overtrekksmasse. Særlig sojaolje har vist seg gun- As is well known, many types of cheaper, preferably odorless, oils can be used as mineral oil. For an optimal result, a quantity of approx. 0.8% by weight calculated on the grain weight is sufficient. As animal or vegetable oil or fat, triglycerides can be used, such as linseed oil, rapeseed oil, olive oil, soya oil or animal oils, such as clove oil, further coconut fat, lard, beef tallow. The latter types of fats or oils can optionally be used in hydrated form or also in partially polymerized form. The mixing ratio between oil, paraffin and fat or oil is not bound to critical limits. The optimum results are shown when starting from a coating compound consisting of 80% by weight mineral oil, 10% by weight paraffin and 10% by weight fat or oil. Soybean oil in particular has proven beneficial

stig som andel i overtrekksmassen. rise as a proportion of the coating mass.

Behandlingen av ureakornene med en mineralolje, som foruten 5 til 20 vekts-% fast paraffin inneholder ennå 1 til 15 vekts-% av et animalsk eller vegetabilsk fett eller en animalsk eller vegetabilsk olje, kan også være del av en fremgangsmåte for korndannelse av urea fra en i en olje av nevnte sammensetning foreliggende smelte. The treatment of the urea grains with a mineral oil, which, in addition to 5 to 20% by weight of solid paraffin, also contains 1 to 15% by weight of an animal or vegetable fat or an animal or vegetable oil, can also be part of a process for grain formation of urea from a melt present in an oil of said composition.

Oppfinnelsen forklares ytterligere ved de folgende eksempler. The invention is further explained by the following examples.

EKSEMPEL 1 EXAMPLE 1

Friske, fra produksjonen uttatte ureakorn ble siktet til frak-sjonen 0,1 til 3,4 mm. 2 kg av disse korn ble derpå ved en temperatur på 40°C i en dreietrommel påsproytet en nærmere angitt overtrekksmasse i en mengde på 0,8 vekte-%. De overtrukne korn ble lagret 4 uker, henh. 12 uker ved værelsetemperatur i et lukket rom og derpå oppbevart i en eksikator ved 25°C og en relativ fuktighet på 80 % i 24 timer. Det ble hver gang fore-tatt 10 bestemmelser, hvis middelverdi er de folgende: Fresh urea grains removed from production were sieved to the fraction 0.1 to 3.4 mm. 2 kg of these grains were then sprayed on at a temperature of 40°C in a rotating drum with a coating composition specified in more detail in an amount of 0.8% by weight. The coated grains were stored for 4 weeks, acc. 12 weeks at room temperature in a closed room and then stored in a desiccator at 25°C and a relative humidity of 80% for 24 hours. 10 determinations were made each time, the mean value of which is the following:

I fig. 1 er med kurvene 1, 2 og 3 fuktighetsopptagelsen for ikke behandlet urea og for med 90 % olje og 10 % paraffin henh. med 80 % olje, 10 % paraffin og 10 % fett behandlet urea gjen-gitt. In fig. 1 is with curves 1, 2 and 3 the moisture absorption for untreated urea and for with 90% oil and 10% paraffin acc. with 80% oil, 10% paraffin and 10% fat treated urea reproduced.

EKSEMPEL 2 EXAMPLE 2

Dette forsok er en etterapning av en med skip foreliggende massetransport av urea til tropiske områder. This attempt is an imitation of an existing mass transport of urea to tropical areas by ship.

For dette ble benyttet to glass-sylindere med en diameter på 6,5 cm og en lengde på 20 cm. Den ene sylinder ble fyllt med ikke behandlet urea, den andre inneholdt urea som var blitt overtrukket med en av 80 vekts-% olje, 10 vekts-% paraffin og 10 vekts-% sojaolje bestående middel, som angitt i eksempel 1. Begge sylindere ble oppbevart ved 23°C i en fuktig atmosfære med en relativ fuktighet på 90 %. Ved daglig veining av begge sylinderene kunne den dynamiske hygroskopisitet beregnes. Se her kurve 4 i fig. 2 for ikke behandlet og kurve 5 for behandlet urea. I denne figur er på ordinaten fuktighetsopptagelsen i % og på abscissen den for denne opptagelse nodvendige tid angitt. For this, two glass cylinders with a diameter of 6.5 cm and a length of 20 cm were used. One cylinder was filled with untreated urea, the other contained urea which had been coated with a composition consisting of 80 wt% oil, 10 wt% paraffin and 10 wt% soybean oil, as indicated in Example 1. Both cylinders were stored at 23°C in a humid atmosphere with a relative humidity of 90%. By daily weighing of both cylinders, the dynamic hygroscopicity could be calculated. See here curve 4 in fig. 2 for untreated and curve 5 for treated urea. In this figure, the moisture uptake in % is indicated on the ordinate and the time required for this uptake is indicated on the abscissa.

Claims

1. Process for reducing the dynamic hygroscopicity of urea grains by treating these grains with an oil-like substance, characterized in that the urea grains are treated with an agent consisting of a mineral oil, 5 to 20% by weight solid paraffin and 1 to 15% by weight of an animal or vegetable fat or of an animal or vegetable oil, the temperature for the urea grains to be treated being between 30 and 65°C.

2. Method according to claim 1, characterized in that approx. 0.8% by weight of mineral oil, calculated on the grain weight, is used.

3. Method according to claims 1-2, characterized in that the urea grains are treated with an agent consisting of approx. 80% by weight mineral oil, 10% by weight paraffin and 10% by weight vegetable oil, especially soya oil.