NO154683B - Fremgangsmaate for fremstilling av granuler inneholdende urea som hovedkomponent og gjoedningsblandinger av slike granuler. - Google Patents

Description

NL-patentsøknad nr. 78 06213 viser en fremgangsmåte for fremstilling av urea granuler. Fremgangsmåten omfatter sprøyting av en vandig urealøsning inn i en fluidisert bed av ureapartikler ved en temperatur ved hvilken vannet fra løsningen som sprøytes på partiklene fordamper og hvor urea størkner på partiklene, hvorved det dannes granuler av ønsket størrelse som kan være 25 mm eller mer. Den vandige urealøsning har en konsentrasjon på 70-99,9 vektprosent, fortrinnsvis 85-96 vektprosent. Løsningen sprøytes inn i form av svært fine dråper som har en midlere diameter på 20-120 mikron. Ettersom en slik prosess vil gi heller store mengder støv, tilsettes urealøsningen et krystallisasjonsforsinkende middel, fortrinnsvis et vannløselig addisjons- eller kon-densasjonsprodukt av formaldehyd og urea, og derved under-trykkes nesten fullstendig dannelsen av støv under granuler-ingen. Nærvær av det krystallisasjonsforsinkende middel resulterer i at granulene forblir plastiske under sin opp-byqging, slik at det på grunn av rotasjon og/eller støt under granuleringsdannelsen formes mekanisk sterke, glatte og runde granuler. Slik fremstilte granuler har en høy knusestyrke, høy motstand mot støt og liten tendens til å danne støv når de gnis sammen. Dertil kaker ikke granulene sammen, selv når de lagres for lengre tid, på tross av at urea har en høy naturlig kakningstendens.

Det er kjent gjødningsgranuler som i tillegg til urea inneholder en eller flere andre gjødninger. Slike granuler kan fremstilles i en fluidisert bed ved granulering av en vandig urealøsning som inneholder en eller flere andre gjødninger i løsning og/eller suspensjon.

Eksempler på gjødninger som ofte bearbeides til granuler sammen med urea, er ammoniumsulfat, ammoniumdihydrogenfosfat og diammoniumhydrogenfosfat. Granuler som inneholder urea og ammoniumfosfat, anvendes for gjødsling av jorder som har et lavt innhold av svovel, og granulene inneholder ofte opptil 40 vektprosent, og fortrinnsvis 15-20 vektprosent ammoniumsulfat. Granuler som inneholder urea og ammoniumdihydrogenfosfat eller diammoniumhydrogenfosfat, fremstilles ofte etter forbrukerens spesifikasjoner, og han krever en viss prosent av fosfat i granulene. Andre gjødninger er også av og til fremstilt med urea i granulene.

Man har nå funnet at visse magnesiumforbindelser er gode krystallisasjons forsinkende midler for urea og at granuler fremstilt ved granulering av urealøsninger som inneholder slike krystallisasjonsforsinkende midler har helt spesielle egenskaper, også hvis urealøsningen inneholder en eller flere andre gjødninger i suspensjon eller løsning.

Oppfinnelsen vedrører følgelig en fremgangsmåte for fremstilling av granuler inneholdende urea som hovedkomponent, ved sprøytning av en vandig urealøsning med en ureakonsentrasjon på 85-98 vektprosent, og hvor løsningen i form av svært fine dråper med en midlere diameter mellom 20-120 mikron sprøytes inn i en fluidisert bed av ureapartikler ved en temperatur hvor vannet i løsningen eller suspensjonen som sprøytes på partiklene fordamper og hvor urea eller en gjød-ning inneholdende urea som hovedkomponent størkner på partiklene under dannelse av granuler av ønsket størrelse. Til løsningen settes et krystallisasjonsforsinkende middel, og løsningen kan eventuelt inneholde andre gjødninger slik som ammoniumsulfat, ammoniumdihydrogenfosfat og diammonium-hydrogenfosf at i løsning eller suspensjon. Det spesielle ved fremgangsmåten er at det som krystallisasjonsforsinkende middel .anvendes magnesiumhydroksyd, et uorganisk magnesiumsalt eller en blanding av slike forbindelser i en mengde som er ekvivalent til 0,1-1 vektprosent MgO, beregnet på mengden urea i løsningen.

Det er overraskende blitt funnet at nærvær av magnesiumhydroksyd og/eller et uorganisk magnesiumsalt under granuler-ingen av en ureainneholdende løsning i fluidisert bed resulterer i at oppbygningen av granuler fungerer godt, og at dannelsen av støv hindres eller minimaliseres. Videre har de resulterende granuler høy knusestyrke, høy tilsynelatende spesifikk vekt og i de fleste tilfeller redusert kakningstendens, i en enkelte tilfeller kaker ikke granulene sammen selv ved lengre tids lagring. Et ytterligere meget viktig trekk er at granuler fremstilt ifølge oppfinnelsen er forenlige med enkel- eller trippel-superfosfatgranuler (henholds-vis SSP og TSP), som gjør dem anvendbare for bulkblanding med disse fosfatgjødninger.

Konvensjonelle ureagranuler er kjent for å være uegnede til bruk i heterogene, binære og ternære gjødningsblandinger, slik som NP- eller NPK-blandinger, ved bulkblanding med billig enkel- eller trippel-superfosfat ettersom slike ureagranuler er uforenlige med disse fosfater. Blandinger av slike ureagranuler med enkel- eller trippel-superfosfatgranuler blir flytende etter en tid og danner en uhåndterlig og ubrukbar gjørme. Ifølge en artikkel som ble presentert av G. Hoffmeister og G.H. Megar under "The Fertilizer Industry Round Table" i Washington D.C. den 6. november 1975, er grunnen til denne uforenbarhet en reaksjon ifølge ligningen: Ca(<H>2P04)2.H20 + 4CO(N<H>2)2Ca(H2P04)2.4CO(NH2)2<+><H>2<0>

På grunn av reaksjonen av 1 mol monokalsiumfos fatmonohydrat, hovedkomponenten av SSP og TSP, med 4 mol urea, dannes det en urea monokalsiumfosfat adduct, og derved frigjøres 1 mol vann. Ettersom denne adduct er meget løselig, løses den straks i det vannet som frigjøres og resulterer i en løsning med stort volum som fukter granulene i blandingen og fører til at reaksjonen fremskrider enda hurtigere. Det er ikke kjent noen kommersielt aksepterbare midler for å gjøre urea forenlig med SSP og TSP. Faktisk er de dyrere fosfatgjød-ninger som monoammoniumfosfat og diammoniumfosfat hittil blitt brukt ved bulkblanding med urea.

Granuler fremstilt ifølge oppfinnelsen, og som inneholder urea som hovedkomponent, er imidlertid forenlige med SSP- og TSPgranuler i alle forhold, og dette gjør dem anvendbare for bulkblanding med slik fosfatgjødninger.

Eksempler på uorganiske magnesiumsalter egnet for bruk i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, er magnesiumklorid, magnesiumsulfat, magnesiumnitrat, magnesiumkarbonat og basisk magnesiumkarbonat. Magnesiumhydroksydet eller det uorganiske magnesiumsalt settes til den ureainneholdende løsning eller suspensjon som skal granuleres, og da i mengder ekvivalent til 0,1-1 vektprosent MgO, fortrinnsvis 0,4-1 vektprosent MgO, beregnet på innholdet av faststoffer i løsningen eller suspensjonen. Proporsjoner på mer enn 1,5 vektprosent, beregnet som MgO, er ikke skadelige, men gir ingen spesielle fordeler. Additivene kan settes til den ureaholdige løsning eller suspensjon som skal granuleres, i form av pulver eller i form av en vandig løsning eller suspensjon.

Granulene kjøles fortrinnsvis til 30°C eller lavere etter sin dannelse, f.eks. ved hjelp av en luftstrøm hvis fuktig-hetsinnhold fortrinnsvis er blitt redusert slik at granulene under kjølingen ikke absorberer noe fuktighet fra den kalde luften.

Oppfinnelsen vedrører også forenlige, heterogene gjødnings-blandinger av ureainneholdende granuler fremstilt ifølge oppfinnelsen, med SSP- oa TSP-granuler og, om ønsket, en eller flere andre granulære gjødninger.

Generelt er en kaliumgjødning, slik som KC1, inkludert i blandingen i tillegg til granuler inneholdende urea og SSP- eller TSP-granuler. Partikkelstørrelsen til kom<p>onentene som skal blandes, bør tilpasses hverandre for å hindre seg-regering av blandingen.

Utgangsmaterialet brukt ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, er en vandig løsning med en ureakonsentrasjon på 85-98 vektprosent. Ved granulering av urea sammen med en eller flere andre gjødninger, anvendes det fortrinnsvis en urealøsning med en ureakonsentrasjon på 90-95 vektprosent, hvortil de andre gjødninger tilsettes i fast form, fortrinnsvis i finfordelt form, eller som en vandig løsning eller suspensjon. Løseligheten til gjødninger som skal tilsettes den vandige urealøsningen varierer. Således er løsningen til ammoniumsulfat i en 95 vektprosent urealøsning 12%, og i en 90 vektprosen urealøsning er den 20%. Ammoniumdihydrogenfosfat og diammoniumhydrogenfosfat kan danne meget viskøse løsninger med en 90-95 vektprosent urealøsning og denne er vanskelig å sprøyte. Dette kan forhindres ved a føre urea-løsningen og en vandig løsning av fosfat separat til sprøyte-anordningene og der blande dem sammen like før blandingen sprøytes. Oppfinnelsen blir illustrert i og ved de følgende eksempler.

Eksempel I

Effekten av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen demonstreres ved følgende test, hvor en vandig urealøsning med og uten et kjent krystallisasjonsforsinkende middel og med magnesiumhydroksyd eller et uorganisk magnesiumsalt som krystallisasjonsforsinkende middel ble sprøytet inn i en fluidisert bed av ureapartikler. Granuleringsbetingelsene og de fysikalske egenskaper til de resulterende granuler er angitt i den etterfølgende tabell.

"TVA Bottle Test" som det refereres til i tabell A tjener til å bestemme forenligheten av ureagranuler rned SSP- og TSP-granuler. Ved en slik test blir forholdene til en blanding av ureagranuler som skal undersøkes sammen med SSP- og/eller TSP-granuler holdt i en flaske på 120 cm ved 27°C og derpå periodevis kontrollert. Blandingen blekarakterisertsom anvendbar for bruk så lenge den ikke viste mer enn noen fuktige flekker ved denne test.

Ved hjelp av de "sekkelagringsforsøk" det refereres til i tabell A, ble kakningstendensen til granulene undersøkt og bestemt. Under disse undersøkelsene var ureagranulene pakket i sekker på 3 5 kg som ble lagret ved 27°C under en vekt på 1000 kg. Vektprosent klumper pr. sekk ble bestemt etter 1 måned og klumpenes midlere hårdhet ble målt. Med hårdhet slik den er brukt i denne forbindelse menes kraft i kilo utøvet av et dynamometer for disintegrering av klumper på 7x7x5 cm.

Det krystallisasjonsforsinkende middel F 80, omtalt i tabell A, er en klar viskøs væske som er kommersielt tilgjengelig under navnet "Formurea 80". Denne er stabil mellom -20°C og +40°C. Ved analyse er den funnet å inneholde tilnærmet 20 deler vann, tilnærmet 23 deler urea og tilnærmet 57 deler formaldehyd pr. 100 vektdeler. Tilnærmet 55% av formaldehyd-mengden er bundet som trimetylolurea og balansen er tilstede i ikke-bundet form.

Eksempel II

I en serie granuleringsforsøk ble en suspensjon av finknust ammoniumsulfat i en 95 vektprosent vandig urealøsning med et kjent krystallisasjonsforsinkende middel (F 80) og med en magnesiumforbindelse som krystallisasjonsforsinkende middel, sprøytet inn i en fluidisert bed av ureapartikler. Suspen-sjonens ammoniumsulfatinnhold var 20 vektprosent. Suspensjonen ble sprøytet inn ved en temperatur på 120-130°C og ved en hastighet på tilnærmet 300 kg/t. Innsprøytingen ble utført ved hjelp av fordysningsluft som hadde en temperatur på 140°C og et overtrykk på 0,35 kg/cm^ og en hastighet på o tilnærmet l<v>40 Nm 3/t. Beden ble fluidisert med luft med en hastighet på 650-850 Nm 3/t. Fluidiseringsluftens temperatur ble kontrollert slik at temperaturen til beden ble holdt mellom 105 og 108°C.

Under alle forsøkene foregikk oppbyggingen av granuler i den fluidiserte bed helt tilfredsstillende. Produktet inneholdt bare små mengder fint materiale, hvilket betyr at den ut-sprøytede suspensjonen ble brukt praktisk talt fullstendig til oppbygging av granuler. De kjemiske og fysikalske egenskaper til de resulterende granuler er angitt i følgende tabell.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av granuler inneholdende urea som hovedkomponent ved sprøytning av en vandig urealøsning med en ureakonsentrasjon på 85-98 vektprosent og hvor det til løsningen er tilsatt et krystallisasjonsforsinkende middel for urea og at løsningen eventuelt inneholder andre gjødninger slik som ammoniumsulfat, ammoniumdihydrogenfosfat og diammoniumhydrogenfosfat i løsning eller suspensjon, idet løsningen i form av meget fine dråper med en midlere diameter mellom 20 og 120 mikron sprøytes inn i en fluidisert bed av ureapartikler ved en temperatur hvor vannet fra løsningen eller suspensjonen som sprøytes på partiklene fordamper, og hvor urea eller gjødningsmateriale som inneholder urea som hovedkomponent størkner på partiklene og danner granuler med ønsket størrelse, k a/ r a k t-e risert ved at det som krystallisasjonsforsinkende middel anvendes magnesiumhydroksyd, et uorganisk magnesiumsalt eller en blanding av slike forbindelser i en mengde som er ekvivalent med 0,1-1,0 vektprosent MgO, beregnet på mengden urea i løsningen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat det anvendes en mengde av magnesiumhydroksyd eller salt av 0,4-1,0 vektprosent, beregnet som MgO.

3. En forenlig heterogen gjødningsblandingkarakterisert vedat den består av ureainneholdende granuler fremstilt ved fremgangsmåten ifølge krav 1-2 med enkel-superfosfat- eller trippel-superfosfatgranuler og eventuelt en eller flere andre granulære gjødninger slik som KC1.