PT850878E

PT850878E - Processo e instalacao para o fabrico de nitrato de amoniaco poroso

Info

Publication number: PT850878E
Application number: PT97403033T
Authority: PT
Inventors: Edmond Vogel; Jacques Monsterleet
Original assignee: Kaltenbach Thuring Sa
Priority date: 1996-12-31
Filing date: 1997-12-12
Publication date: 2002-02-28
Also published as: NO976096D0; AU4837697A; DK0850878T3; EP0850878B1; CA2221717A1; AU729196B2; FR2757842B1; ES2160912T3; US6022386A; NO976096L; DE69706822T2; ATE205810T1; CA2221717C; NO319746B1; EP0850878A1; FR2757842A1; DE69706822D1

Description

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DESCRIÇÃO

"PROCESSO E INSTALAÇÃO PARA O FABRICO DE NITRATO DE AMONÍACO POROSO"

0 presente invento diz respeito a um processo e a uma instalação para o fabrico de nitrato poroso. O nitrato de amoníaco é bem conhecido pelas suas qualidades explosivas. A possibilidade de o acondicionar sob a forma de pequenas esferas de diâmetro compreendido habitualmente entre 1 e 3 mm toma-o de fácil utilização enquanto explosivo civil, utilizado nas pedreiras, nas minas, etc...

Habitualmente mistura-se com óleo pesado (fioul) nas proporções

de 94 % de nitrato de amoníaco para 6 % de óleo pesado. Tendo a presença de hidrocarboneto o efeito de sensibilizar o nitrato, o que quer dizer, de permitir que ele detone mais facilmente pelo efeito de simpatia com o explosivo de iniciação. A fim de permitir a absorção do hidrocarboneto pelos granulados de nitrato, tomam-se estes últimos porosos, consistindo a técnica habitual para fabricar tais granulados, em pulverizar uma solução de nitrato de amoníaco no cimo de uma torre de granulação e depois recuperar na parte inferior da torre os granulados cristalizados e secá-los, sendo a porosidade desejada obtida aquando da secagem por eliminação da água contida nos granulados.

Um tal processo tem custos, tendo em conta nomeadamente o elevado investimento que representa a construção de uma torre de granulação. -2- Í/U/ή I u É por isso que se considerou a fabricação dos granulados por compactação dos nitratos de amoníaco finos mas a porosidade obtida é reduzida e a compactação do nitrato de amoníaco é uma operação difícil, ou seja entenda-se, perigosa.

Considerou-se também, fazer com que o nitrato de amoníaco da qualidade dita agrícola, logo denso, sofre-se ciclos térmicos em tomo do ponto de transição de 32 °, de forma a criar por meio de dilatações e de retraeções sucessivas, fissuras que permitam obter uma certa porosidade. Esta técnica revelou-se contudo, sem interesse uma vez que os granulados obtidos eram frágeis e a forma dos poros não permitia conservar o óleo pesado depois da sua absorção. O invento propõe-se por conseguinte fornecer um processo e uma instalação para o fabrico de granulados porosos de nitrato de amónio, devendo estes granulados ser de boa qualidade em face da aplicação considerada, o que quer dizer que deverá apresentar uma porosidade e uma resistência suficientes, devendo este processo além disso não utilizar torres de granulação, a fim de diminuir os investimentos e os custos de fabrico.

Para este efeito, o invento tem por objectivo um processo de fabrico de granulados de nitrato de amoníaco poroso, caracterizado por se introduzir num granulador de tambor rotativo e de leito fluidizado escorvas de nitrato de amoníaco sólido, ou pulveriza-se sobre essas escorvas uma solução de nitrato de amoníaco tendo uma concentração compreendida entre 94 e 98 % e uma temperatura compreendida entre 135 e 170 °C, elimina-se uma parte da água contida na solução no decurso da granulação pelas acções conjugadas do calor de cristalização do nitrato e de um fluxo de ar soprado sobre o leito, contendo o produto que sai do granulador (10) entre 0,5 e 1,5 % de água e estando a sua temperatura compreendida entre 35 e 55 °C, elimina-se a água restante 110 decurso de uma operação de secagem à saída do granulador e arrefece-se o produto assim obtido. O invento vai a seguir ser descrito mais em pormenor fazendo-se referência ao desenho anexo, cuja figura única representa um esquema de uma instalação de acordo com o invento. A operação de granulação do nitrato de amoníaco efectua-se num granulador 10 do tipo com tambor rotativo e com leito fluidizado, do tipo descrito por exemplo no documento FR-A-85 12 082, que é habitualmente utilizado para fabricar granulados densos de nitrato de amoníaco, a partir de sais derretidos com concentrações elevadas (99,5 a 99,9 %).

No caso presente, o granulador recebe, por um lado, em 12, uma solução de nitrato de amoníaco pulverizado por meio de uma rampa 13 dotada com os pequenos bicos 14 e, por outro lado, nitrato no estado sólido, por meio da conduta 16. Recebe igualmente em 18 ar para fluidização eventualmente condicionado em função das condições climáticas circunvizinhas, alimentando o leito fluidificado 19. A solução de nitrato introduzida no granulador pode ter as seguintes características: - concentração de 94 a 98 %, - temperatura: 135 a 170 °C e de preferência de 140 a 160 °C.

Ela pode conter aditivos produtores de poros entre os quais por exemplo os agentes tensioactivos tais como os sais de álcool sulfato ou naftaleno-sulfonato de sódio. Estes aditivos produtores de poros podem ser -4-

J previstos nas proporções compreendidas entre 100 c 2000 ppm c dc preferência entre 400 e 700 ppm. A solução pode também conter aditivos endurecedores e nomeadamente sais, tais como o sulfato de amoníaco, o nitrato de magnésio, o sulfato de alumina ou outros sais metálicos, nas proporções compreendidas por exemplo entre 0,1 e 2 %.

Os produtos sólidos introduzidos no granulador são produtos finos reciclados e escorvas que podem ser constituídas quer seja por produtos grossos triturados, quer por produtos comerciais triturados. A dimensão destas escorvas é escolhida em função da dimensão do produto acabado. A título de exemplo, para um produto acabado de diâmetro médio de 3 mm, far-se-á um esforço para introduzir escorvas de diâmetro médio de 0, 8 mm. Pelo facto da fractura natural dos produtos preparados e da constituição natural das escorvas resultante dessa fractura, a quantidade de escorvas a gerar no triturador pode não ultrapassar 4 % da capacidade total.

No granulador, que é em si conhecido, a pulverização da solução de nitrato faz-se com o auxílio da rampa 13 cujos pequenos bicos estão dirigidos para a cortina de produtos que caem do leito fluidizado 19. A rampa pode ser colocada indiferentemente debaixo da cortina ou por cima desta última. A pressão de pulverização depende da natureza dos pulverizadores mas deverá permitir obter gotículas cuja dimensão seja de preferência inferior a 300 μ. O débito de ar soprado, a sua temperatura e o tempo de permanência do produto no granulador são determinados de forma a que a humidade do produto que sai do granulador esteja compreendida entre 0,5 e 1,5 % e a sua temperatura entre 35 e 55 °C. -ι/ísis -5- Ο produto que sai do graiiulador é transferido para um secador 20 no qual a humidade do produto é levada para menos de 0,2 % de água. Para este efeito, sopra-se neste secador ar quente 22 a uma temperatura compreendida entre 110 e 160 °C e de preferência entre 120 e 140 °C. O produto sai do secador em 24 a uma temperatura compreendida entre 40 e 80 °C e de preferência entre 50 e 60 °C, sendo esta temperatura em qualquer situação inferior à temperatura de transição do produto, que é de 84,2 °C e que corresponde à passagem de uma estrutura tetragonal do nitrato para uma estrutura romboédrica com variação do volume específico do produto.

Pretende-se igualmente, no decurso destas fases de granulação e de secagem, que o produto não transponha para baixo um outro ponto de transição, situado a 32 °C, para o qual se produz uma nova variação do volume específico do nitrato. O produto que sai do secador 20 é transferido para um crivo 30 onde se efectua a separação dos produtos fora de especificação (os finos e os grossos). Recicla-se para o granulador pelo menos uma parte 32 dos produtos finos, em função da taxa de reciclagem desejada, os produtos finos em excesso 34 e os grossos 36 voltam a ser derretidos num recipiente para derreter 40 a fim de serem misturados de novo com a solução concentrada que entra no granulador.

Os granulados 38 que apresentam as dimensões correctas quando saem do crivo 30 são introduzidos num arrefecedor 50, de qualquer tipo conveniente, por exemplo com leito fluidizado, e após o arrefecimento, estes granulados podem ser revestidos de um produto anti massificador 52, num dispositivo para revestimento 60, antes de serem enviados (em 62) para uma -6- ULfoj instalação de armazenagem. A Hm de evitar a transposição para baixo do ponto de transição a 32 °C, a temperatura à saída do arrefecedor e na instalação de armazenagem pode ser mantida acima dos 35 ° por exemplo.

Uma parte 64 do produto comercial pode ser enviada para um triturador 70 e em seguida para um crivo 80, de modo a fornecer as escorvas 82 na dimensão conveniente, que são introduzidas no granulador. Os produtos finos e os grossos que saem do crivo voltam a ser derretidos e introduzidos na solução de nitrato.

As condições nas quais se efectua a granulação e a secagem, de acordo com o processo acima descrito, são tais que os granulados obtidos apresentam uma porosidade satisfatória e são particularmente resistentes. Este resultado é nomeadamente devido às condições particulares nas quais se efectua no granulador o ciclo de cristalização e de secagem provocando o engrossamento dos granulados por camadas sucessivas e a eliminação da água aquando da formação de cada uma das camadas. A porosidade assim obtida é regular e repartida numa parte importante da espessura destes granulados.

Além disso, o processo limita, aquando da cristalização no granulador, a que se passe uma só vez pelo ponto de transição superior situado à volta de 84,2 °C, e o ponto de transição inferior que está situado em tomo dos 32 °C é transposto no máximo uma só vez aquando do arrefecimento do produto. É com efeito importante passar o menor número de vezes possível por estes pontos de transição uma vez que as variações de volume devidas às mudanças de estrutura cristalina do nitrato criam fissuras no seio do granulado, que o tomam frágil e causam uma porosidade do tipo fenda o qual não permite reter o óleo pesado de uma forma conveniente.

Um exemplo eonereto de execução deste processo pode ser o seguinte:

Introduz-se no granulador uma solução de nitrato a 95 % com um débito de 6762 kg/h, a uma temperatura de 150 °C, com 4,5 kg/h de um aditivo tensioactivo comercial à base de naftaleno-sulfonato, 44.579 kg/h de ar a 27 °C e 6.627 kg/h de nitrato granulado reciclado, a 60 °C, tendo um teor em água da ordem de 0,1 % e contendo partículas sólidas que constituem escorvas, que têm uma granulometria compreendida entre 0,6 e 1 mm.

Obtém-se à saída do granulador 13044 kg/h de nitrato granulado tendo um teor de humidade de 1 %, a uma temperatura de 50 °C, que são introduzidos no secador, com ar a 120 °C, sob um débito de 15846 kg/h.

Obtém-se após a secagem 12.727 kg/h de nitrato granulado a 60 °C contendo cerca de 0,1 % de água.

Após se ter feito a crivação, se ter voltado a derreter os produtos grossos e finos e se ter feito o arrefecimento até 28 °C, obtêm-se 4.200 kg/h de nitrato granulado poroso muito resistente que tem uma densidade aparente de 0,67, uma granulometria de 1 a 2,8 mm para 98 % do produto e uma capacidade de absorção do óleo pesado (fioul) de 10 %.

Lisboa, 15 de Novembro de 2001

luís silva carvalho Agente Oficial da Propriedade Industrial RUA VICTOR CORDON, 14 1200 LISBOA

Claims

REIVINDICAÇÕES 1. Processo de fabrico de granulados de nitrato de amoníaco poroso, caracterizado por se introduzir num granulador de tambor rotativo e de leito fluidizado escorvas de nitrato de amoníaco sólido, se pulverizar sobre essas escorvas uma solução de nitrato de amoníaco tendo uma concentração compreendida entre 94 e 98 % e estando a uma temperatura compreendida entre 135 e 170 °C, se eliminar uma parte da água contida na solução no decurso da granulação pelas acções conjugadas do calor de cristalização do nitrato e de um fluxo de ar soprado sob o leito, saindo o produto do granulador (10) contendo entre 0,5 e 1,5 % de água e estando a sua temperatura compreendida entre 35 e 55 °C, eliminando-se a água restante do decurso de uma operação de secagem à saída do granulador e arrefece-se o produto assim obtido.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a solução de nitrato de amoníaco ser introduzida a uma temperatura compreendida entre 140 e 160 °C.
3. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 2, caracterizado por o produto que sai do secador (20) conter menos do que 0,2 % de água e a sua temperatura estar compreendida entre 40 e 80 °C.
4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por no decurso do conjunto das operações de granulação, secagem e arrefecimento, cada um dos pontos de transição situados a cerca de 84 °C e a cerca de 32 °C serem transpostos no máximo uma só vez. Lisboa, 15 de Novembro de 2001

Agente Oficial da Propriedade Industrial RUA VICTOR CORDON, 14 «nn i IRRDA