RU2787084C2 - Способ гранулирования мочевины - Google Patents
Способ гранулирования мочевины Download PDFInfo
- Publication number
- RU2787084C2 RU2787084C2 RU2021102439A RU2021102439A RU2787084C2 RU 2787084 C2 RU2787084 C2 RU 2787084C2 RU 2021102439 A RU2021102439 A RU 2021102439A RU 2021102439 A RU2021102439 A RU 2021102439A RU 2787084 C2 RU2787084 C2 RU 2787084C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- urea
- additive
- stage
- granulation process
- granulation
- Prior art date
Links
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 291
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 title claims abstract description 146
- 238000005469 granulation Methods 0.000 title claims abstract description 88
- 230000003179 granulation Effects 0.000 title claims abstract description 88
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 78
- 230000000996 additive Effects 0.000 claims abstract description 65
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 64
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 20
- 229920005551 calcium lignosulfonate Polymers 0.000 claims abstract description 19
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 13
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims description 34
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims description 34
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims description 34
- 125000002057 carboxymethyl group Chemical group [H]OC(=O)C([H])([H])[*] 0.000 claims description 33
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 21
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 230000002194 synthesizing Effects 0.000 claims description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 3
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 claims description 3
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims description 3
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 3
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 claims 1
- 230000001340 slower Effects 0.000 claims 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 abstract description 7
- 239000000428 dust Substances 0.000 abstract description 5
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N formaldehyde Chemical group O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 6
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- ODGAOXROABLFNM-UHFFFAOYSA-N Polynoxylin Chemical compound O=C.NC(N)=O ODGAOXROABLFNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 241001062472 Stokellia anisodon Species 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000010410 dusting Methods 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic Effects 0.000 description 1
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000357 carcinogen Toxicity 0.000 description 1
- 239000003183 carcinogenic agent Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000004059 degradation Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing Effects 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000011068 load Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000003134 recirculating Effects 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating Effects 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 150000003672 ureas Chemical class 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Предложен способ гранулирования жидкого плава мочевины, содержащего по меньшей мере 96 масс. % мочевины, при осуществлении которого: вводят первую добавку, содержащую карбоксиметилкрахмал, на по меньшей мере одной первой стадии процесса гранулирования, выполняют по меньшей мере одну вторую стадию процесса гранулирования после по меньшей мере одной первой стадии, причем на указанной по меньшей мере одной второй стадии процесса гранулирования первая добавка не добавляется. Также предложен гранулированный продукт мочевины, получаемый данным способом, включающий гранулы, состоящие по меньшей мере на 96% из мочевины и имеющие слой, содержащий карбоксиметилкрахмал, и слой покрытия, содержащий кальцийлигносульфонат. Изобретения позволяют получить гранулированный продукт мочевины с повышенной прочностью на сдавливание и сопротивлением истиранию гранул, а также пониженной тенденцией к комкованию и образованию пыли. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл., 3 пр.
Description
Область техники
Настоящее изобретение относится к способу гранулирования мочевины и гранулированному продукту мочевины.
Уровень техники
Гранулирование является одним из известных способов превращения концентрата мочевины, например плава мочевины, в продуктовую мочевину в форме твердых гранул.
Обзор способов гранулирования мочевины можно найти в литературе, например, в Энциклопедии промышленной химии Ульмана. Обычно гранулирование плава мочевины осуществляют на заключительной стадии процесса производства мочевины.
В жидкость, содержащую мочевину, может вводиться одна или более гранулирующих добавок перед гранулированием или на промежуточных стадиях процесса гранулирования.
В WO 2005/092486 раскрывается способ гранулирования мочевины, в котором по меньшей мере часть добавки вводится непосредственно на последней стадии гранулирования; в ЕР 2687097 раскрывается способ гранулирования мочевины, в котором на разных стадиях гранулирования используются специальные линии подачи для одной или более добавок.
Известной гранулирующей добавкой является формальдегид. Формальдегид обеспечивает хорошую прочность на сдавливание, пониженную тенденцию к комкованию и высокое сопротивление истиранию гранул мочевины. Эти свойства обусловлены способностью формальдегида к реакции с мочевиной с формированием полимера, повышающего твердость и имеющего связующий эффект. Кроме того, формальдегид способствует самому процессу гранулирования, ограничивая пылеобразование.
Вследствие его высокой летучести, в промышленности формальдегид используется в форме раствора формальдегида с мочевиной (МФ). В типичном известном процессе гранулирования, плав мочевины, содержащий 96 масс. % или более мочевины и менее 4 масс. % воды, смешивается с МФ раствором, содержащим примерно 60 масс. % мочевины, примерно 25 масс. % формальдегида, остальное - вода. Количество МФ раствора обычно составляет от 0,5 до 1,7 масс. % от количества плава мочевины и поэтому содержание формальдегида в гранулах обычно составляет от 0,3% до 1% по весу.
Вместе с тем, формальдегид был признан канцерогеном и его использование в качестве гранулирующей добавки, в частности, для производства мочевины сельскохозяйственного назначения, вызывает серьезные опасения в связи с возможным вредом для здоровья.
В последнее десятилетие предпринималось много попыток по замене формальдегида, однако ни одна из альтернативных добавок не оказалась удовлетворительной.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение направлено на устранение отмеченных недостатков существующей технологии. В частности, в изобретении предполагается замена использования формальдегида в качестве добавки в процессе гранулирования мочевины, с получением гранулированного продукта мочевины с повышенной прочностью на сдавливание и сопротивлением истиранию гранул, а также пониженной тенденцией к комкованию и образованию пыли.
Эти задачи решаются способом гранулирования жидкости, содержащей по меньшей мере 96 масс. % мочевины (плав мочевины), при осуществлении которого: вводят первую добавку, содержащую карбоксиметилкрахмал, на одной или более (далее - по меньшей мере одной) первой(-ых) стадии(-ях) процесса гранулирования; выполняют по меньшей мере одну вторую стадию процесса гранулирования после указанной по меньшей мере одной первой стадии; причем на указанной по меньшей мере одной второй стадии процесса гранулирования первая добавка не вводится.
В соответствии со способом, указанная по меньшей мере одна вторая стадия процесса гранулирования выполняется технологически вслед за указанной по меньшей мере одной первой стадией. Это означает, что вторая стадия(-и) выполняется после первой стадии(-ий). В продольном грануляторе, порядок этих стадий соответствует последовательности процесса гранулирования от загрузочного конца гранулятора до его разгрузочного конца.
Предпочтительный вариант осуществления включает введение второй добавки, являющейся присадкой против комкования, на указанной по меньшей мере одной второй стадии процесса гранулирования. Эта вторая добавка включает предпочтительно кальцийлигносульфонат.
Соответственно, предпочтительный вариант осуществления изобретения включает:
введение первой добавки, содержащей карбоксиметилкрахмал, на указанной по меньшей мере одной первой стадии процесса гранулирования;
введение второй добавки, содержащей кальцийлигносульфонат, на указанной по меньшей мере одной второй стадии процесса гранулирования;
причем указанная по меньшей мере одна вторая стадия процесса гранулирования выполняется технологически вслед за указанной по меньшей мере одной первой стадией; и
на указанной по меньшей мере одной второй стадии процесса гранулирования первая добавка не вводится.
Предпочтительно, указанная по меньшей мере одна вторая стадия процесса гранулирования включает последнюю стадию процесса гранулирования. В предпочтительном варианте осуществления, в результате получаются гранулы твердой мочевины со слоем покрытия с добавкой кальцийлигносульфоната, не содержащим карбоксиметилкрахмал.
Указанная по меньшей мере одна вторая стадия гранулирования выполняется в основном в отсутствие первой добавки, которая больше не вводится на этих стадиях гранулирования. Поэтому получившийся слой(-и) гранул мочевины практически не будет содержать первой добавки.
Предпочтительно, на указанной по меньшей мере одной первой стадии процесса гранулирования вторая добавка не вводится. Соответственно, карбоксиметилкрахмал будет находиться исключительно во внутреннем слое полученного таким образом гранулированного продукта мочевины, в то время как вторая добавка, в процессе ее введения, находится исключительно в слое покрытия вокруг внутреннего слоя.
Первая добавка и вторая добавка могут быть введены на упомянутых стадиях процесса гранулирования смешиванием с частью содержащей мочевину жидкости. Например, на каждой из стадий процесса гранулирования вводится часть содержащей мочевину жидкости с первой добавкой и/или со второй добавкой. В некоторых вариантах осуществления, например, добавки могут вводиться в коллектор или в бак с содержащей мочевину жидкостью.
В предпочтительном варианте осуществления, на указанной по меньшей мере одной первой стадии гранулирования карбоксиметилкрахмал добавляют в количестве от 0,1 масс. % до 0,8 масс. % от количества мочевины, вводимой на этой одной или более первой стадии(-ях).
На указанной по меньшей мере одной второй стадии гранулирования добавляют кальцийлигносульфонат в количестве от 0,3 масс. % до 1 масс. % от количества мочевины, вводимой на этой по меньшей мере одной второй стадии.
Более предпочтительно, упомянутые выше признаки от 0,1 масс. % до 0,8 масс. % карбоксиметилкрахмала и от 0,3 масс. % до 1 масс. % кальцийлигносульфоната объединяются.
Содержащая мочевину жидкость предпочтительно имеет по меньшей мере 97 масс. % мочевины. В предпочтительном варианте осуществления, содержащая мочевину жидкость состоит из 97% мочевины и 3% воды. Такую содержащую мочевину жидкость с содержанием мочевины 96% или более также называют плавом мочевины.
Способ гранулирования, предложенный в настоящем изобретении, может быть частью способа синтеза мочевины. В частности, это может быть заключительной стадией способа производства мочевины. Способ производства мочевины может включать: синтез мочевины из аммиака и диоксида углерода в контуре синтеза высокого давления; регенерацию (извлечение) неконвертированных реагентов в по меньшей мере одной регенерационной секции с получением водного раствора мочевины (например, примерно 70% мочевины и 30% воды); концентрирование этого раствора мочевины в плав мочевины для гранулирования.
Карбоксиметилкрахмал в промышленном производстве получают в твердой порошкообразной форме. Поэтому может потребоваться растворение карбоксиметилкрахмал в подходящем растворителе для получения первой добавки в жидкой форме.
Первую добавку предпочтительно получают растворением карбоксиметилкрахмала в водном растворе мочевины. Этот водный раствор мочевины может содержать раствор, полученный после регенерационной секции установки синтеза мочевины, и/или рециркулируемый водный раствор мочевины из скруббера гранулирования. Этот водный раствор мочевины предпочтительно содержит до 45% мочевины, остальное вода. Первую добавку предпочтительно получают в реакторе с перемешиванием.
Преимуществом растворения карбоксиметилкрахмала в водном растворе мочевины является то, что можно избежать внесения дополнительной воды в процесс синтеза мочевины.
В альтернативном варианте осуществления изобретения, рециркуляционный раствор мочевины в воде после скруббера гранулирования (до 45 масс. % мочевины) используется для растворения и разведения карбоксиметилкрахмала. Поток плава мочевины также используется для повышения концентрации мочевины. Преимуществом этого альтернативного варианта осуществления является снижение количества свободного аммиака, направляемого в скруббер гранулирования.
Вторая добавка в настоящем изобретении является опциональной (необязательной). Использование второй добавки обычно желательно для надежного предотвращения комкования. Однако плав мочевины для одной или более второй стадии(-й) гранулирования также может подводиться, например, без второй добавки. В вариантах осуществления без введения второй добавки, плав мочевины содержит предпочтительно по меньшей мере 99,5 масс. % мочевины. Этот вариант осуществления отличается несколько более высоким индексом спекаемости (комкования) по сравнению со случаем использования кальцийлигносульфоната в качестве второй добавки. Это, однако, может быть более предпочтительным в некоторых случаях, поскольку усиливает белизну гранул.
Изобретение применимо в разных технологиях гранулирования. В предпочтительном варианте осуществления, способ гранулирования осуществляется в продольном грануляторе, и стадии процесса гранулирования распределены по длине гранулятора.
Более предпочтительно, способ гранулирования может быть осуществлен в условиях "кипящего слоя". Изобретение, однако, применимо и в других технологиях, например в способе гранулирования с падающей завесой.
При использовании гранулирования с кипящим (псевдоожиженным) слоем, в особенно предпочтительном варианте осуществления в кипящем слое создаются завихрения путем подачи соответствующей ожижающей среды, обычно воздуха. Вихревые условия в кипящем слое могут быть реализованы использованием поперечного завихрения или двойного поперечного завихрения, означающего, что ось завихрения в основном параллельна главному направлению потока кипящего слоя. Подробное описание предпочтительных вихревых условий приведено в WO 02/083320.
Особенно предпочтительный вариант осуществления включает: подачу содержащей мочевину жидкости в среду гранулирования, с использованием нескольких устройств подачи мочевины, причем каждая из стадий процесса гранулирования использует соответствующее устройство подачи мочевины;
введение первой добавки и, опционально, второй добавки на стадиях процесса гранулирования выполняется смешиванием содержащей мочевину жидкости, поступающей из заданных устройств подачи мочевины, с этими добавками.
Каждое из устройств подачи мочевины может включать несколько разбрызгивателей. Например, каждое устройство подачи мочевины включает группу разбрызгивателей, расположенных в определенном порядке по гранулятору. В продольном грануляторе разбрызгиватели каждой группы могут располагаться в плоскости, перпендикулярной главному направлению потока.
В некоторых вариантах осуществления в разных устройствах подачи мочевины могут быть разные концентрации первой добавки или второй добавки, чем обеспечивается свобода в определении концентрации добавок на стадиях гранулирования. В результате можно получить гранулы с более сложной структурой слоев, когда в разных слоях различное содержание первой или второй добавки.
Некоторые варианты осуществления могут включать подачу твердого материала мочевины (например, зерен мочевины) для использования их в качестве начальных точек роста или зародышевых зерен процесса гранулирования. Зародышевые зерна, размер которых могут составлять от 0,7 до 1,6 мм, могут быть получены вальцовой дробилкой, таблеточной машиной или другим способом. В процессе гранулирования, зародышевые зерна вырастают до заданного размера, т.е. примерно от 2 до 3 мм, за счет ряда последовательного отверждаемых слоев разбрызгиваемой жидкости.
В варианте осуществления изобретения, зародышевыми зернами являются твердые частицы мочевины, содержащие карбоксиметилкрахмал. Например, зародышевые зерна могут быть получены из плава мочевины, содержащей карбоксиметилкрахмал. Преимуществом такого варианта осуществления является повышенная прочность гранул на сдавливание.
Согласно настоящему изобретению, гранулирование может быть выполнено на заключительной стадии способа производства продукта мочевины. Особенностью изобретения является способ изготовления продукта твердой мочевины, включающий описанный процесс гранулирования.
Особенностью изобретения также является гранулированный продукт мочевины в соответствии с формулой изобретения.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления, диаметр гранулы составляет от 2 до 3 мм. Предпочтительно, внутренняя часть, состоящая из мочевины, имеет диаметр от 0,7 до 1,6 мм, толщина промежуточной части, проходящей до диаметра 2,8 мм, составляет от 0,6 до 1,05 мм, а покрытие имеет толщину от 0,1 до 0,2 мм, в частности 0,15 мм. Промежуточная часть гранулы мочевины может содержать 0,1-0,8 масс. % карбоксиметилкрахмала. Покрытие может содержать 0,3-1 масс. % кальцийлигносульфоната.
Первая добавка и вторая добавка предпочтительно вводятся на разных стадиях процесса гранулирования, в результате чего получаются гранулы со слоями разного состава. В частности, карбоксиметилкрахмал добавляется на начальной стадии процесса гранулирования для получения максимальной концентрации добавки во внутренней части гранул, в то время как кальцийлигносульфонат добавляется на последующей стадии процесса гранулирования, предпочтительно в конце него, для получения гранул со слоем покрытия, главным образом, состоящим из этой добавки.
Добавка карбоксиметилкрахмала повышает твердость и является цементирующим средством, в то время как в верхний слой гранулы добавлен кальцийлигносульфонат, снижающий тенденцию к комкованию и способствующий стойкости к абразивному износу. Сочетание этих двух добавок обеспечивает выполнение всех ожидаемых требований к качеству гранул мочевины, т.е. высокой прочности на сдавливание, прочности на истирание и низкой склонности к комкованию.
Благодаря хорошей адгезионной способности, карбоксиметилкрахмал обладает высоким связывающим действием и улучшает прочность гранулы.
Внешнее покрытие с кальцийлигносульфонатом предотвращает комкование, которое приводит к образованию пыли при хранении.
Добавка к верхнему покрытию в некоторых вариантах осуществления, также может выбираться, исходя из необходимости снижения высвобождения азота из твердых гранул. Внешнее покрытие обеспечивает замедление выделения азота по сравнению с гранулами, не имеющими покрытия. Этот признак выгоден при использовании продукта твердой мочевины в качестве удобрения.
Предпочтительно, термин "медленное выделение азота" относится к удобрению, которое, согласно определению стандартным аналитическим методом EN13266, выделяет менее 15% (по весу) азота в течение первых 24 часов испытания.
Способ в соответствии с изобретением обеспечивает присутствие связующей добавки (карбоксиметилкрахмала) только внутри гранулы, а средства против комкования (например, кальцийлигносульфоната) только на внешней поверхности.
Эти добавки безвредны для окружающей среды и не относятся к категории опасных веществ. Они эффективны при концентрации, аналогичной или меньшей требующейся концентрации формальдегида. Они также экономически конкурентоспособны в сравнении с МФ растворами.
Другие характеристики и преимущества изобретения будут более подробно рассмотрены в приведенном далее описании частных вариантов осуществления, не ограничивающих изобретение.
Краткое описание чертежей
Ниже изобретение более подробно рассмотрено со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
на фиг. 1 представлена схема варианта осуществления способа в соответствии с изобретением;
на фиг. 2 представлена структура гранулы мочевины, получаемой способом в соответствии с изобретением;
на фиг. 3 представлена блок-схема предпочтительной системы для дозирования первой добавки.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления
На фиг. 1 показан продольный гранулятор 1 с кипящим слоем. Гранулятор 1 имеет несколько групп разбрызгивателей плава мочевины, расположенных в разных секциях самого гранулятора.
На фиг. 1 представлены первые группы 2, 3 разбрызгивателей плава мочевины и вторая группа 4 разбрызгивателей плава мочевины. В реальной установке, количество этих групп разбрызгивателей плава мочевины может составлять, например от 20 до 30. Каждая из групп 2-4 разбрызгивателей плава мочевины может включать насколько разбрызгивателей, например, образуя матрицу разбрызгивателей по баку гранулятора 1.
Процесс гранулирования осуществляется в главном направлении G потока от загрузочной секции к разгрузочной секции гранулятора 1. В результате получают гранулированный продукт 5, отводимый из разгрузочной секции гранулятора.
Плав мочевины поступает из испарительной секции 6 по главному коллектору 7 плава мочевины. В испарительную секцию 6 поступает водный раствор мочевины, получаемый в установке получения мочевины, где из этого раствора удаляется вода с доведением плава мочевины до заданной концентрации, например 96% или более.
Главный коллектор 7 плава мочевины разветвляется на первый коллектор 8, питающий первые группы разбрызгивателей 2, 3, и второй коллектор 9, питающий вторую группу 4 разбрызгивателей.
Первая добавка 10, содержащая карбоксиметилкрахмал, вводится в плав мочевины первого коллектора 8, а вторая добавка 11, содержащая кальцийлигносульфонат, вводится в плав мочевины во втором коллекторе 9. Расходом плава мочевины в коллекторах 8 и 9 управляют соответствующие управляющие клапаны, как это показано на фиг. 1.
Таким образом, стадии гранулирования в камере 12 и камере 13 гранулятора 1 осуществляются с использованием плава мочевины, содержащего первую добавку 10, в то время как стадия гранулирования в последней камере 14 (последняя стадия гранулирования) осуществляется с использованием плава мочевины, содержащего вторую добавку 11. На этой последней стадии гранулирования формируется слой покрытия, содержащий заданное количество второй добавки и практически свободный от первой добавки.
Добавки 10 и 11 также могут быть введены непосредственно в разбрызгиватели или в линии подачи плава мочевины в разбрызгиватели.
На фиг. 1 также показана подача 15 ожижающего воздуха и подведение 16 зародышевых зерен для процесса гранулирования.
На фиг. 2 представлена гранула 20, получаемая описанным способом. Гранула включает сердцевину 21, сформированную зародышевым зерном; слой 22, сформированный на стадиях 12 и 13 и содержащий карбоксиметилкрахмал в результате добавления к плаву 8 мочевины первой добавки 10; покрытие 23, сформированное на последней стадии 14 и содержащее кальцийлигносульфонат в результате добавления к плаву 9 мочевины второй добавки 11. Покрытие 23 практически не содержит карбоксиметилкрахмала.
На фиг. 3 показана предпочтительная система для дозирования первой добавки 10.
На фиг. 3 показаны: регенерационная секция 30 низкого давления установки производства мочевины; бак 31 мочевины; реактор 32 с перемешиванием.
В регенерационной секции 30 низкого давления получают водный раствор 33 мочевины. После бака 31 мочевины, часть этого раствора подается по линии 34 в реактор 32 с перемешиванием. В реактор 32 с перемешиванием также вводится порошок 35 карбоксиметилкрахмала и, опционально, некоторое количество рециркулированного водного раствора 36 мочевины и/или некоторое количество плава мочевины по линии 37.
Поток 36 содержит меньше мочевины, чем поток 34. Поток 37 содержит мочевины больше чем поток 34. Поэтому потоки 36, 37 могут быть использованы для регулирования концентрации мочевины в реакторе 32.
Порошок 35 карбоксиметилкрахмала подается через загрузочный бункер 38 с соответствующим устройством подачи твердых материалов.
В реакторе с перемешиванием вырабатывается первая добавка посредством растворения порошка 35 карбоксиметилкрахмала в водной среде. Температура в реакторе 32 предпочтительно составляет от 60°С до 100°С, а время пребывания предпочтительно составляет от 30 мин до 5 часов, для обеспечения полного растворения без деградации крахмала.
Примеры
Экспериментальные испытания проводились в режиме разовой загрузки.
Некоторое количество зародышевых зерен (примерно 65 кг) со средним диаметром 1,5 мм вручную загружалось в грануляционную камеру, и создавался кипящий слой нагнетанием ожижающего воздуха. Затем в разбрызгиватели подавался плав мочевины (примерно 600 кг/ч) и начинался процесс гранулирования. Во время проведения испытания гранулирования гидростатический напор кипящего слоя поддерживался постоянным регулированием клапана верхнего сливного продукта.
Экспериментальные испытания были разделены на две фазы в соответствии с добавкой, вводимой в плав мочевины: в первой фазе добавкой был раствор карбоксиметилкрахмала, во второй фазе добавкой был раствор кальцийлигносульфоната. Продолжительность каждой фазы вычислялась по формуле:
В этой формуле d определяет средний диаметр частиц мочевины, d(t) определяет средний диаметр в момент t; d0 определяет начальный средний диаметр (t=t0); m0 представляет количество мочевины в грануляционной камере; min определяет массовый расход мочевины; t - время.
Это соотношение было использовано для определения периодичности замены добавок в соответствии с выбранным диаметром гранулы.
В нижеприведенной таблице представлены прочность на сдавливание, индекс спекаемости, абразивное изнашивание и образование пыли для мочевины без добавки и с двумя добавками (карбоксиметилкрахмала и кальцийлигносульфоната).
Прочность на сдавливание определялась испытанием отдельных частиц мочевины диаметром 3,00 мм на воздействие дозированной силы, прилагаемой автоматически металлическим поршнем, перемещающимся с постоянной скоростью, равной 10 мм/мин. Сила, при которой происходит растрескивание частицы, принималась за меру ее прочности. Регистрировалась средняя прочность 20 частиц.
Индекс спекаемости определялся следующим образом: некоторое количество частиц помещалось под воздействие давления примерно 143 кгс (два бара на поверхность 70 см) на 24 часа при комнатной температуре. Затем извлекался ком материала и разламывался, при этом сила, необходимая для разламывания кома материала, принималась за меру индекса спекаемости.
Абразивным износом является сопротивляемость к образованию пыли и мелких частиц в результате контакта гранул друг с другом и с оборудованием. Порцию в 100 см просеянного образца мочевины (от 1 мм до 3,5 мм) взвешивали с высокой точностью и загружали во вращающийся барабан вместе с 50 стальными шарами диаметром 7,9 мм. Барабан закрывали и вращали со скоростью 60 об/мин в течение 2,5 мин. Затем содержимое извлекали, просеивали вручную на сите с ячейкой 4,45 мм для извлечения стальных шаров, после чего просеивали на сите с ячейкой 1,00 мм. Оставшийся на сите с ячейкой 1,00 мм материал взвешивали с высокой точностью, и вычисляли изнашивание по следующей формуле:
Образование пыли в процессе гранулирования определялось как отношение разности массового баланса материала, участвующего в процессе гранулирования, и материала в коллекторной камере, к разбрызганному плаву мочевины:
где τtest обозначает продолжительность испытания.
Claims (24)
1. Способ гранулирования жидкого плава мочевины, содержащего по меньшей мере 96 масс. % мочевины, при осуществлении которого:
вводят первую добавку (10), содержащую карбоксиметилкрахмал, на по меньшей мере одной первой стадии (12, 13) процесса гранулирования,
выполняют по меньшей мере одну вторую стадию (14) процесса гранулирования после по меньшей мере одной первой стадии,
причем на указанной по меньшей мере одной второй стадии процесса гранулирования первая добавка не добавляется.
2. Способ по п. 1, в котором на указанной по меньшей мере одной второй стадии процесса гранулирования вводят вторую добавку (11), препятствующую комкованию.
3. Способ по п. 2, в котором вторая добавка обеспечивает замедление выделения азота из гранул мочевины.
4. Способ по п. 2 или 3, в котором вторая добавка (7) содержит кальцийлигносульфонат.
5. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором указанная по меньшей мере одна вторая стадия процесса гранулирования включает последнюю стадию процесса гранулирования.
6. Способ по любому из пп. 2-5, в котором на указанной по меньшей мере одной первой стадии процесса гранулирования вторая добавка не вводится.
7. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором первую добавку и опционально вторую добавку вводят на стадиях процесса гранулирования посредством смешивания с частью содержащей мочевину жидкости.
8. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором на каждой из стадий процесса гранулирования вводят часть содержащей мочевину жидкости, смешанную с первой добавкой и/или второй добавкой.
9. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором на по меньшей мере одной первой стадии гранулирования добавляют карбоксиметилкрахмал в количестве от 0,1 до 0,8 масс. % от количества мочевины, вводимой на указанной по меньшей мере одной первой стадии.
10. Способ по любому из пп. 4-9, в котором на по меньшей мере одной второй стадии гранулирования добавляют кальцийлигносульфонат в количестве от 0,3 до 1 масс. % от количества мочевины, вводимой на указанной по меньшей мере одной второй стадии.
11. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором первая добавка содержит карбоксиметилкрахмал, растворенный в водном растворе мочевины.
12. Способ по п. 11, в котором водный раствор мочевины содержит раствор, полученный после регенерационной секции установки синтеза мочевины, и/или рециркулируемый водный раствор мочевины из скруббера гранулирования.
13. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором содержащая мочевину жидкость содержит по меньшей мере 97 масс. % мочевины.
14. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором процесс гранулирования осуществляют в продольном грануляторе и стадии процесса гранулирования распределены по длине этого гранулятора.
15. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором процесс гранулирования осуществляют в условиях кипящего слоя.
16. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором подают содержащую мочевину жидкость в среду гранулирования посредством нескольких устройств (2, 3, 4) подачи мочевины, причем каждая из стадий процесса гранулирования имеет соответствующее устройство подачи мочевины,
а введение первой добавки и опционально второй добавки на стадиях процесса гранулирования выполняется посредством смешивания содержащей мочевину жидкости, поступающей из заданных устройств подачи мочевины, с этими добавками.
17. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором осуществляют гранулирование жидкого плава мочевины для использования в качестве удобрения.
18. Гранулированный продукт мочевины, получаемый способом в соответствии с любым из пп. 4-17, включающий гранулы (20), состоящие по меньшей мере на 96% из мочевины и имеющие слой (22), содержащий карбоксиметилкрахмал, и слой покрытия (23), содержащий кальцийлигносульфонат.
19. Продукт мочевины по п. 18, в котором содержащий карбоксиметилкрахмал слой имеет толщину от 0,6 до 1,05 мм, а слой покрытия имеет толщину от 0,1 до 0,2 мм.
20. Продукт мочевины по п. 18 или 19, в котором содержащий карбоксиметилкрахмал слой содержит от 0,1 до 0,8 масс. % карбоксиметилкрахмала, а слой покрытия содержит от 0,3 до 1 масс. % кальцийлигносульфоната.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP18183134.8 | 2018-07-12 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2021102439A RU2021102439A (ru) | 2022-08-12 |
RU2787084C2 true RU2787084C2 (ru) | 2022-12-28 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1502552A1 (ru) * | 1986-09-23 | 1989-08-23 | Предприятие П/Я А-1676 | Способ получени гранулированного карбамида, содержащего микроэлементы |
RU2134251C1 (ru) * | 1996-02-01 | 1999-08-10 | Тойо Инджиниринг Корпорейшн | Способ получения гранулированной мочевины |
US5997599A (en) * | 1995-03-03 | 1999-12-07 | Magic Green Corporation | Soil conditioning agglomerates containing cement kiln dust |
CA2938002A1 (en) * | 2014-01-31 | 2015-08-06 | Saudi Basic Industries Corporation | Nitrogen fertilizer encapsulated core(s) containing a binder and an additive and method of making the same |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1502552A1 (ru) * | 1986-09-23 | 1989-08-23 | Предприятие П/Я А-1676 | Способ получени гранулированного карбамида, содержащего микроэлементы |
US5997599A (en) * | 1995-03-03 | 1999-12-07 | Magic Green Corporation | Soil conditioning agglomerates containing cement kiln dust |
RU2134251C1 (ru) * | 1996-02-01 | 1999-08-10 | Тойо Инджиниринг Корпорейшн | Способ получения гранулированной мочевины |
CA2938002A1 (en) * | 2014-01-31 | 2015-08-06 | Saudi Basic Industries Corporation | Nitrogen fertilizer encapsulated core(s) containing a binder and an additive and method of making the same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5878174B2 (ja) | 低吸湿傾向のある尿素肥料を製造する方法 | |
CN110198779B (zh) | 杂卤石制粒方法 | |
US11987535B2 (en) | Urea granules comprising lignosulfonate coating | |
EP3655149B1 (en) | Granulated polyhalite and potash mixture and a process for the production thereof | |
CN102910991A (zh) | 大颗粒缓释氯化铵肥料及其制备方法与专用造粒缓释材料 | |
JP2009161367A (ja) | 粒状緩効性窒素肥料 | |
BR112019017664B1 (pt) | Grânulo de fertilizante com magnésio, enxofre e argila, e método de preparação do dito grânulo | |
US20200269204A1 (en) | Method and assembly for producing coated prills or granulates, prills obtained therewith, and use thereof | |
JPH02289479A (ja) | 粒状緩効性窒素肥料の製造方法 | |
RU2787084C2 (ru) | Способ гранулирования мочевины | |
RU2107660C1 (ru) | Грануляты цианидов щелочных металлов и способ их получения | |
CA1334561C (en) | Granular ammonium sulfate and process for the production thereof | |
CN104169240A (zh) | 制备硫硝酸铵的方法 | |
US10512886B2 (en) | Granulating ammonium sulfate | |
CN1293175A (zh) | 非均质尿基复合肥流化造粒工艺 | |
US20190322600A1 (en) | Dipeptide-containing granular material | |
EP2076477A2 (de) | Verfahren zur kontinuierlichen granulation von düngemitteln | |
CN113493364A (zh) | 一种含脲醛缓释氮成分的硫酸铵的制备方法 | |
CZ294929B6 (cs) | Způsob granulace síranu amonného | |
PL234455B1 (pl) | Sposób wytwarzania granulowanego nawozu wapniowo-magnezowego | |
WO2017216358A1 (en) | Ammonium sulfate granules | |
MX2007006076A (es) | Proceso para la granulacion de sulfato de amonio con urea y sulfato de calcio hemihidratado. | |
EA045168B1 (ru) | Композиция удобрений с нанесенным распылением покрытием | |
OA16343A (en) | Method for producing urea fertilizer with low moisture absorption tendencies |