SU1728232A1 - Способ получени гранулированного карбамида - Google Patents

Abstract

Изобретение касаетс  производства карбамида, в частности его гранулировани , что может быть использовано в производстве минеральных удобрений. Цель - повышение выхода товарных фракций гранул та, повышение их качества и снижение доли фракций, подвергаемых повторному гранулированию . Гранулирование карбамида ведут подачей в тарельчатый гранул тор гор чего расплава карбамида в смеси с мелкими фракци ми со стадии охлаждени  и дроблени . При этом расплав карбамида раздел ют на два потока в массовом соотношении 0,4-0,6:1 с направлением большого потока в гранул тор, а меньшего на распыление в секции охлаждени  гранул та .Полученный гранул т выгружают, охлаждают в секции охлаждени  рассеиванием, отдел ют товарные фракции от мелких и крупных. Затем крупные фракции дроб т в присутствии добавок товарного продукта и после дроблени  продукт возвращают на повторное гранулирование. Эти услови  гранул ции позвол ют получать целевой продукт с увеличением доли фракции 4-12 мм и с содержанием воды 0,3 мас.% и биу- рета 0,8 мас.%. На повторную гранул цию направл ют 5-17% товарной фракции против 35-37% в известном способе. СО с

Description

Изобретение относитс  к способам получени  гранул карбамида укрупненных размеров и может быть использовано в химической промышленности при производстве минеральных удобрений.

Известны способы получени  гранул карбамида, включающие дробление струй расплава различными устройствами, например при прохождении через перфорированные оболочки, охлаждение капель расплава в аппаратах башенного типа, отсев товарной фракции и возвращение на расплавление отсевов.

Однако в способах гранулы имеют размеры преимущественно (1,5-3)х10 м и при внесении в почву очень быстро раствор ютс , что отрицательно вли ет на окружающую среду. Этим самым снижаетс  сфера использовани  продукта.

Известен способ получени  гранул карбамида , включающий загрузку гор чего расплава и охлажденного товарного материала в тарельчатый гранул тор, охлаждение и рассев полученного гранул та, измельчение отсева и части товарных фракций гранул та и направление охлажденного порошкообразного и зернистого материала на гранул тор .

Указанный способ  вл етс  наиболее близким по техническому решению и достигаемым результатам к предполагаемому

XI

ю

00

ю со го

изобретению и выбран в качестве прототипа .

Недостатком известного способа  вл етс  получение гранул широкого фракцион- ного состава с низким долевым содержанием укрупненных гранул размером (4-12) м. Кроме того, способ характеризуетс  необходимостью направлени  на измельчение.|Охлаждение и последующее возвращение в гранул тор значительного количества гранул товарных фракций, при этом в них повышаетс  содержание би- урета.

Целью изобретени   вл етс  увеличение выхода товарных фракций гранул та размером преимущественно (4-12) м, уменьшение возврата гранул товарных фракций на измельчение и повторную гранул цию и снижение биурета в конечном продукте.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу получени  гранул карбида укрупненных размеров, включающему гранулирование гор чего расплава карбамида в присутствии охлажденных твердых частиц карбамида, поступающих со стадии дроблени  в виде некондиционных фракций, в тарельчатом гранул торе с выгрузкой и охлаждением полученного гранул та в секции охлаждени  и отделени  товарных фракций карбамида от мелких и крупных фракций путем рассеивани  с последующим дроблением крупных фракций с добавками товарного продукта и возвратом в гранул тор мелких фракций , полученных на стади х охлаждени  и дроблени , на повторное гранулирование,расплав карбамида раздел ют на два потока в массовом соотношении 0,4-0,6:1 и больший поток направл ют в гранул тор, а меньший - распыл ют в секции охлаждени  гранул та.

Разделение на два потока гор чего расплава в соотношении 0,4-0,6:1 позвол ет без нарушени  теплового баланса аппарата уменьшить количество продукта товарной фракции, направл емой на дробление и возврат в качестве ретура, а также снизить врем  пребывани  гранул в рабочей зоне аппарата при температуре, близкой к температуре кристаллизации плава, что дает возможность интенсифицировать способ путем увеличени  доли выхода гранул карбамида товарных фракций и снизить содержание биурета в готовом продукте. При распылении частиц расплава на стадии охлаждени  получают порошкообразный материал с размерами частиц преимущественного,05-0,370)х10 м.Такой материал интенсивнее охлаждаетс , чем гранул т, поэтому аппарат, обеспечивающий охлаждение карбамида до 28-40° С имеет малые размеры.

Охлажденный порошкообразный карбамид , полученный при распылении части

расплава в охладителе, при направлении его на гранулирование позвол ет снизить количество гранул та, которое необходимо возвратить после измельчени  и охлаждени  на повторную гранул цию. Причем необходимость измельчени  доли товарной фракции гранул та составл ет 5-17% по сравнению с 35-37% по известному способу , а снижение возвращаемых товарных фракций гранул карбамида на повторное

гранулирование способствует получению продукта с пониженным содержанием биурета . Объ сн етс  это тем, что в среднем число циклов подъема температуры карбамида выше 110° С и его охлаждение в предлагаемом способе меньше, чем в известном. Кроме того, резкое снижение температуры расплава, что имеет место при распылении в охладителе, также снижает скорость образовани  биурета.

Поддержание массового соотношени 

потоков расплава, направл емых на гранулирование и распыление в охладитель более , чем 0,6-1 приводит к снижению количества товарной фракции гранул размером (4-12)х10 м. При этом увеличиваетс  выход мелких гранул с гранул тора. Объ сн етс  это тем, что на гранулирование направл етс  в повышенных количествах твердый продукт с повышенной мелкодисперсной структурой. В соответствии с тепловым и материальным балансами уменьшаетс  потребность в отборе, измельчении и направлении на повторное гранулирование гранул товарных фракций. Поэтому

гранулирование протекает при избыточном числе зародышей гранул, что приводит к выходу из гранул тора большего числа гранул малых размеров. Технологи  начинает характеризоватьс  увеличением возврата материала мелких гранул, получаемых при отсеве на повторное гранулирование, что способствует также повышению содержани  биурета в готовой продукции.

Поддержание массового соотношени  потоков расплава, направл емых на гранулирование и распыление в охладитель, менее , чем 0,4:1 приводит к необходимости увеличени  отвода гранул товарной фракции на измельчение и на возврат размолотого продукта в качестве ретура в гранул тор. При этом возрастает суммарное врем  пребывани  гранул та в аппарате при высокой температуре. Это отрицательно вли ет на содержание биурета в готовом

продукте и снижает выход гранул товарной фракции, направл емых потребителю.

Способ реализуют следующим образом .

Гор чий расплав карбамида, содержа- щий 0,2-6% Й20, температура которого на 3-6° С выше его температуры плавлени , раздел ют на два потока в массовом соотношении 0,4-0,6:1.

Основную часть расплава направл ют на тарельчатый гранул тор, куда подаетс  также твердый карбамид со стадии охлаждени  и измельчени . Соотношение гор чего расплава и охлажденного измельченного карбамида на гранул торе поддерживают исход  из услови , что на выходе из грану- л тора, гранул т имеет температуру на 5- 25° С меньше, чем его температура плавлени . На тарельчатом гранул торе при поступлении распыл емого расплава на слой холодных твердых частиц, загруженных на дно тарели, образуютс  гранулы укрупненных размеров, преимущественно (4-12) м. После гранул тора карбамид поступает в аппарат охлаждени , например барабанного типа, где в качестве охлаждающего носител  используетс , например, холодный воздух. Сюда же распыл етс  меньша  часть расплава карбамида. Распыление плава ведут при услови х образова- ни  преимущественно твердых частиц размером (0,05-0,370) м.

После охлаждени  смесь гранул и порошкообразного карбамида раздел ют, например , на грохоте. При грохочении происходит выделение четырех фракций. Фракции (4-7) и (7-12) м выдел ют в виде товарных. А фракцию более 12х10 3 м и часть продукта товарных фракций направл ют на измельчение и последующее смешение с фракцией м, Смесь карбамида мелких и раздробленных крупных фракций с температурой 20-40° С направл ют в гранул тор.

П р и м е р 1 (по известному способу). Берут 100 вес.ч. расплава карбамида, содержащего 5,85% Н20 и 0,7% биурета, с температурой 136° С и подают на тарельчатый гранул тор. Сюда же подают 79,4 вес.ч. твердого охлажденного карбамида с влаж- ностью 0,3% и температурой 28° С.

Из гранул та отвод т 173,83 вес.ч. гра- нул та с температурой 128° С. Фракционный состав гранул та следующий, %: менее 1, м 3,0: (1,5-2) м 8; (2-4) м 73; (4-4,5) м 5; более 4, м 11.

Гранул т охлаждают до 28° С и рассеивают с получением 5,21 вес.ч. мелочи, 19,12 вес.ч. крупной фракции и 149,5 вес.ч. гранул товарных фракций. Крупную фракцию и

0 5 0 5 0

5 0

5 0

5

55,07 вес.ч. гранул товарных фракций направл ют на измельчение. Измельчение ведут до частиц меньше м. Указанный твердый, охлажденный и измельченный карбамид направл ют в гранул тор.

Таким образом 36,8% от массы товарной фракции гранул та измельчают и направл ют на повторную гранул цию. Товарную фракцию гранул карбамида в количестве 94,2 вес.ч. с содержанием 0,3% НзО и 0,8% биурета отправл ют потребителю .

П р и м е р 2. Берут расплав карбамида, содержащий 5,85% НаО и 0,7% биурета, при 136° С в количестве 100 вес.ч. и раздел ют его на два потока в массовом соотношении 0,5:1. При этом 33,33 вес.ч. расплава направл ют в холодильник, а 66,67 вес.ч. расплава поступает на тарельчатый гранул тор. Одновременно на гранул тор подают 52,94 вес.ч. твердых охлажденных частиц карбамида со стадий охлаждени  и дроблени  с температурой 28° С, который имеет следующий фракционный состав, %:

Менее ,5

(4-7)хЮ 3м12,5

(7-12)хЮ 3м 79,0

Более 12x10 3 м6

Этот гранул т охлаждают до 28° С в аппарате охлаждени  барабанного типа. В аппарат охлаждени  распыливают также 33,33 вес.ч. исходного расплава карбамида. При распылении расплава получают порошкообразный продукт, содержащий частицы диаметром (0,05-0,37) м. После аппарата охлаждени  частицы твердого карбамида подают на стадию рассева. Фракцию гранул размером более 12x10 м полностью, т.е. в количестве 6,95 вес.ч., направл ют на стадию дроблени , например на валковой дробилке до получени  частиц диаметром 5x10 м. На дробление направл ют также 9,76 вес.ч. гранул товарных фракций размером (4-7) м.

Твердые частицы карбамида размером менее м со стадии охлаждени  и частицы после операции дроблени  с температурой 28° С направл ют на тарельчатый гранул тор в качестве ретура. Со стадии рассева отвод т 2,74 вес.ч. гранул фракции (4-7) м и 91,56 вес.ч. гранул фракции (7-12) м, которые направл ют потребителю в качестве товарного продукта.

Готовый продукт содержит 0,3% Н20 и 0,75% биурета. Таким образом на повторную переработку в качестве ретура направл ют 10,94% гранул товарной фракции карбамида, полученного на гранул торе.

П р и м е р 3. Берут расплав карбамида, содержащий 5,85% НаО и 0,7% биурета, при

136° С в количестве 100 вес.ч. и раздел ют его на два потока в массовом соотношении 0,6:1. При этом 37,5 вес.ч. расплава направл ют в холодильник, а 62,5 вес.ч. расплава поступает на тарельчатый гранул тор. Одновременно на гранул тор подают 49,63 вес.ч. твердых охлажденных частиц карбамида со стадий охлаждени  и дроблени  с температурой 28° С.

С тарели гранул тора выходит 108,25 вес.ч. гранул та с температурой 128° С, который имеет следующий фракционный состав , %:

Менее 4x10 м

(4-7) (7-12)

,-3.

3

22

70

Более 12x10 ° м5

Этот гранул т охлаждают до 28° С в аппарате охлаждени  барабанного типа. В аппарат охлаждени  распыливают также 37,5 вес.ч. исходного расплава карбамида. При распылении расплава получают порошкообразный продукт, содержащий частицы диаметром (0,05-0,37) м. После аппарата охлаждени  частицы твердого карбамида подают на стадию рассева. Фракцию гранул размером более 12x10 3 м полностью, т.е. в количестве 5,41 вес.ч. направл ют на стадию дроблени , например на валковой дро- билке, до получени  гранул-частиц диаметром менее 5x10 м. На дробление направл ют также 5,55 вес.ч. гранул товарных фракций размером (4-7) м. Твердые частицы карбамида размером менее м со стадии охлаждени  и частицы после операции дроблени  с температурой 28° С направл ют на тарельчатый гранул тор в качестве ретура.

Со стадии рассева отвод т 18,27 вес.ч, гранул фракции (4-7)х10 м и 75,77 вес.ч. гранул фракции (7-12) м, которые отправл ют потребителю в качестве товарного продукта. Готовый продукт содержит 0,3% Н20 и 0,78% биурета. Таким образом на повторную переработку в качестве ретура направл ют 5% гранул товарной фракции карбамида, полученных на гранул торе.

П р и м е р 4. Берут расплав карбамида, содержащий 5,85% Й20 и 0,7% биурета, при 136° С в количестве 100 вес.ч. и раздел ют его на два потока в массовом соотношении 0,4:1. При этом 28,5 вес.ч. расплава направл ют в холодильник, а 71,4 вес. i. расплава поступает на тарельчатый гранул тор. Одновременно на гранул тор подают 56,69 вес.ч. твердых охлажденных частиц карбамида со стадий охлаждени  и дроблени  с температурой 28° С. С тарели гранул тора выходит 124,09 вес.ч, гранул та с темпе5

ратурой 128° С, который имеет следующий фракционный состав, %:

Менее м2,8

(4-7)хЮ 3м29,7

(7-12)хЮ 3м61,5

Более 12x10 3 м6

Этот гранул т охлаждают до 28° С в аппарате охлаждени  барабанного типа. В аппарат охлаждени  распыливают также 0 28,6 вес.ч. исходного расплава карбамида. При распылении расплава получают порошкообразный продукт, содержащий частицы диаметром (0,05-0,37) м. После аппарата охлаждени  частицы твердого карбамида 5 подают на стадию рассева. Фракцию гранул размером более 12x10 3 м полностью, т.е. в количестве 7,44 вес.ч. направл ют на стадию дроблени , например на валковой дробилке , до получени  частиц диаметром 0 менее м. На дробление направл ют также 18,76 вес.ч. гранул товарных фракций размером (4-7) м.

Твердые частицы карбамида размером менее 4x10 м со стадии охлаждени  и час- 5 тицы после операции дроблени  с температурой 28° С направл ют на тарельчатый гранул тор в качестве ретура.

Со стадии рассева отвод т 18,1 вес.ч. гранул фракции (4-7) м и 76,317 вес.ч. 0 гранул фракции (7-12) м, которые отправл ют потребителю в качестве товарного продукта. Готовый продукт содержит 0,3% Н20 и 0,78% биурета. Таким образом на повторную переработку в качестве рету- 5 ра направл ют 16,6% гранул товарной фракции карбамида, полученного на гранул торе.

П р и м е р 5. Берут расплав карбамида, содержащий 5,85% Й20 и 0,7% биурета, при 0 136° С в количестве 100 вес.ч. и раздел ют его на два потока в массовом соотношении 0,62:1. При этом 38,27 вес.ч. расплава направл етс  в холодильник, а 61,7 вес.ч. расплава поступает на тарельчатый гранул тор. 5 Одновременно на гранул торе подают48,99 вес.ч, твердых охлаждающих частиц карбамида со стадий охлаждени  и дроблени  с температурой 28° С.

С тарели гранул тора выходит 107,23 0 вес.ч. гранул та с температурой 128° С, который имеет следующий фракционный состав , %:

Менее м5,5

(4-7)хЮ 3м28,5

(7-12)хЮ 3м62

Более 12x10 3 м4

Этот гранул т охлаждают до 28° С в аппарате охлаждени  барабанного типа. В аппарат охлаждени  распыливают также 38,27 вес.ч. исходного расплава карбамида.

При распылении расплава получают порошкообразный продукт, содержащий частицы диаметром (0,05-0,37) м. После аппарата охлаждени  частицы твердого карбамида подают на стадию рассева. Фракцию гранул размером более 12x10 3 м полностью, т.е. в количестве 4,29 вес.ч., направл ют на стадию дроблени , например на валковой дробилке , до получени  частиц диаметром менее м. На дробление направл ют также 2,66 вес.ч. гранул товарных фракций размером (4-7) м.

Твердые частицы карбамида размером менее 4x10 м со стадии охлаждени  и частицы после операции дроблени  с температурой 28° С направл ют на тарельчатый гранул тор в качестве ретура.

Со стадии рассева отвод т 27,9 вес.ч. гранул фракции (4-7)х10 м и 66,48 вес.ч. гранул фракции (7-12) м, которые отправл ют потребителю в качестве товарного продукта.

Готовый продукт содержит 0,38% НаО и 0,8% биурета. Таким образом на повторную переработку в качестве ретура направл етс  2,7% гранул товарной фракции карбамида , полученного на гранул торе.

П р и м е р 6. Берут расплав карбамида, содержащий 5,85% Н20 и 0,7% биурета, при 136° С в количестве 100 вес.ч. и раздел ют его на два потока в массовом соотношении 0,37:1. При этом 27 вес.ч. расплава направл етс  в холодильник, а 73 вес.ч. расплава поступает на тарельчатый гранул тор. Одновременно на гранул тор подают 57,96 вес.ч. твердых охлажденных частиц карбамида со стадий охлаждени  и дроблени  с температурой 28° С.

С тарели гранул тора выходит 114,18 вес.ч. гранул та с температурой 128° С, который имеет следующий фракционный состав , %:

Менее м7

(4-7)хЮ 3м34

(7-12)хЮ 3м56

Более 12x10 3 м3

Этот гранул т охлаждают до 28° С в аппарате охлаждени  барабанного типа. В аппарат охлаждени  распыливают также 27 вес.ч. исходного расплава карбамида. При распылении расплава получают порошкообразный продукт, содержащий частицы диаметром (0,05-0,37) м. После аппарата охлаждени  частицы твердого карбамида подают на стадию рассева. Фракцию гранул размером более 12х10 3 м полностью, т.е. в количестве 3,81 вес.ч., направл ют на стадию дроблени , например на валковой дро билке, до получени  частиц диаметром менее м. На дробление направл ют

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

также 19,78 вес.ч. гранул товарных фракций размером (4-7)хЮ м.

Твердые частицы карбамида размером менее 4x10 м со стадии охлаждени  и частицы после операции дроблени  с температурой 28° С направл ют на тарельчатый гранул тор в качестве ретура.

Со стадии рассева отвод т 23,36 вес.ч. гранул фракции (4-7) м и 71,05 вес.ч. гранул фракции (7-12) м, которые отправл ют потребителю в качестве товарного продукта.

Готовый продукт содержит 0,3% Н20 и 0,8% биурета. Таким образом на повторную переработку в качестве ретура направл етс  17,3% гранул товарной фракции карбамида , полученного на гранул торе.

Приведенные примеры 2-6 однозначно демонстрируют преимущества предлагаемого способа относительно известного способа в сопоставимых начальных услови х по температуре исходного плава, его влзго- содержанию, по температуре охлажденных частиц карбамида, поступающих в качестве ретура на гранул тор, и температуре гранул та , выход щего с тарели.

Пример б(сравнительный). Берут 100 вес.ч. расплава карбамида, содержащего 3% Н20 и 0,75% биурета, с температурой 136° С и подают на тарельчатый гранул тор. Сюда же подают 222,7 вес.ч. твердого охлажденного карбамида с влажностью 0,3% и температурой 40° С.

Из гранул тора отвод т 319,59 sec.ч. гранул та с температурой 107° С. Фракционный состав гранул та следующий, %:

Менее 1, м12

(1,5-2)х10 3м33

44 8

Более4,

Гранул т охлаждают до 40° С и рассеивают с получением мелочи 38,35 вес.ч., крупной фракции 9,59 вес.ч., товарной фракции 271,65 вес.ч.

Крупную фракцию в количестве 9,5 вес.ч. и 174,76 вес,ч. гранул товарных фракций направл ют на измельчение. Измельчение ведут до частиц меньше м.

Указанный твердый охлажденный и измельченный карбамид с температурой 40° С направл ют в гранул тор в качестве ретура. Со стадии рассева отвод т 96,84 вес.ч. гранул товарных фракций, которые отправл ют потребителю. Готовый продукт содержит 0,3% Н20 и 1,05% биурета. Таким образом на повторную переработку в качестве ретура направл етс  64,3% гранул товарной фракции карбамида, полученного на гранул торе .

,-з

(2-4)хЮ-м (4-4,5)

-з

Пример. Берут расплав карбамида, содержащий 3% Н20 и 0,75% биурета, при 136° С в количестве 100 вес.ч. и раздел ют его на два потока в массовом соотношении 0,5:1. При этом 33 вес.ч. расплава направл етс  в холодильник, а 67 вес.ч. расплава поступает в тарельчатый гранул тор. Одновременно на гранул тор подают 151,34 вес.ч. твердых охлажденных частиц карбамида со стадий охлаждени  и дроблени  с температурой 40° С. С тарели гранул тора выходит 213,33 вес.ч. гранул та с температурой 107° С, который имеет следующий фракционный состав, %:

Менее 4x1 Ом20

(4-7)хЮ 3м40

(7-12)хЮ 3м35

Более 12x10 3 м5

Этот гранул т охлаждают до 40° С в аппарате охлаждени  барабанного типа. В аппарат охлаждени  распыливают также 33 вес.ч. исходного расплава карбамида. При распылении расплава получают порошкообразный продукт, содержащий частицы диаметром (0,05-0,37) м. После аппарата охлаждени  частицы твердого карбамида подают на стадию рассева. Фракцию гранул размером более 12x10 м полностью, т.е. в количестве 10,66 вес.ч., направл ют на стадию дроблени  до получени  частиц диаметром менее м. На дробление направл ют также 65,92 вес.ч. гранул товарных фракций размером (4-7)х10 м.

Твердые частицы карбамида размером менее м со стадии охлаждени  и частицы после операции дроблени  с температурой 40° С направл ют на тарельчатый гранул тор в качестве ретура.

Со стадии рассева отвод т 19,4 вес.ч. гранул фракции (4-7) м и 74,66 вес.ч.

гранул фракции (7-12) м, которые отправл ют потребителю в качестве товарного продукта.

Claims (1)

1. Готовый продукт содержит 0,3% НаО и 0,80% биурета. Таким образом на повторную переработку в качестве ретура направл етс  43,56% гранул товарной фракции карбамида, полученного на гранул торе. Формула изобретени  Способ получени  гранулированного

   карбамида гранулированием гор чего расплава карбамида в присутствии охлажденных твердых частиц карбамида, поступающих со стадии дроблени  в виде некондиционных фракций, в тарельчатом

   гранул торе с выгрузкой и охлаждением полученного гранул та в секции охлаждени  и отделени  товарных фракций карбамида от мелких и крупных фракций путем рассеивани  с последующим дроблением

   крупных фракций с добавками товарного продукта и возвратом в гранул тор мелких фракций, полученных на стади х охлаждени  и дроблени , на повторное гранулирование , отличающий с   тем, что, с целью

   увеличени  выхода товарных фракций гранул та , повышени  качества продукта, снижени  доли фракций, подвергаемых повторному гранулированию, расплав карбамида раздел ют на два потока в массовом

   соотношении 0,4-0,6:1 и больший поток направл ют в гранул тор, а меньший распыл ют в секции охлаждени  гранул та.