Способ получения частиц, содержащих мочевину

011329 Настоящее изобретение относится к способу получения частиц, содержащих мочевину. Известными и часто применяемыми способами получения частиц, содержащих мочевину, являются приллирование и гранулирование. Приллирование осуществляют в башне приллирования, в которой содержащую мочевину жидкость разбрызгивают в форме мелких капель. В процессе падения эти капли охлаждаются и затвердевают под влиянием движущегося вверх воздуха. В основании башни приллирования твердые частицы собирают. Гранулирование содержащих мочевину жидкостей может осуществляться в разных типах оборудования для гранулирования. В гранулирующее оборудование подают затравочные частицы, которые находятся в движении внутри оборудования. Содержащую мочевину жидкость разбрызгивают над затравочными частицами и охлаждают. В результате этого затравочные частицы растут и превращаются в гранулы мочевины. Указанные способы описаны, например, в Энциклопедии промышленной химии Ульмана, 2002(Ullmann, Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2002) в главах, относящихся к мочевине и гранулированию удобрений. Недостатком вышеупомянутых процессов является то, что при разбрызгивании содержащего мочевину раствора образуется мелкая пыль, которая попадает в охлаждающий воздух. Основную часть пыли следует удалить из большого количества охлаждающего воздуха, используемого в процессе приллирования и гранулирования, прежде чем станет допустимым выброс воздуха в окружающую среду. Для приллирования и гранулирования требуется большое количество охлаждающего воздуха. Это требует больших затрат энергии. Более того, приллирование и гранулирование являются вредными для окружающей среды процессами ввиду образования пыли при протекании этих процессов. Целью настоящего изобретения является исключение этих недостатков. Эта цель достигается способом по настоящему изобретению, в котором содержащие мочевину частицы получают в пеллетирующем устройстве, включающем питающее устройство, транспортер и устройство для удаления полученных гранул с транспортера, при подаче содержащей мочевину жидкости в питающее устройство, из которого капли содержащей мочевину жидкости поступают на транспортер, на котором содержащие мочевину капли затвердевают и охлаждаются до температуры не более 55 С, после чего полученные содержащие мочевину частицы удаляют с транспортера. В пеллетирующем устройстве частицы, содержащие мочевину, получают без необходимости создания мелких капель и без использования охлаждающего воздуха, вступающего в непосредственный контакт с частицами. Таким образом, не образуется потока воздуха, содержащего мочевинную пыль. Следующим преимуществом использования пеллетирующего устройства является то, что формируются одинаковые частицы заданных формы и состава. Пеллетирующее устройство включает в себя питающее устройство, транспортер и устройство для удаления полученных гранул с транспортера. Пеллетирующим устройством является, например, описанная в Энциклопедии химической технологии, 4-е издание, том 22, стр. 244 и 245, (Encyclopedia ofChemical Technologe, Fourth Editin v. 22 p. 244, 245) система с бесконечной конвейерной лентой. Жидкость, содержащую мочевину, подают в питающее устройство. Питающее устройство может,например, включать в себя сито с отверстиями, через которые продавливают содержащую мочевину жидкость. Питающее устройство расположено над транспортером и содержащую мочевину жидкость подают через отверстия в сите, расположенном на дне питающего устройства. Питающее устройство может, например, быть перфорированным цилиндрическим барабаном, который вращается и подает капли на транспортер, находящийся у дна цилиндрического барабана. Транспортер может быть непрерывной лентой, которая движется от питающего устройства вместе с находящимися на ней каплями, содержащими мочевину. Располагающуюся за питающим устройством часть транспортера охлаждают косвенным путем, например, охлаждающей водой. Другими средами для косвенного охлаждения транспортера могут быть, например, воздух и другие жидкости. На транспортере капли затвердевают и после затвердевания в виде частиц, содержащих мочевину, удаляются с транспортера. Обычно содержащие мочевину частицы удаляют с транспортера путем сгребания, но специалистам в данной области техники известны и другие пригодные для использования способы удаления частиц. Содержащая мочевину жидкость выходит из питающего устройства, обычно, с температурой выше точки плавления мочевины. Точкой плавления мочевины является температура 135 С. Обычно содержащая мочевину жидкость выходит из питающего устройства с температурой 135-140 С. На конвейере капли охлаждаются до температуры не более 55 С и затвердевают. После этого, содержащие мочевину частицы удаляют с транспортера. При температуре выше 55 С содержащие мочевину частицы недостаточно прочны, чтобы с ними можно было работать. Частицы легко разрушаются, и в конечном продукте может присутствовать пыль. Присутствие пыли способствует слеживанию частиц в период транспортировки и хранения. На температуру частиц можно повлиять через скорость транспортера, длину транспортера, а также температуру и количество охлаждающей среды. Для упрощения удаления частиц, содержащих мочевину, с транспортера после удаления твердых частиц до попадания капель, транспортер можно обработать соответствующим средством. Может оказаться также необходимым очищать транспортер от остатков частиц, содержащих мочевину. Это можно-1 011329 сделать, например, путем сгребания остатков частиц после увлажнения. Полученные частицы, содержащие мочевину, не являются сферическими, как частицы получаемые путем приллирования и гранулирования, частицы плоские с той стороны, которая контактирует с транспортером. Отношение высота/диаметр (отношение h/d) частиц составляет от 0,99 до 0,1. Диаметром частицы является диаметр ее плоской стороны. Предпочтительно, получают частицы с отношением h/d от 0,7 до 0,3. Это нужно для увеличения насыпной массы и уменьшения вероятности слживания частиц в период транспортировки. Содержащая мочевину жидкость может быть определена как любая жидкость, содержащая мочевину в растворенной, дисперсной или жидкой форме. Жидкостью может быть, следовательно, содержащий мочевину раствор, содержащая мочевину суспензия или содержащий мочевину расплав. Предпочтительно, содержащей мочевину жидкостью является расплав мочевины. Более предпочтительно, расплав мочевины содержит мочевины не менее 99 мас.%, а наиболее предпочтительно не менее 99,7 мас.%. Содержащий мочевину раствор может содержать также другие вещества или быть смесью мочевины с одним веществом или с большим количеством веществ. Содержание мочевины в жидкости, содержащей мочевину, предпочтительно, от 20 до 100 мас.%. Содержащая мочевину жидкость может содержать добавку. Поскольку полученные в пеллетирующем устройстве частицы имеют одинаковый состав, каждая частица содержит одинаковое количество добавки. Преимущество способа по изобретению заключается в том, что добавки можно смешать с жидкостью,содержащей мочевину, до пеллетирующего устройства, в результате чего добавки в частице распределены равномерно. Примерами добавок могут быть, например, формальдегид и продукты мочевино-формальдегидной реакции, микроэлементы и ингибиторы нитрификации и уреазы. Могут быть добавлены растворы формальдегида, так как они или формальдегид могут вступать в реакцию с мочевиной с образованием продукта реакции мочевины и формальдегида. Примерами микроэлементов являются бор, марганец, железо, цинк, медь и молибден. Микроэлементы могут находиться в жидкости, содержащей мочевину, в виде солей (сульфатов, хлоридов, нитратов), а также оксидов или же очень мелких металлических частиц (порошок). Примерами ингибиторов нитрификации служат, в частности, пиридины, дициандиамид и пиразолы. Примерами ингибиторов уреазы являются, в частности, триамиды фосфорной кислоты, тиосульфат аммония. Содержащая мочевину жидкость может также включать другое удобрение. Примерами других удобрений являются, в частности, сульфат аммония и различные фосфаты, как например моноаммоний фосфат, диаммоний фосфат и нитрофосфат. Преимущество использования пеллетирующего устройства состоит в том, что можно пеллетировать и суспензии с большим количеством твердого вещества. Такие суспензии трудно разбрызгивать в башне приллирования или грануляторе. Сульфат аммония растворим в мочевине в количестве до 30 мас.%, и жидкости, содержащие такое количество сульфата аммония, можно приллировать или гранулировать. Большее количество сульфата аммония будет присутствовать в смеси в твердом виде. В этом случае смесь будет суспензией. Смесь мочевины с сульфатом аммония при содержании сульфата аммония 30 мас.% может быть пеллетирована с помощью способа по изобретению, но не может быть легко разбрызгана в башне приллирования или грануляторе. На полученные частицы, содержащие мочевину, после прохождения пеллетирующего устройства может быть нанесено покрытие. Под покрытием понимают нанесение на частицы тонкого слоя для уменьшения склонности частиц к слеживанию. Примерами покрытий, в частности, являются тонкие,инертные порошки, воск, масло или полимеры. Примерами тонких, инертных порошков, в частности,служат кизельгур, тальк, известь, каолин и сера. Примерами воска, в частности, являются полиэтиленовые воски, парафины, жирные амины и сульфонаты. Примерами полимерных покрытий, в частности,являются поли(винилиденхлоридные) (PVDC) покрытия, полиолефины (полиэтилен, полипропилен и этиленовые сополимеры), полиуретан, мочевино-формальдегидные смолы, сложные полиэфиры и алкидные смолы. Полученные частицы, содержащие мочевину, могут быть использованы в качестве удобрения. С этой целью соответствующие настоящему изобретению частицы, содержащие мочевину, могут быть использованы как таковые или же в смеси с другими частицами удобрений примерно такой же формы и размера путем совместного внесения на поле разбрасывателем удобрений. Примеры Определение раздавливающего усилия. Раздавливающее усилие определяли с помощью аппарата LRX+Material Testing Systems фирмыLloyd Instruments. С помощью пинцета частицу из образца помещали в центр нажимного стола прибора для испытаний на раздавливание. Частицу располагали таким образом, что плоская ее поверхность была той поверхностью, к которой прилагали давление. На частицу воздействовали силой, которая возрастала с постоянной скоростью. Определяли силу в момент разрушения частицы и принимали ее за раздавливающее частицу усилие. Раздавливающее усилие измеряли в Ньютонах (Н).-2 011329 Пример I. Расплав мочевины пеллетировали в установке Rotoform фирмы Sandvik Process Systems. Ширина конвейера в установке Rotoform составляла 600 мм, а длина зоны охлаждения 11 м. Расплав мочевины с содержанием мочевины 99,8% подавали в питающее устройство пеллетирующего устройства. Температура подаваемого на конвейер расплава мочевины составляла 137 С. Конвейер вращался со скоростью примерно 50 м/мин. Конвейер охлаждали охлаждающей водой с температурой около 22 С и при интенсивности ее потока 6,5-9 м 3/ч. Полученные пеллеты (гранулы) мочевины сгребали в поворотной точке конвейера. Пеллеты мочевины имели температуру 32-38 С, диаметр 3,15-4,00 мм и высоту 2,0 мм. Раздавливающее усилие для пеллет составляло 15 Н. Пример II. С пеллетами, полученными согласно примера I, проводили испытание на рассеивание. Пеллеты помещали в разбрасыватель минеральных удобрений, тип ZA-M Maxi S 1500 фирмы Amazone. Удалось достигнуть ширины охвата 24 м. Сравнительное испытание А. В установке Rotoform фирмы Sandvik Process Systems пеллетировали расплав мочевины. В установке Rotoform ширина конвейера составляла 600 мм, а длина зоны охлаждения 11 м. Расплав мочевины с содержанием мочевины 99,8% подавали в питающее устройство пеллетирующего устройства. Температура подаваемого на конвейер расплава мочевины составляла 150 С. Конвейер вращался со скоростью примерно 90 м/мин. Конвейер охлаждали охлаждающей водой с температурой около 22 С при интенсивности ее потока 8,5-10 м 3/ч. Полученные пеллеты мочевины сгребали в поворотной точке конвейера. Пеллеты мочевины имели температуру 56-59 С, диаметр 3,5-5,4 мм и высоту 1,9 мм. Пеллеты мочевины можно было удалить с конвейера, но во время удаления пеллет с конвейера образовывалось много пыли. В процессе хранения пеллеты слживались. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ получения частиц, содержащих мочевину, отличающийся тем, что частицы, содержащие мочевину, получают в пеллетирующем устройстве, включающем в себя питающее устройство, конвейер и устройство для удаления полученных пеллет с конвейера, при подаче жидкости, содержащей мочевину, в питающее устройство, из которого капли жидкости, содержащей мочевину, поступают на конвейер,на котором капли, содержащие мочевину, затвердевают и охлаждаются до температуры не более 55 С,после чего полученные содержащие мочевину частицы удаляют с конвейера. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что жидкость, содержащая мочевину, является расплавом мочевины. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что расплав мочевины содержит мочевины не менее 99 мас.%. 4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что после удаления с конвейера частиц, содержащих мочевину, конвейер очищают. 5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что жидкость, содержащая мочевину, содержит добавку. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что добавка является раствором формальдегида или продуктом реакции мочевины и формальдегида. 7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что жидкость, содержащая мочевину, является смесью мочевины с другим удобрением. 8. Способ по п.7, отличающийся тем, что жидкость, содержащая мочевину, является смесью мочевины с сульфатом аммония. 9. Способ по п.8, отличающийся тем, что жидкость, содержащая мочевину, является смесью мочевины с сульфатом аммония, взятом в количестве более 30 мас.%. 10. Частица, содержащая мочевину, отличающаяся тем, что одна из ее сторон является плоской и частица имеет отношение высота/диаметр, равное от 0,99 до 0,1, где диаметр является диаметром плоской стороны частицы. 11. Частица, содержащая мочевину, по п.10, отличающаяся тем, что частица содержит добавку. 12. Частица, содержащая мочевину, по п.11, отличающаяся тем, что добавка является формальдегидом или продуктом реакции мочевины с формальдегидом. 13. Частица, содержащая мочевину, по п.10, отличающаяся тем, что частица содержит мочевину и другое удобрение. 14. Частица, содержащая мочевину, по п.13, отличающаяся тем, что частица содержит мочевину и сульфат аммония. 15. Частица, содержащая мочевину, по п.14, отличающаяся тем, что частица содержит мочевину и сульфат аммония, взятый в количестве более 30 мас.%.