Способ получения гранул мочевины

008450 Изобретение относится к способу получения гранул мочевины в грануляторе с псевдоожиженным слоем, включающем по меньшей мере одно входное отверстие для воздуха для псевдоожижения, распределитель, над которым находится псевдоожиженный слой, и распылители, которые установлены в распределителе, из которых расплав мочевины распыляется на или над частицами мочевины, находящимися в псевдоожиженном слое, которые поддерживаются в движении воздухом для псевдоожижения. Такой способ описан в "Granulate in fluid bed", Hydrocarbon Processing, September 1981, pages 203-208. В данной публикации описан способ получения гранул мочевины в псевдоожиженном слое, при помощи которого раствор мочевины с концентрацией 95-97 мас.% распыляют в форме очень тонко распыленных капель. В грануляторе эти тонкораспыленные капли входят в контакт с частицами мочевины,присутствующими в псевдоожиженном слое, вызывая рост частиц мочевины. Концентрация раствора мочевины 95-97% предполагает, что раствор мочевины еще содержит много воды. Испарение этой воды обеспечивает охлаждение во время грануляции. Значительным недостатком этого способа является то, что, когда вода испаряется из распыленных капель мочевины, расплав здесь выделяет относительно много пыли тонкоизмельченной мочевины, которая выдувается из псевдоожиженного слоя вместе с воздухом псевдоожижения. Эту мочевину желательно выделять из отходящего газа по экономическим причинам и для защиты окружающей среды. Целью изобретения является предложение способа, который не имеет такого недостатка. Изобретение отличается тем, что воздух для псевдоожижения содержит очень тонко распыленную воду и тем, что концентрация мочевины в расплаве мочевины превышает 97 мас.%. За счет этого вода может испаряться очень быстро, в результате чего достигается требуемое охлаждение за счет испарения воды без образования больших количеств пыли. Преимуществом изобретения является также то, что вода может быть введена в гранулятор в различных местах, так что может быть свободно выбрано оптимальное место для распыления воды в воздух для псевдоожижения. Способ по настоящему изобретению содержит получение гранул мочевины в грануляторе с псевдоожиженным слоем. Такой гранулятор содержит входное отверстие для воздуха для псевдоожижения. Воздух для псевдоожижения применяют для поддержания частиц, которые составляют псевдоожиженный слой в псевдоожиженном состоянии. Воздух для псевдоожижения вводят в гранулятор ниже плиты распределения и выгружают с верха гранулятора, независимо от того, после или без фильтрования. Скорость потока воздуха для псевдоожижения, отнесенная к сечению аппарата в псевдоожиженном слое, обычно составляет между 1,5 и 4 м/с. Плита распределения присутствует в грануляторе. Псевдоожиженный слой частиц мочевины находится над указанной плитой. Расплав мочевины распыляют из распылителей, которые установлены в распределителе, на частицы или над частицами мочевины, находящимися в псевдоожиженном слое, где частицы поддерживают в движении воздухом для псевдоожижения. Любые подходящие распылители можно использовать в качестве распылителей, из которых распыляют расплав мочевины. Примерами таких распылителей являются распылители, описанные в упомянутой выше статье в Hydrocarbon Processing и в патенте США 4619843. В распылителях для расплава мочевины применяют вторичный поток воздуха в самом распылителе для распыления расплава. Количество распылителей для распыления расплава мочевины может варьироваться в пределах, например, от 5 до 25 на м 2 распределителя. Воздух для псевдоожижения вводят в гранулятор с псевдоожиженным слоем ниже распределителя по одной или нескольким линиям подачи. Воздух для псевдоожижения в грануляторе содержит очень тонко распыленную воду, которую добавляют к воздуху для псевдоожижения. Это добавление может быть осуществлено в грануляторе в различных местах и различными способами. Тонкораспыленную воду можно, например, добавить к воздуху для псевдоожижения ниже распределителя. Это можно достичь помещением распылителей во внутренней стороне гранулятора, но также посредством распыления воды в линиях подачи воздуха для псевдоожижения. Воду можно также добавлять к воздуху для псевдоожижения у возвышения распределителя или непосредственно выше распределителя. Предпочтительным является добавление воды к воздуху для псевдоожижения на 0-50 см выше распределителя, более предпочтительно на 5-15 см выше распределителя. Воду можно также добавлять к воздуху для псевдоожижения посредством распыления из распылителей в распределителе. Наиболее предпочтительно воду добавляют к воздуху для псевдоожижения распылением воды в одной или нескольких линиях подачи воздуха для псевдоожижения. Это выполняют распылением воды из одного или нескольких распылителей в линию подачи. Предпочтительно имеется один распылитель,который расположен в центре линии подачи. Распылители предпочтительно располагают на рассоянии нескольких метров от выходящего потока линии подачи в грануляторе. Если воду распыляют в одной или нескольких линиях подачи воздуха для псевдоожижения, распыленная вода может быть распределена очень гомогенно в грануляторе с применением такого малого ко-1 008450 личества распылителей, насколько возможно. Воду распыляют с применением распылителей, которые способны распылять воду очень тонко. Воду предпочтительно распыляют таким образом, чтобы максимальный размер каплей распыленной воды составлял менее 50 мкм; более предпочтительно менее 40 мкм и наиболее предпочтительно менее 20 мкм. Чем меньше капли воды, тем быстрее вода будет испаряться во время гранулирования и более эффективным будет охлаждение. Эффективное охлаждение во время гранулирования гарантирует, что либо может быть сконструирован гранулятор, который имеет меньшие размеры, либо может быть повышена пропускная способность гранулятора. Способ изобретения делает возможным получение на 10-50 мас.% или больше гранулята мочевины в грануляторе того же самого размера. Вследствие небольшого размера каплей распыленной воды возможно, что, когда воду распыляют в линии подачи воздуха для псевдоожижения, капли полностью испаряются, когда воздух для псевдоожижения входит в гранулятор. Воздух для псевдоожижения затем насыщается водой, когда он поступает в гранулятор. В качестве распылителей для распыления воды можно применять любые распылители при условии,чтобы максимальный размер каплей распыленной воды составлял менее 50 мкм. Примерами таких распылителей являются двухфазные распылители и акустические распылители. Кроме того, воду можно распылять способом, который известен как мгновенное испарение воды, которая находится при температуре выше ее точки кипения. Воду обычно распыляют при температуре между 0 и 150 С, предпочтительно между 15 и 90 С и при давлении между 0,2 и 5,0 МПа. Концентрация мочевины в расплаве мочевины превышает 97 мас.%; предпочтительно превышает 98 мас.%. Высокая концентрация мочевины в расплаве дает преимущество в том, что образуется гранулят мочевины, содержание воды в котором очень низкое. Гранулят мочевины содержит 0,3 мас.% воды как максимум. Воздух для псевдоожижения, который покидает гранулятор, содержит меньше чем 2 мас.% пыли мочевины относительно количества расплава, подаваемого в гранулятор. Изобретение относится также к гранулятору для гранулирования мочевины, включающему входное отверстие для воздуха для псевдоожижения, распределитель, выше которого находится псевдоожиженный слой, и распылители, установленные в распределителе, из которых расплав мочевины распыляется. Такой гранулятор описан в "Granulate in Fluid bed", Hydrocarbon Processing, September 1981, pages 203-208. В грануляторе по известному уровню техники расплав мочевины распыляют при концентрации 9597 мас.%. Если концентрация мочевины расплава мочевины повышается, производительность гранулятора понижается. В данном случае неожиданно обнаружено, что расплав мочевины с концентрацией мочевины, превышающей 97 мас.%, может быть распылен в таком грануляторе без снижения производительности. Это возможно, если гранулятор включает распылители, которые установлены ниже или выше распределителя, из которых вода распыляется в воздух для псевдоожижения. В таком грануляторе можно даже повысить производительность при распылении расплава мочевины с концентрацией мочевины,превышающей 97 мас.%. Воду можно распылять в грануляторе в различных положениях и различными способами. Тонкораспыленную воду можно, например, добавлять к воздуху для псевдоожижения ниже распределителя. Этого можно достичь расположением распылителей внутри гранулятора, но также распылением воды в линиях для подачи воздуха для псевдоожижения. Воду можно также добавлять к воздуху для псевдоожижения выше распределителя или непосредственно над распределителем. Предпочтительным является добавление воды к воздуху для псевдоожижения на 0-50 см выше распределителя, более предпочтительно 5-15 см выше распределителя. Воду можно также добавлять к воздуху для псевдоожижения посредством распыления из распылителей в распределителе. Наиболее предпочтительно, воду добавляют к воздуху для псевдоожижения посредством распыления воды в одной или нескольких линиях подачи воздуха для псевдоожижения. Это осуществляют распылением воды из одного или нескольких распылителей в линию подачи. Распылители, предпочтительно, расположены в нескольких метрах от выхода линии подачи в грануляторе. В качестве распылителей для распыления воды можно применять описанные выше распылители. Распылители для распыления воды могут быть установлены при сборке гранулятора, но также могут быть добавлены, когда готовый гранулятор реконструируют. Преимущество реконструкции готового гранулятора по способу изобретения заключается в том,что производительность существующего гранулятора может быть увеличена. Изобретение будет дополнительно объясняться при помощи примеров без его ограничения.-2 008450 Пример 1. Гранулятор с псевдоожиженным слоем подразделяют на секцию грануляции и секцию охлаждения. Воздух для псевдоожижения подают в обе секции. Зародыши кристаллов мочевины подают в первое отделение секции грануляции. Частицы мочевины распыляют с расплавом мочевины. Во время их пребывания в грануляторе частицы растут с образованием гранул нужного диаметра. Затем продукт охлаждают в секции охлаждения и разделяют просеиванием на три фракции: крупнозернистую, требуемую и тонкоизмельченную. Требуемый продукт, гранулы мочевины нужного размера, транспортируют на хранение. Крупнозернистый продукт после измельчения возвращают в первое отделение секции грануляции вместе с тонкоизмельченным продуктом, где его подают в качестве зародышей кристаллов мочевины. Поток зародышей кристаллов подают в первое отделение секции грануляции гранулятора с псевдоожиженным слоем при скорости потока 9073 кг/ч. Эти частицы распыляют с расплавом мочевины при 140 С, скорости потока 15861 кг/ч, распыление проводят при помощи многих распылителей. Для распыления расплава мочевины требуется 6979 кг воздуха при 140 С в час. Расплав мочевины содержит 98,5 мас.% мочевины. Температура псевдоожиженного слоя 105 С. Во время грануляции скорость потока воздуха для псевдоожижения при 36 С составляет 36957 кг/ч. К воздуху для псевдоожижения для грануляции добавляют 350 кг/ч воды распылением воды в линию подачи воздуха для псевдоожижения. Данным способом добавляют приблизительно 2,5 мас.% воды относительно количества расплава мочевины. Размер капель воды оказывается менее 20 мкм. После пропускания гранул через секцию грануляции получают 24434 кг/ч потока продукта. После просеивания здесь получают 15120 кг/ч нужного конечного продукта, 1815 кг/ч потока крупнозернистого продукта и 7258 кг/ч потока тонкоизмельченного продукта. Два последних потока возвращают в первое отделение секции грануляции. Сравнительный пример А. Мочевину гранулируют, как описано в примере 1, с той разницей, что не добавляют воду. В тех же условиях добавляют 12238 кг расплава мочевины/ч. Для распыления расплава мочевины здесь требуется 5385 кг/ч воздуха. Количество и температура воздуха для псевдоожижения и количество и температура воздуха для секции окисления являются такими же, как в примере 1. Как в примере 1 температура псевдоожижения достигает 105 С. После пропускания гранул через секцию грануляции получают 18854 кг/ч потока продукта. После просеивания получают 11667 кг/ч требуемого конечного продукта, 1400 кг/ч потока крупнозернистого продукта и 5600 кг/ч потока тонкоизмельченного продукта. Два последних потока возвращают в первое отделение секции грануляции, таким образом подавая поток 7000 кг/ч зародышей кристаллов в первое отделение. Количество требуемого конечного продукта составляет приблизительно на 30 мас.% меньше, чем по способу примера 1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ получения гранул мочевины в грануляторе с псевдоожиженным слоем, включающем по меньшей мере одно входное отверстие для воздуха для псевдоожижения, распределитель, над которым находится псевдоожиженный слой, и распылители, которые установлены в распределителе, из которых расплав мочевины распыляется на или над частицами мочевины, находящимися в псевдоожиженном слое, которые поддерживаются в движении воздухом для псевдоожижения, отличающийся тем, что для псевдоожижения используют воздух, содержащий тонко распыленную воду, при этом используют расплав мочевины, концентрация мочевины в котором превышает 97 мас.%. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют воздух для псевдоожижения, содержащий 0,0001-10 мас.% воды относительно распыленного количества расплава мочевины. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что воду добавляют к воздуху для псевдоожижения ниже распределителя. 4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что воду добавляют к воздуху для псевдоожижения в одной или более линиях подачи воздуха для псевдоожижения. 5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что воду добавляют к воздуху для псевдоожижения распылением из одного или нескольких распылителей в линии подачи воздуха для псевдоожижения. 6. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что воду добавляют к воздуху для псевдоожижения выше распределителя или непосредственно над распределителем. 7. Способ по п.6, отличающийся тем, что воду добавляют к воздуху для псевдоожижения на 0-50 см-3 008450 выше распределителя. 8. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что максимальный размер капель распыленной воды составляет менее 50 мкм. 9. Способ по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что концентрация мочевины в расплаве мочевины превышает 98 мас.%. 10. Способ по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что общее количество пыли мочевины в воздухе для псевдоожижения, покидающем гранулятор, составляет менее 2 мас.% от количества расплава,поступившего в гранулятор. 11. Гранулятор для гранулирования мочевины, включающий входное отверстие для воздуха для псевдоожижения, распределитель, над которым находится псевдоожиженный слой, и распылители для распыления расплава мочевины, которые установлены в распределителе, отличающийся тем, что гранулятор дополнительно снабжен распылителями для распыления воды в воздух для псевдоожижения, установленными ниже или выше распределителя, или непосредственно в распределителе. 12. Гранулятор по п.11, отличающийся тем, что распылители для распыления воды являются двухфазными распылителями или акустическими распылителями. 13. Гранулятор по п.11 или 12, отличающийся тем, что распылители установлены в одной или нескольких линиях подачи воздуха для псевдоожижения. 14. Способ реконструирования гранулятора для грануляции мочевины, включающего входное отверстие для воздуха для псевдоожижения, распределитель, над которым находится псевдоожиженный слой, и распылители для распыления расплава мочевины, которые установлены в распределителе, отличающийся тем, что гранулятор дополнительно снабжают распылителями для распыления воды в воздух для псевдоожижения, которые устанавливают ниже или выше распределителя, или непосредственно в распределителе. 15. Способ по п.14, отличающийся тем, что распылители для распыления воды устанавливают в одной или более линиях для подачи воздуха для псевдоожижения.