Технология карбамида - Горловский Д.М.
Скачать (прямая ссылка):
В качестве инертных изолирующих веществ используют как неорганические, так и органические материалы. Неорганические покрытия представляют собой большей частью твердые тонкодисперсные вещества, весьма инертные химически — диоксид кремния, различные алюмосиликаты, в частности, цеолит, бентонит, кизерит и др., оксид цинка, углерод, карбонат кальция [97). Гранулы покрывают карбонатом кальция, нанося на поверхность CaO или Ca(OH)2 и обрабатывая их газообразным CO2 при 290—335 К и 0,2 МПа. Применяют также неорганические вещества, имеющие самостоятельную удобрительную ценность — сульфаты кальция или магния, фосфаты аммония, соединения микроэлементов [98].
Среди неорганических покрытий гранул карбамида особое место занимает элементарная сера, повышающая питательную ценность карбамида, применяемого как в удобрительных, так и в кормовых целях І99 1. Гранулы можно покрывать тонкоизмель-ченной порошкообразной серой, однако показано, что при этом скорость растворения карбамида не снижается, хотя и устраняется его слеживание. Поэтому большее внимание уделялось карбамиду, покрытому расплавленной серой. Так, еще в 1972 г. английская фирма «Ай-Си-Ай» выпустила удобрение Gold—N, содержащее ~30% серы в виде покрытия на гранулах карбамида, полученных в башне. Было показано, что около 10% азота, содержащегося в этом удобрении,- выделяется в течение первых 2—3 суток после внесения, а остальной азот медленно усваивается в течение 5 месяцев.
Процесс получения аналогичного удобрения был освоен на установке производительностью 10 т/ч. Гранулы карбамида, полученные в тарельчатом грануляторе и нагретые до 325— 355 К, поступают во вращающийся барабан для покрытия серой. Барабан содержит на внутренней поверхности радиальные пластины. При вращении барабана эти пластины поднимают гранулы карбамида наверх, откуда они затем вновь ссыпаются вниз.
Система отклоняющих пластин придает потоку ссыпающихся гранул форму вертикальной «завесы», на которую разбрызгивается расплав серы из горизонтально расположенных форсунок. Расплав с температурой 430 К подается в форсунки под давлением 5—10 МПа. На установке, использовавшейся ранее, расплав подавали непосредственно на поверхность основной массы гранул, распыляя его горячим воздухом, что приводило к уносу пыли серы.
Получаемые гранулы, содержащие 13—16% серы, дополнительно покрываются расплавленным парафином [2% (масс.)] при 350—385 К для ликвидации дефектов структуры серного покрытия, охлаждаются и опудриваются кизельгуром 12—3% (масс.) ].
Качество готового продукта характеризуют степенью растворения карбамида после 7-суточной выдержки в воде при 311 К. В зависимости от способа нанесения расплава и толщины покрытия эта величина колеблется в пределах 10—30%.
Предлагались также различные дополнительные модификаторы карбамида с серным покрытием [100]: алифатические амины, водорастворимые соединения фосфора и калия, добавляемые к наружному парафиновому покрытию, синтетические смолы или полисульфиды, добавляемые к расплаву серы, водный раствор формальдегида, увлажняющий порошкообразную серу, предназначенную для покрытия. Предложен также способ получения удобрения, в котором карбамид и серу перемешивают и гранулируют, причем один из этих компонентов или оба берут в виде расплава [101].
Органические покрытия гранул карбамида состоят, главным образом, из полиолефиновых полимеров ¦— полиэтилена, поливинилацетата, сополимера этилена с винил ацетатом, поливинилхлорида, полиакрилонитрила, полиакрил-амида, полимеров на основе высыхающих масел [102], а также из пенополиуретанов [103].
При покрытии гранул часто комбинируют поверхностно активные вещества с неорганическими или органическими инертными материалами [101].
Среди соединений, образующих поверхностные пленки на гранулах в результате химического взаимодействия с карбамидом, следует отметить неорганические и органические кислоты, а также органические изоцианаты [105]. Однако наибольшее распространение получило модифицирование карбамида альдегидами или предварительно полученными продуктами конденсации карбамида с альдегидами. Это объясняется тем, что продукты конденсации карбамида с альдегидами обладают свойствами медленно действующих удобрений [1, с. 372] и кормовых средств [106]. Кроме того, большая часть карбамида, подвергаемого химической переработке, используется в производстве карбамидоальдегидных смол, применяемых для получения лаков, клеев, покрытий и пластмасс [1, с. 373]. Таким образом, этот путь модифицирования карбамида в большинстве случаев не осложняет его последующего применения.
Карбамид модифицируют альдегидами (преимущественно формальдегидом), обрабатывая гранулы их парами или содержащими их газами, преимущественно при 325—375 К, желательно в присутствии кислых катализаторов поликонденсации [107]. Можно также опрыскивать карбамид водными растворами альдегидов, поддерживая в растворе кислую или щелочную среду, либо перемешивать в барабане карбамид с твердым полимером формальдегида — параформальдегідом [108]. Промышленное распространение получил процесс опрыскивания карбамида водным раствором низкомолекулярного продукта конденсации карбамида с формальдегидом [109]. Этот раствор, получаемый в результате абсорбции формальдегида слабощелочным водным раствором карбамида, содержит в основном ди- и триметплолмочевину и носит торговое название «Formurea 80».
