用于制備含氮肥料顆粒的反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及肥料特別是尿素的領(lǐng)域，并且設(shè)及涂布有至少一種有機(jī)二氧化娃化合 物從而避免肥料沉積物沉淀的造粒反應(yīng)器，用于涂布硬質(zhì)表面的方法，用于避免肥料沉積 物沉淀在硬質(zhì)表面上的方法，W及有機(jī)二氧化娃化合物作為硬質(zhì)表面的涂層的用途。
【背景技術(shù)】
[0002] 肥料是天然源或合成源的任何有機(jī)或無機(jī)材料，其被加入±壤中從而供應(yīng)植物生 長(zhǎng)所需的一種或多種植物養(yǎng)料。肥料通常W不同的比例提供六種主要營(yíng)養(yǎng)素：憐、鐘、巧、 儀、硫和特別是氮。氮的來源可W是天然源或合成源;然而主要的含氮肥料為錠鹽，例如硝 酸錠，特別是尿素。
[0003] 與通常含氮肥料(特別是尿素)的制備相關(guān)的方法是現(xiàn)有技術(shù)中公知的。
[0004] 例如，EP 1 711 447 B1 (化de)公開了通過合成步驟、蒸發(fā)過程和造粒單元制備包 含尿素的施肥試劑的方法。根據(jù)所述方法，使用自動(dòng)調(diào)節(jié)的離屯、累減少停留時(shí)間并且優(yōu)化 用于將蒸發(fā)過程的產(chǎn)物流輸送至造粒單元的方法的組件的定位。
[0005] 還公知的是通過在流化床中造粒制備肥料顆粒，例如在EP 0 289 074 B1或US 3， 372,019中所述。該技術(shù)在20世紀(jì)70年代中期由NSMSluiskil開發(fā)。通常地，將包含至多97 重量％尿素的料液分配至注射頭，料液在注射頭處被精細(xì)霧化進(jìn)入由空氣輔助的移動(dòng)粒子 床。
[0006] W0 2012 034650 A1 (化de)設(shè)及使用尿素造粒機(jī)制備具有低吸水能力的尿素顆粒 的方法，所述尿素造粒機(jī)具有顆粒流動(dòng)入口側(cè)和相反的顆粒流動(dòng)出口側(cè)并且形成軸線，沿 著所述軸線由尿素溶液和尿素/錠鹽流形成尿素顆粒，其中尿素溶液和尿素-錠鹽流經(jīng)由供 料系統(tǒng)單元經(jīng)由不同噴嘴W混合物的形式噴射或分離噴射進(jìn)入尿素造粒機(jī)中的種子材料 上。
[0007] 在噴射造粒的過程中，形成流化床的小粒子由于肥料液滴而分層從而在反應(yīng)器中 的造粒路徑上形成具有增加的直徑的顆粒。由于僅希望具有限定的平均直徑的粒子的小窗 口，因此獲得的肥料進(jìn)行篩選并且在規(guī)格之外的粒子-任選在磨機(jī)中粉碎之后-返回過程 中。
[000引與通常含氮肥料顆粒特別是尿素顆粒的制備相關(guān)的主要缺點(diǎn)是如下事實(shí):在造粒 的過程中肥料具有強(qiáng)烈的沉淀傾向。粉塵沉積物在反應(yīng)器的內(nèi)壁處結(jié)塊造成的影響是:從 表面不時(shí)粉碎的較大部分的沉積物污染了流化床，同時(shí)增加了尿素?zé)峤猱a(chǎn)物(例如縮二脈） 的量并且具有不規(guī)則和不希望尺寸和形狀的粒子造成滿足給定規(guī)格的顆粒的更低輸出。粉 塵沉積物還可能堵塞造粒機(jī)的出口。因此反應(yīng)器需要在短期內(nèi)冷卻、排料和清洗。顯然地， 運(yùn)造成增加的維護(hù)需求和操作需求。
[0009]本發(fā)明所基于的問題是避免如上所述的現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。更特別地，本發(fā)明的目 的是提供一種新型反應(yīng)器，所述反應(yīng)器避免或減少內(nèi)壁處的沉淀和結(jié)塊產(chǎn)物的形成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的第一個(gè)目的設(shè)及一種用于制備含氮肥料顆粒的反應(yīng)器，其中所述反應(yīng)器 的內(nèi)壁涂布有至少一種有機(jī)二氧化娃化合物的層。
[0011] 出人意料地，發(fā)現(xiàn)甲基聚硅氧烷是用于涂布各種硬質(zhì)表面(特別是不誘鋼)從而避 免通常肥料顆粒和特別是尿素的沉淀的出色的樹脂。容易通過噴射施加的具有數(shù)微米厚度 的涂層造成內(nèi)壁上的顯著更少的沉淀并且大大延長(zhǎng)了反應(yīng)器進(jìn)行排料和清洗的周期。特定 涂層的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是層在直至150°c(峰值溫度)時(shí)維持穩(wěn)定并且在約110°C的恒定操作條 件下特別穩(wěn)定。
[0012] 本發(fā)明的第二個(gè)目的
[0013] 設(shè)及用于涂布硬質(zhì)表面的方法，其中用至少一種甲基聚硅氧烷處理選自如下的表 面:鋼、不誘鋼、侶或包含鐵和/或侶的合金。
[0014] 硬質(zhì)表面和反應(yīng)器
[0015] 盡管所述方法可能適用于任何合適的硬質(zhì)表面，例如鋼、不誘鋼、侶或包含鐵和/ 或侶的合金，本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方案設(shè)及反應(yīng)器的金屬內(nèi)壁。更優(yōu)選地，反應(yīng)器為包括流 化床的造粒機(jī)，所述造粒機(jī)例如可用于制備肥料顆粒。
[0016] 無需涂布反應(yīng)器的整個(gè)內(nèi)壁，相反有利的是至少涂布內(nèi)壁的位于流動(dòng)床區(qū)域上方 的部分，該部分嚴(yán)重經(jīng)受沉積物的沉淀。
[0017] 流化床包括充當(dāng)肥料(特別是尿素）的核或種子的小粒子。尿素溶液通過噴嘴噴入 該床中。優(yōu)選地，種子和肥料液滴的流動(dòng)方向是逆流的。肥料溶液通常具有小于10,優(yōu)選小 于5重量％的極低的水含量，并且可W包含助劑例如甲醒、尿素甲醒、硫酸侶、硫酸儀、微量 養(yǎng)料和其它控類造粒添加劑。
[0018] 種子材料需要與制備的肥料顆?；瘜W(xué)相容。特別優(yōu)選的是通過過程制備并且回收 的經(jīng)粉碎的尺寸過大或尺寸過小的肥料顆粒。如果種子材料比希望的最終產(chǎn)物小20至 80%，優(yōu)選40至80 %，特別是60至80 %，其具有最佳尺寸。由于希望形成具有低水含量但是 具有高水合能力的肥料顆粒，優(yōu)選選擇盡可能小的種子尺寸，從而保證完全被肥料溶液覆 蓋的材料。
[0019] 在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，反應(yīng)器包括用于第二肥料化合物的額外入口，允許制 備例如包含尿素和錠鹽的肥料。
[0020] 涂層
[0021] 本發(fā)明的重點(diǎn)包括出人意料地觀察到通常有機(jī)二氧化娃化合物，更特別地聚娃氧 燒，甚至更優(yōu)選甲基聚硅氧烷是非常有效的涂層，在流化床中的造粒過程中避免含氮肥料 特別是尿素的沉淀和結(jié)塊。
[0022] 合適的有機(jī)二氧化娃化合物的示例包括具有式H(0Si此)nOH和(OSi此)η的基團(tuán)的 低聚和聚合的氨化物。聚硅氧烷還包括支鏈化合物，限定特征是每對(duì)娃中屯、被一個(gè)氧原子 分離。硅氧烷官能團(tuán)形成娃樹脂的骨干，其第一示例為聚二甲基硅氧烷。
[0023] 盡管通常有機(jī)二氧化娃化合物可用，通常甲基聚硅氧烷作為硬質(zhì)表面的涂層具有 出色的性質(zhì)，有利的是選擇具有根據(jù)DIN 3679的約10至約55mm2/s，優(yōu)選約20至約35mm2/s的 運(yùn)動(dòng)粘度的可噴射產(chǎn)物。
[0024]還有用的是選擇具有高于約60°C，優(yōu)選高于65°C的閃點(diǎn)和高于180°C，優(yōu)選高于 210°C的燃點(diǎn)的甲基聚硅氧烷從而保證涂層在過程條件下保持穩(wěn)定。
[00巧]發(fā)現(xiàn)目前最有效的樹脂是SILRE默霞MSE 100(Wacker化emie)，其為低聚娃酸甲 醋的混合物的甲基醋，也被稱為甲氧基官能化的甲基聚硅氧烷樹脂。
[0026] 為了改進(jìn)的硬化，所述甲基聚硅氧烷可W包含聚合催化劑，所述聚合催化劑通常 為烷基鐵化合物，例如聚二下基鐵酸醋。基于有機(jī)二氧化娃化合物計(jì)算，合適的量為約1至 約10重量％，優(yōu)選約5至約8重量％。
[0027] 在施加有機(jī)二氧化娃化合物之前，有利的是例如通過使用脫脂劑(例如異丙基醇 和/或包含表面活性劑的市售清洗劑)清洗硬質(zhì)表面。還有用的是使表面經(jīng)受噴砂。
[0028] 可W通過任何合適的過程（例如浸潰、浸泡和特別是噴射)將涂層施加至硬質(zhì)表 面。涂層的合適的厚度為約5至約100μπι，特別是約15至約25μπι。一旦將涂層施加至表面，應(yīng) 當(dāng)允許反應(yīng)器在例如約20°C的環(huán)境條件下干燥約一天。特別有用的是在初始操作之前將熱 空氣引入反應(yīng)器。
[0029] 工業(yè)應(yīng)用
[0030] 本發(fā)明的另一個(gè)目的設(shè)及用于避免硬質(zhì)表面被含氮肥料沉積物沉淀的方法，其中 所述表面涂布有至少一種有機(jī)二氧化娃化合物，優(yōu)選甲基聚硅氧烷。優(yōu)選地，所述硬質(zhì)表面 為尿素造粒機(jī)的內(nèi)壁并且肥料為尿素。
[0031] 最后，本發(fā)明還包括至少一種有機(jī)二氧化娃化合物(優(yōu)選甲基聚硅氧烷)作為硬質(zhì) 表面的涂層從而抵抗含氮肥料沉積物沉淀的用途。 實(shí)施例
[0032] 用于獲得尿素顆粒的一般程序
[0033] 圖1顯示了用于流化床中的造粒的設(shè)備。造粒機(jī)1包括第一進(jìn)料器2,通過所述第一 進(jìn)料器2將第一尿素溶液分配至造粒機(jī)內(nèi)的噴射噴嘴3。尿素溶液噴射至固體尿素粒子上， 所述固體尿素粒子經(jīng)由顆粒入口側(cè)4引入造粒機(jī)并且形成造粒機(jī)內(nèi)的流化床。因此獲得的 顆粒經(jīng)由顆粒出口側(cè)5離開造粒機(jī)并且經(jīng)受第一冷卻器6然后經(jīng)受篩選部段7,在所述篩選 部段7處具有更大或更小的平均直徑的顆粒-任選在穿過粉碎機(jī)8之后-返回至流動(dòng)入口側(cè) 4,而落入特定粒子范圍的顆粒分離并且穿過第二冷卻器9作為希望的最終產(chǎn)物。
[0034] 實(shí)施例1和對(duì)比實(shí)施例C1
[0035] 在第一對(duì)比試驗(yàn)中，使用第一異丙醇對(duì)如上所述的由不誘鋼制成的造粒機(jī)的內(nèi)壁 進(jìn)行脫脂，然后在70°C下用工業(yè)清洗劑處理超過5分鐘。然后對(duì)壁進(jìn)行噴砂。造粒過程分別 進(jìn)行2、17和35天，每個(gè)周期之后檢查壁從而確定沉淀的量。
[0036] 在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中，對(duì)相同造粒機(jī)的內(nèi)壁進(jìn)行如上所述的脫脂、清洗和噴 砂。然后，使用甲基聚硅氧烷樹脂(筑lers吸MSE 100，Wacker化emie)和聚二下基鐵酸醋（ Tyzor嚴(yán)BTP)的比例為93:7(?重量計(jì))的混合物涂布板從而形成厚度平均為0.13WI1的膜。 允許造粒機(jī)干燥24小時(shí)。然后造粒過程分別進(jìn)行2、17和35天，每個(gè)周期之后檢查壁從而確 定沉淀的量。
[0037] 結(jié)果列在表1中。
[00；3引 表1
[0039] 造粒機(jī)內(nèi)壁上的沉淀
[0040]
[0041] 結(jié)果清楚表明用甲基聚硅氧烷涂布內(nèi)壁造成沉淀的顯著減少，使得所述過程在更 長(zhǎng)的周期內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)而無需清洗。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 用于制備含氮肥料顆粒的反應(yīng)器，其中所述反應(yīng)器的內(nèi)壁涂布有至少一種有機(jī)二氧 化硅化合物的層。2. 用于涂布硬質(zhì)表面的方法，其中用至少一種甲基聚硅氧烷處理選自如下的表面:鋼、 不銹鋼、鋁或包含鐵和/或鋁的合金。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述硬質(zhì)表面為反應(yīng)器的內(nèi)壁。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述反應(yīng)器為造粒機(jī)。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述反應(yīng)器包括流化床。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述反應(yīng)器為用于制備肥料顆粒的造粒機(jī)。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述肥料顆粒包含尿素或由尿素組成。8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述有機(jī)二氧化硅化合物為甲基聚硅氧烷。9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述有機(jī)二氧化硅化合物包含聚合催化劑。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述催化劑為烷基鈦化合物。11. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述有機(jī)二氧化硅化合物以約5至約100μπι的涂層 厚度施加至所述硬質(zhì)表面。12. 用于避免硬質(zhì)表面被含氮肥料沉積物沉淀的方法，其中所述表面涂布有至少一種 有機(jī)二氧化硅化合物。13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述硬質(zhì)表面為尿素造粒機(jī)的內(nèi)壁。14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述肥料為尿素。15. 至少一種有機(jī)二氧化硅化合物作為硬質(zhì)表面的涂層從而抵抗含氮肥料沉積物沉淀 的用途。
【專利摘要】提出了一種用于制備含氮肥料顆粒的反應(yīng)器，其中所述反應(yīng)器的內(nèi)壁涂布有至少一種有機(jī)二氧化硅化合物的層。
【IPC分類】C05C9/00, B01J8/38, B01J19/02
【公開號(hào)】CN105531023
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480050095
【發(fā)明人】M·波特霍夫, A·格魯爾克, L·科特, H·阿爾特胡埃斯, S·卡斯克爾
【申請(qǐng)人】伍德肥料技術(shù)公司
【公開日】2016年4月27日
【申請(qǐng)日】2014年7月12日
【公告號(hào)】EP2832439A1, US20160175797, WO2015014447A1