制造控释肥料颗粒的方法
【专利摘要】本发明关于制造含尿素颗粒的方法，其中使用较低程度的冷却，获得高机械强度。该方法包括以下步骤：(a)提供第一聚合物层；(b)将尿素液滴供应到所述第一聚合物层上；(c)将提供到第一聚合物层上的液滴冷却到55℃～120℃之间的温度；(d)将第二聚合物层施用到包括液滴的第一聚合物层上，以便形成包囊化的尿素液滴；以及(e)分离包囊化的尿素液滴。
【专利说明】制造控释肥料颗粒的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及制造含尿素颗粒的方法。
【背景技术】
[0002]从US7, 700, 012中已知制造含尿素颗粒的方法。其中包括尿素的颗粒在包括进料装置、带和从带移除所形成的丸粒的装置的造料机中，通过将包括尿素的液体供应到进料装置而制备，包括尿素的液体的液滴从进料装置施用于带。在其上，包括尿素的液滴固化并冷却到需要为55°C或更低的温度；之后，从带上移除所形成的包括尿素的颗粒。冷却到低于55°C被教导为是重要的，以便获得处理颗粒以及防止磨损和粉尘形成所需的机械强度。尽管这显著低于尿素的熔融温度(约132°C )，但高于55°C，颗粒不具有足够的强度，更有粘性且产生粉尘。粘性导致仪器结垢，因此降低流动时间。该温度要求在实施时由于带上所需的停留时间而导致非常大且昂贵的仪器，且同时限制将要形成的液滴的大小。或者，其引起对非常低温的冷却介质例如液氮的需要，这增加操作成本。
[0003]另一涉及包括尿素的颗粒的参考文献是US7, 931，729。后一参考文献没有解决含尿素的颗粒的机械强度。而是解决与将尿素用作肥料相关的问题，这是通过提供聚合物包囊化的肥料(例如尿素)形式的控释肥料颗粒。为此，肥料沉积到第一聚合物膜上，然后被第二聚合物膜覆盖，以包囊第一聚合物膜与第二聚合物膜之间的肥料。该方法可以在真空圆网抄纸机(rotoformer)上进行，真空圆网抄纸机是具有移动带、进料装置的装置，进料装置将液滴进料到带上，其中带被冷却。肥料液滴的冷却被公开为在室温，即，如US7, 700, 012中的惯例。肥料的冷却使得更容易将包囊化的肥料液滴切开。
[0004]期望的是提供具有机械强度且没有粉尘形成，具有至少大约在US7，700，012中通过冷却所形成的颗粒的水平的含尿素颗粒。期望的是还能够避免前述所公开的冷却的缺陷。
【发明内容】
[0005]为了更好地解决前述期望，本发明在一方面提供制造含尿素颗粒的方法，包括以下步骤:(a)提供第一聚合物层；(b)将尿素液滴供应到所述第一聚合物层上；(C)将提供到第一聚合物层上的液滴冷却到55°C?120°C之间的温度；(d)将第二聚合物层施用到包括液滴的第一聚合物层上，以便形成包囊化的尿素液滴；以及(e)分离包囊化的尿素液滴。
[0006]在另一方面，本发明提供可通过上述段落所述的方法得到的聚合物包囊化的尿素颗粒。
【具体实施方式】
[0007]本发明基于如下合理认识，即将尿素颗粒包囊到聚合物中的技术能够解决与制造具有足够机械强度的尿素颗粒另外所需的强冷却相关的问题。为此，本发明人已认识到，使用聚合物包囊技术时，55°C?120°C之间的冷却产生坚固的、无粉尘的颗粒，且所涉及的温度可用于解决强冷却的缺点。前述是更加令人惊讶的，因为该技术本来是出于完全不同的目的被开发。优选地，温度在60°C?115°C的范围内，更优选为65°C?100°C，且最优选为70°C?90°C。
[0008]可以以已知的方式提供尿素。根据汽提方法常用于制备尿素的方法是二氧化碳汽提方法，例如描述于 Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol.A27,1996, pp333-350o
[0009]尿素液滴可以以含尿素溶液、含尿素浆料、或含尿素熔体的形式提供。优选地，尿素液滴是尿素熔体，即基本上纯的尿素(多于99%尿素，优选多于99.7%尿素)，在高于尿素熔点的温度，尿素熔点在大气压条件下是132°C。尿素优选为在尿素制备工艺后直接获得(即优选没有单独的分离和/或冷却步骤)的尿素熔体。任选地，尿素液滴以与US7, 700, 012中公开的相同方式包括添加剂和/或其它肥料。
[0010]聚合物可以是任何膜形成聚合物。合适的聚合物是例如聚烯烃，例如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚苯乙烯(PS)。其它合适的聚合物包括尼龙(PA)例如PA6和PA66，或聚酯例如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)及其它。优选的聚合物是聚乙烯。第一和第二聚合物可以相同或不同。优选地，它们是相同的。聚合物膜的厚度可以为10?100 μ m,优选为15?80 μ m,更优选为20?50 μ m,例如约30 μ m。
[0011 ] 聚合物膜可以以不同的方式提供，例如在辊上提供，或可以例如通过挤压或喷射在原位制备。第一和第二聚合物层可以以不同的方式提供，例如第一聚合物层可以从辊提供，而第二层可以通过直接挤压或通过喷射提供。
[0012]优选的是，第一聚合物层在施用尿素液滴时处于平面运动。平面运动是指在与聚合物膜的平面平行的方向中的运动。优选地，运动是纵向平面运动，例如在移动带上。在这些实施方式中，可以将聚合物施用到移动带上，或可以使聚合物层在带上移动，而带静止不动。在聚合物层和带均不处于运动中的情况下，优选液滴供应装置处于运动中，以便使液滴在聚合物层的表面上较好地扩散。带的构造材料不重要。合适的材料可以是例如金属或织物。
[0013]本发明的方法优选在任何具有用于尿素液滴的合适进料器、移动带和用于尿素颗粒的合适移除器的装置上进行。优选的装置是真空圆网抄纸机，ex Sandvik,如US7，700，012和US7，931，729中所述。合适的还有由Kaiser SBS销售的带式造粒(pastillation)仪器。
[0014]在施用尿素液滴之后，使其降低到55°C?120°C的温度。优选地，温度在60°C?115°C的范围内，更优选为65V?100°C，且最优选为70°C?90°C。
[0015]本领域技术人员将理解，该冷却比现有技术中所需的冷却显著更为温和。冷却可以通过在聚合物周围提供冷却气氛，通过冷却聚合物自身来完成，但优选其通过将聚合物提供到带上并对带进行冷却来完成。后者可以通过冷却水或者另一冷却流体的方式来完成。在另一实施方式中，尿素液滴可以沉积在由第一聚合物膜覆盖的冷却板上，其中膜在板上移动(即具有移动膜的板，而不是带)。
[0016]本发明方法的另一优点是，在尿素与移动带之间不存在直接接触，从而防止结垢。这点特别重要，因为结垢问题在较高温度例如55°C?120°C的范围内因尿素的粘性而更为严重。[0017]进料器可以是任何能够分配液滴的装置。优选地，使用具有孔的筛，经由该孔按压尿素液体，或使用具有孔的旋转圆柱形滚筒。
[0018]第二聚合物膜以与US7，931，729中所述的相似方式施用到液滴上，即通过施用膜或通过喷射聚合物。
[0019]本发明方法的优点是可以产生高质量的控释肥料丸粒，其具有机械完整性、较好的压碎强度且允许处理而不产生粉尘。另一优点是可以产生较大尺寸的液滴而无需使用极低的冷却介质温度。
[0020]与此相关，本发明在另一方面提供可通过上述段落所述的方法得到的聚合物包囊化的尿素颗粒。
【权利要求】
1.一种制造含尿素颗粒的方法，包括以下步骤:(a)提供第一聚合物层；(b)将尿素液滴供应到所述第一聚合物层上；(c)将提供到所述第一聚合物层上的液滴冷却到55°C?120°C之间的温度；(d)将第二聚合物层施用到包括所述液滴的第一聚合物层上，以便形成包囊化的尿素液滴；以及(e)分离所述包囊化的尿素液滴。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述尿素液滴为尿素熔体的形式。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述冷却进行到60°C?115°C的温度，优选65。。?100。。。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述冷却进行到70°C?90°C的温度。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一聚合物层在施用所述尿素液滴时处于平面运动。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述平面运动在纵向上。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其中所述运动通过将所述第一聚合物层施用到移动带上来提供。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述冷却通过冷却所述带来提供。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其在真空圆网抄纸机上进行。
10.根据权利要求5或6所述的方法，其中所述运动通过使所述第一聚合物的膜在板上移动来提供。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述冷却通过冷却所述板来提供。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一聚合物和所述第二聚合物独立选自聚乙烯、聚丙烯、聚酯和聚酰胺。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一和第二聚合物相同。
14.聚合物包囊化的尿素颗粒，能够通过前述权利要求中任一项所述的方法得到。
【文档编号】B01J2/26GK103958044SQ201280058221
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2012年10月24日 优先权日:2011年10月24日
【发明者】S·H·沙夫斯马 申请人:斯塔米卡邦有限公司