用于制备含氮肥料颗粒的反应器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及肥料特别是尿素的领域，并且设及涂布有至少一种有机二氧化娃化合 物从而避免肥料沉积物沉淀的造粒反应器，用于涂布硬质表面的方法，用于避免肥料沉积 物沉淀在硬质表面上的方法，W及有机二氧化娃化合物作为硬质表面的涂层的用途。
【背景技术】
[0002] 肥料是天然源或合成源的任何有机或无机材料，其被加入±壤中从而供应植物生 长所需的一种或多种植物养料。肥料通常W不同的比例提供六种主要营养素：憐、钟、巧、 儀、硫和特别是氮。氮的来源可W是天然源或合成源;然而主要的含氮肥料为锭盐，例如硝 酸锭，特别是尿素。
[0003] 与通常含氮肥料(特别是尿素)的制备相关的方法是现有技术中公知的。
[0004] 例如，EP 1 711 447 B1 (化de)公开了通过合成步骤、蒸发过程和造粒单元制备包 含尿素的施肥试剂的方法。根据所述方法，使用自动调节的离屯、累减少停留时间并且优化 用于将蒸发过程的产物流输送至造粒单元的方法的组件的定位。
[0005] 还公知的是通过在流化床中造粒制备肥料颗粒，例如在EP 0 289 074 B1或US 3， 372,019中所述。该技术在20世纪70年代中期由NSMSluiskil开发。通常地，将包含至多97 重量％尿素的料液分配至注射头，料液在注射头处被精细雾化进入由空气辅助的移动粒子 床。
[0006] W0 2012 034650 A1 (化de)设及使用尿素造粒机制备具有低吸水能力的尿素颗粒 的方法，所述尿素造粒机具有颗粒流动入口侧和相反的颗粒流动出口侧并且形成轴线，沿 着所述轴线由尿素溶液和尿素/锭盐流形成尿素颗粒，其中尿素溶液和尿素-锭盐流经由供 料系统单元经由不同喷嘴W混合物的形式喷射或分离喷射进入尿素造粒机中的种子材料 上。
[0007] 在喷射造粒的过程中，形成流化床的小粒子由于肥料液滴而分层从而在反应器中 的造粒路径上形成具有增加的直径的颗粒。由于仅希望具有限定的平均直径的粒子的小窗 口，因此获得的肥料进行筛选并且在规格之外的粒子-任选在磨机中粉碎之后-返回过程 中。
[000引与通常含氮肥料颗粒特别是尿素颗粒的制备相关的主要缺点是如下事实:在造粒 的过程中肥料具有强烈的沉淀倾向。粉尘沉积物在反应器的内壁处结块造成的影响是:从 表面不时粉碎的较大部分的沉积物污染了流化床，同时增加了尿素热解产物(例如缩二脈） 的量并且具有不规则和不希望尺寸和形状的粒子造成满足给定规格的颗粒的更低输出。粉 尘沉积物还可能堵塞造粒机的出口。因此反应器需要在短期内冷却、排料和清洗。显然地， 运造成增加的维护需求和操作需求。
[0009]本发明所基于的问题是避免如上所述的现有技术的缺点。更特别地，本发明的目 的是提供一种新型反应器，所述反应器避免或减少内壁处的沉淀和结块产物的形成。
【发明内容】
[0010] 本发明的第一个目的设及一种用于制备含氮肥料颗粒的反应器，其中所述反应器 的内壁涂布有至少一种有机二氧化娃化合物的层。
[0011] 出人意料地，发现甲基聚硅氧烷是用于涂布各种硬质表面(特别是不诱钢)从而避 免通常肥料颗粒和特别是尿素的沉淀的出色的树脂。容易通过喷射施加的具有数微米厚度 的涂层造成内壁上的显著更少的沉淀并且大大延长了反应器进行排料和清洗的周期。特定 涂层的另一个优点是层在直至150°c(峰值溫度)时维持稳定并且在约110°C的恒定操作条 件下特别稳定。
[0012] 本发明的第二个目的
[0013] 设及用于涂布硬质表面的方法，其中用至少一种甲基聚硅氧烷处理选自如下的表 面:钢、不诱钢、侣或包含铁和/或侣的合金。
[0014] 硬质表面和反应器
[0015] 尽管所述方法可能适用于任何合适的硬质表面，例如钢、不诱钢、侣或包含铁和/ 或侣的合金，本发明的优选的实施方案设及反应器的金属内壁。更优选地，反应器为包括流 化床的造粒机，所述造粒机例如可用于制备肥料颗粒。
[0016] 无需涂布反应器的整个内壁，相反有利的是至少涂布内壁的位于流动床区域上方 的部分，该部分严重经受沉积物的沉淀。
[0017] 流化床包括充当肥料(特别是尿素）的核或种子的小粒子。尿素溶液通过喷嘴喷入 该床中。优选地，种子和肥料液滴的流动方向是逆流的。肥料溶液通常具有小于10,优选小 于5重量％的极低的水含量，并且可W包含助剂例如甲醒、尿素甲醒、硫酸侣、硫酸儀、微量 养料和其它控类造粒添加剂。
[0018] 种子材料需要与制备的肥料颗粒化学相容。特别优选的是通过过程制备并且回收 的经粉碎的尺寸过大或尺寸过小的肥料颗粒。如果种子材料比希望的最终产物小20至 80%，优选40至80 %，特别是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颗粒，优选选择尽可能小的种子尺寸，从而保证完全被肥料溶液覆 盖的材料。
[0019] 在一个优选的实施方案中，反应器包括用于第二肥料化合物的额外入口，允许制 备例如包含尿素和锭盐的肥料。
[0020] 涂层
[0021] 本发明的重点包括出人意料地观察到通常有机二氧化娃化合物，更特别地聚娃氧 烧，甚至更优选甲基聚硅氧烷是非常有效的涂层，在流化床中的造粒过程中避免含氮肥料 特别是尿素的沉淀和结块。
[0022] 合适的有机二氧化娃化合物的示例包括具有式H(0Si此)nOH和(OSi此)η的基团的 低聚和聚合的氨化物。聚硅氧烷还包括支链化合物，限定特征是每对娃中屯、被一个氧原子 分离。硅氧烷官能团形成娃树脂的骨干，其第一示例为聚二甲基硅氧烷。
[0023] 尽管通常有机二氧化娃化合物可用，通常甲基聚硅氧烷作为硬质表面的涂层具有 出色的性质，有利的是选择具有根据DIN 3679的约10至约55mm2/s，优选约20至约35mm2/s的 运动粘度的可喷射产物。
[0024]还有用的是选择具有高于约60°C，优选高于65°C的闪点和高于180°C，优选高于 210°C的燃点的甲基聚硅氧烷从而保证涂层在过程条件下保持稳定。
[00巧]发现目前最有效的树脂是SILRE默霞MSE 100(Wacker化emie)，其为低聚娃酸甲 醋的混合物的甲基醋，也被称为甲氧基官能化的甲基聚硅氧烷树脂。
[0026] 为了改进的硬化，所述甲基聚硅氧烷可W包含聚合催化剂，所述聚合催化剂通常 为烷基铁化合物，例如聚二下基铁酸醋。基于有机二氧化娃化合物计算，合适的量为约1至 约10重量％，优选约5至约8重量％。
[0027] 在施加有机二氧化娃化合物之前，有利的是例如通过使用脱脂剂(例如异丙基醇 和/或包含表面活性剂的市售清洗剂)清洗硬质表面。还有用的是使表面经受喷砂。
[0028] 可W通过任何合适的过程（例如浸溃、浸泡和特别是喷射)将涂层施加至硬质表 面。涂层的合适的厚度为约5至约100μπι，特别是约15至约25μπι。一旦将涂层施加至表面，应 当允许反应器在例如约20°C的环境条件下干燥约一天。特别有用的是在初始操作之前将热 空气引入反应器。
[0029] 工业应用
[0030] 本发明的另一个目的设及用于避免硬质表面被含氮肥料沉积物沉淀的方法，其中 所述表面涂布有至少一种有机二氧化娃化合物，优选甲基聚硅氧烷。优选地，所述硬质表面 为尿素造粒机的内壁并且肥料为尿素。
[0031] 最后，本发明还包括至少一种有机二氧化娃化合物(优选甲基聚硅氧烷)作为硬质 表面的涂层从而抵抗含氮肥料沉积物沉淀的用途。 实施例
[0032] 用于获得尿素颗粒的一般程序
[0033] 图1显示了用于流化床中的造粒的设备。造粒机1包括第一进料器2,通过所述第一 进料器2将第一尿素溶液分配至造粒机内的喷射喷嘴3。尿素溶液喷射至固体尿素粒子上， 所述固体尿素粒子经由颗粒入口侧4引入造粒机并且形成造粒机内的流化床。因此获得的 颗粒经由颗粒出口侧5离开造粒机并且经受第一冷却器6然后经受筛选部段7,在所述筛选 部段7处具有更大或更小的平均直径的颗粒-任选在穿过粉碎机8之后-返回至流动入口侧 4,而落入特定粒子范围的颗粒分离并且穿过第二冷却器9作为希望的最终产物。
[0034] 实施例1和对比实施例C1
[0035] 在第一对比试验中，使用第一异丙醇对如上所述的由不诱钢制成的造粒机的内壁 进行脱脂，然后在70°C下用工业清洗剂处理超过5分钟。然后对壁进行喷砂。造粒过程分别 进行2、17和35天，每个周期之后检查壁从而确定沉淀的量。
[0036] 在根据本发明的实施例中，对相同造粒机的内壁进行如上所述的脱脂、清洗和喷 砂。然后，使用甲基聚硅氧烷树脂(筑lers吸MSE 100，Wacker化emie)和聚二下基铁酸醋（ Tyzor嚴BTP)的比例为93:7(?重量计)的混合物涂布板从而形成厚度平均为0.13WI1的膜。 允许造粒机干燥24小时。然后造粒过程分别进行2、17和35天，每个周期之后检查壁从而确 定沉淀的量。
[0037] 结果列在表1中。
[00；3引 表1
[0039] 造粒机内壁上的沉淀
[0040]
[0041] 结果清楚表明用甲基聚硅氧烷涂布内壁造成沉淀的显著减少，使得所述过程在更 长的周期内运转而无需清洗。
【主权项】
1. 用于制备含氮肥料颗粒的反应器，其中所述反应器的内壁涂布有至少一种有机二氧 化硅化合物的层。2. 用于涂布硬质表面的方法，其中用至少一种甲基聚硅氧烷处理选自如下的表面:钢、 不锈钢、铝或包含铁和/或铝的合金。3. 根据权利要求2所述的方法，其中所述硬质表面为反应器的内壁。4. 根据权利要求3所述的方法，其中所述反应器为造粒机。5. 根据权利要求3所述的方法，其中所述反应器包括流化床。6. 根据权利要求3所述的方法，其中所述反应器为用于制备肥料颗粒的造粒机。7. 根据权利要求6所述的方法，其中所述肥料颗粒包含尿素或由尿素组成。8. 根据权利要求2所述的方法，其中所述有机二氧化硅化合物为甲基聚硅氧烷。9. 根据权利要求2所述的方法，其中所述有机二氧化硅化合物包含聚合催化剂。10. 根据权利要求9所述的方法，其中所述催化剂为烷基钛化合物。11. 根据权利要求2所述的方法，其中所述有机二氧化硅化合物以约5至约100μπι的涂层 厚度施加至所述硬质表面。12. 用于避免硬质表面被含氮肥料沉积物沉淀的方法，其中所述表面涂布有至少一种 有机二氧化硅化合物。13. 根据权利要求12所述的方法，其中所述硬质表面为尿素造粒机的内壁。14. 根据权利要求12所述的方法，其中所述肥料为尿素。15. 至少一种有机二氧化硅化合物作为硬质表面的涂层从而抵抗含氮肥料沉积物沉淀 的用途。
【专利摘要】提出了一种用于制备含氮肥料颗粒的反应器，其中所述反应器的内壁涂布有至少一种有机二氧化硅化合物的层。
【IPC分类】C05C9/00, B01J8/38, B01J19/02
【公开号】CN105531023
【申请号】CN201480050095
【发明人】M·波特霍夫, A·格鲁尔克, L·科特, H·阿尔特胡埃斯, S·卡斯克尔
【申请人】伍德肥料技术公司
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2014年7月12日
【公告号】EP2832439A1, US20160175797, WO2015014447A1