Postup na výrobu dusíkatého hnojiva s obsahom síry

Číslo patentu: E 10354

Dátum: 07.11.2006

Autori: Jaeger Emmerich, Bruckbauer Christina

Je ešte 18 strán.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Postup na výrobu dusíkatého hnojiva s obsahom síry0001 Vynález sa týka postupu na výrobu dusíkatého hnojiva s obsahom síry podľa nároku l. 0002 Surove fosfáty sa zakladajú s asi 75 - 80 hmotnostným podielom na mineráli apatit, ktorý rastliny zdôvodu rozsiahlej nerozpustnosti vo vode tohto materiálu nemôžu použit ako zdroj fosfátu. Pre transformáciu surových fosfátov do formy dostupnej pre rastliny je potrebné odobrať minerálu apatit časť obsiahnutého vápnika. Za týmto účelom sa okrem iného používa nitrofosfatizácia, nazývaná aj ako postup ODDA.0003 Pri nitrofosfatizácii sa, po dispergovaní surového fosfátu s kyselinou dusičnou V zariadení ODDA, vychladnutím reakčnej zmesi vyzráža dusičnan vápenatý-tetrahydrát a oddelí ñltráciou0004 V posledných rokoch sa miestami zisťuje ochudobnenie poľnohospodársky využívaných pôd o síru z dôvodu zníženia emisií síry následkom vzrastajúceho odsírenia spalín aredukcie obsahu síry vpalivách. Odsirenie rastlinami musí byť doplňovane dávkami síry hnojivami. Dopyt po hnojivách sobsahom síry, obzvlášť po jednozložkových dusíkatých hnojivách, je rastúci.0005 Jedným z možných komponentov s obsahom síry na výrobu hnojív s obsahom síry je sadra. Je známe, že surový fosfát sa namiesto skyselinou dusičnou disperguje s kyselinou sírovou a vyzrážaná sadra a ñltrát sa spracuje do požadovaných produktov. Tento postup je známy ako mokrý kyselinový proces (US 3 653 872 alebo GB l 247 365).0006 Známe sú aj procesy, ktoré vyzrážanú sadru používajú na výrobu komplexných hnojív s obsahom síry. Toto je popísané napríklad v RU 2186751 a v publikácii Winnacker Küchler Chemische Technologie, zväzok 2, 4. Vydanie, 1982 strana 356 - strana 360.0007 Uvedené postupy majú spoločné, že pridaním kyseliny sírovej pri dispergovaní surového fosfátu vzniká takzvané vyzrážaná sadra, ktorá sa následne ďalej spracováva. Pritom je nevýhodné, že jemne kryštalícká vyzrážaná sadra musí byť pred ďalším spracovaním odfiltrovaná, čo je technicky mimoriadne náročné. Ďalej pri vyzrážaní sadry vzniká sadrový polohydrát alebo sadrový dihydrát, ktoré vytvárajú pasty s vysokou viskozitou a preto ich nie je možne s inými zložkami spracovať a granulovať na hnojivo. Tým je ich oblasť použitia veľmi obmedzená väčšinou musí byť vyzrážaná sadra deponovaná, čo je spojené v narastajúcej miere s vysokými nákladmi.0008 Z W 0 2006/050936 je známy postup na výrobu dusíkatých hnojív s obsahom síry, priktorom sa dusičnan vápenatý transformuje V zmiešavacej aparatúre so zlúčeninou s obsahomsíry, prednostne kyselinou sírovou H 2 SO 4, a hnojivo sa získa granuláciou Vznikajúcej suspenzie s obsahom sadry. Transformácia sa tu uskutočňuje v premiešavacou reaktore amonizačnej aparatúry za prítomnosti amoniaku NHg.0009 Pritom sa reaktanty súčasne vpúšťajú do premiešavacieho reaktoru. Paralelné pridávanie reaktantov môže viesť k lokálnemu prehriatiu, nakoľko plynný NH 3 nie je dostatočne dispergovateľný. Dlhšie doby zotrvania vkyslom prostredí a lokálne prehriatia môžu v najhoršom prípade viesť k výbuchu. Na základe relatívne dlhej doby zotrvania v reaktore dochádza k tvorbe vysoko viskóznej hmoty, ktorá môže viesť k usádzaniam.0010 Popri premiešavacích reaktoroch sú známe rúrove reaktory na poli výroby hnojív. Tak je popísaná napr. výroba dusičnanu amónneho, dusíkato-fosforečno-draselného hnojiva alebo sulfátu amónneho v rúrovom reaktore.0011 EP 0272974 popisuje napr. rúrový reaktor na neutralizáciu produktu dispergovania fosforečnanu privádzaním NH 3, pričom dochádza k tvorbe fosforečnanu alebo polyfosforečnanu amónneho. Pritom sa NH a voda, ako aj kyselina sírová a oxid fosforečný samostatne privádza do rúrového reaktora a dochádza k reakcii.0012 Aj zFR 2695840 je známy rúrový reaktor na neutralizáciu kyseliny sírovej alebo kyseliny fosforečnej privádzaním NH 3, V prívodnej zóne je pritom umiestnená miešačka. 0013 Pri výrobe dusíkatého hnojiva s obsahom síry vo forme suspenzie s obsahom sadry bola podľa doteraz zvyčajného postupu zmiešavaná kyselina sírová H 2 SO 4 s amoniakom NH 3 a vytvorený síran amónny sa transformoval s dusičnanom vápenatým. Problematický je však pri takomto riadení reakcie intenzívny exotermický priebeh reakcie kyseliny sírovej a amoniaku, čím je nutne chladenie chladiacou vodou priamo v reaktore.0014 Nakoľko je však z dôvodu lepšej stability pri skladovaní a spracovateľnosti žiaduce vyrábať formulácie hnojív s nízkym obsahom vody, nie je chladenie zmesi v reaktore pomocou vody výhodné. Na výrobu hnojiva s nízkym obsahom vody by obsah vody V reaktore nemal presahovať od 5 do 15 .0015 Teraz je základom vynálezu problém vývoja postupu na výrobu dusíkatého hnojiva s nízkym obsahom síry, pri ktorom sa redukuje resp. zabráni vzniku tepla a lokálneho prehriatia astým spojeného nebezpečenstva výbuchu bez toho, aby bolo potrebne priame chladenie média v reaktore pomocou Vody.0016 Táto úloha je riešená použitím rúrového reaktoru, ako je ďalej popísané.0017 Použitý rúrový reaktor vykazuje minimálne jednu vstupnú zónu a minimálne jeden zmiešavací úsek, pričom vo vstupnej zóne je umiestnený minimálne jeden prvý prostriedok naVpustenie prvého reaktantu aminimálne jeden druhý prostriedok na vpustenie druhéhoreaktantu. Rúrový reaktor podľa vynálezu vykazuje minimálne jeden ďalší prostriedok na vpustenie minimálne ďalšieho tretieho reaktantu, pričom tretí prostriedok je umiestnený v minimálne jednej vstupnej zóne, v a/alebo za minimálne jedným zmiešavacím úsekom.0018 Pritom je výhodné, že rúrový reaktor vykazuje viaceré prostriedky na vpúšťaníe tretieho reaktantu, pričom jeden z týchto prostriedkov je umiestnený v minimálne jednej vstupnej zóne a druhý tento prostriedok po minimálne jednom zmiešavacom úseku.0019 S výhodou je rúrový reaktor konštruovaný modulárne apopri zmiešavacom úseku vykazuje minimálne jednu vstupnú zónu a minimálne jednu výstupnú zónu, pričom zmiešavací úsek je umiestnený medzi vstupnou a výstupnou zónou.0020 S výhodou rúrový reaktor vykazuje minimálne dva zmiešavacie úseky, pričom minimálne tretí prostriedok na vpustenie tretieho reaktantu je umiestnený v rúrovom reaktore medzi minimálne dvoma zmiešavacímí úsekrni.0021 Minimálne jeden tretí prostriedok na vpustenie tretieho reaktantu po zmiešavacom úseku je uprednostnene koncipovaný ako vstupná rúra, pričom Výstupný otvor vstupnej rúry je umiestnený v strede prierezu rúrovćho reaktoru. Týmto umiestnením sa minimálne jeden reaktant, ako napr. kyselina sírová, zavádza priamo do roztoku dusičnanu vápenatého dispergovaného s amoniakom. Tým sa zabráni reakcii s plynným amoniakom nahromadeným obzvlášť v hornej časti reaktora.0022 S výhodou slúži minimálne tretí prostriedok na vpustenie tretieho reaktantu do rúrového reaktoru na vpúšťanie amoniaku.0023 Tiež je výhodou, keď minimálne jeden tretí prostriedok na vpustenie tretieho reaktantu v rúrovom reaktore slúži na vpúšťanie kyseliny sírovej.0024 Tiež je možné, že tretí prostriedok na vpustenie kyseliny sírovej je vytvorený vo vstupnej zóne rúrového reaktoru minimálne dvojdielne, pričom diely sú umiestnené radiálne okolo rúrového reaktoru.0025 Minimálne prvý prostriedok slúži vo vstupnej zóne na vpustenie roztoku dusičnanu vápenatého napríklad vo forme rozpusteného Ca(NO 3)24 H 2 O, a minimálne druhý prostriedok vo vstupnej zóne na vpustenie NH 3.0026 Rúrový reaktor tak umožňuje oddelene pridávanie reaktantov. Obzvlášť možnost postupného pridávania amoniaku ako druhého reaktantu zabraňuje intenzívnej exotermickej reakcii, takže sa zabráni lokálnym prehriatiam.0027 Ďalej umožňuje rúrový reaktor krátke zotrvanie reaktantov a dobré premiešanie cez celý prierez aparatúry. Vysokou prietokovou rýchlosťou sa tiež dosiahne, že reakčná doba je0028 Výhoda rúrového reaktoru oproti použitiu premiešavacej nádoby spočíva vtom, že rúrový reaktor nepotrebuje žiadne dodatočne čerpadlá na dopravovanie reakčnej zmesi. Vrúrovom reaktore sa reaktanty preto dopravujú cez rúru surčitým vopred nastaveným tlakom, naproti tomu je vpremiešavacej nádobe potrebné čerpadlo na transport hnojivá s obsahom síry.0029 Rúrový reaktor vykazuje vo vstupnej zóne minimálne jednu zmiešavaciu hlavícu,obzvlášť kaskádovitú zmiešavaciu hlavicu, pričom je v zmiešavacej hlavici umiestnené minimálne jedno statické zmiešavacie zariadenie, obzvlášť intenzívne zmiešavacie zariadenie. 0030 Pre disperziu amoniaku v roztoku dusičnanu vápenatého vo vstupnej zóne je výhodou použit namiesto špirálovitých zmiešavacích prvkov intenzívne zmiešavacie zariadenie, čím sa skráti celková dĺžka rúrového reaktoru.0031 Je výhodou, keď je prvý prostriedok na vpustenie prvého reaktantu vytvorený ako vstupná rúra s priemerom až do 40 mm, a druhý prostriedok na vpustenie druhého reaktantu ako vstupná rúra, obzvlášť ohnutá rúra, s priemerom až do 150 mm.0032 Je obzvlášť výhodné, ak je prvý a druhý prostriedok na vpustenie prvého a druhého reaktantu umiestnený v uhle medzi 0 až 90, prednostne 90 °, k osi rúrového reaktoru. Taktiež je výhodné, ak sú prvý a druhý prostriedok voči sebe navzájom umiestnené v uhle medzi 0 až l 80 °, prednostne 90 °.0033 Taktiež je výhodné, ak je v minimálne jednom zmiešavacom úseku umiestnený minimálne jeden statický zmiešavací prvok. Statický zmiešavací prvok v minimálne jednom zmiešavacom úseku rúrového reaktoru je prednostne tvorený ako zmiešavací prvok s prostriedkom na zmenu smeru otáčania, obzvlášť ako Špirálovité zmíešavacie zariadenie, ako prostriedok na rozvírenie, obzvlášť intenzívne zmiešavacie zariadenie, a/alebo ako statické zmiešavacie zariadenie.0034 Je obzvlášť výhodné, ak je zmiešavací úsek vybavený viacerými zmiešavacími prvkami, obzvlášť špirálovitými prvkami. Zmiešavacie prvky sú pritom s výhodou umiestnené v minimálne jednom z dvoch čiastkových zmiešavacích úsekoch zmiešavacieho úseku, pričom je uprednostnená umiestnenie pod prostriedkom na vpustenie kyseliny sírovej.0035 Vzmiešavacom úseku sú prednostne umiestnene dva alebo viacero špírálovitých zmiešavacích prvkov s protichodným smerom otáčania, aby sa dosiahlo optimálne premiešaníe reaktantov. Špirálovité zmiešavacie prvky sú zhotovené tak, aby ich bolo možné vprípade potreby jednoducho z rúrového reaktoru Vybrať anahradiť. Okrem toho majú Špirálovitézmiešavacie prvky výhodu, že ich je možné zhotoviť cenovo výhodne a rýchlo.

MPK / Značky

MPK: B01J 19/00, B01J 19/26, B01F 5/04, C05B 11/06, B01J 19/24

Značky: obsahom, síry, výrobu, dusíkatého, hnojiva, postup

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/26-e10354-postup-na-vyrobu-dusikateho-hnojiva-s-obsahom-siry.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Postup na výrobu dusíkatého hnojiva s obsahom síry</a>

Podobne patenty