Spôsob prípravy kondenzovaných fosforečnanov amónnych

Číslo patentu: 218193

Dátum: 15.09.1984

Autori: Herman Luboš, Hutár Eduard, Franko Ján, Teren Ján

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Spôsob prípravy kondenzovaných fosforečnanov amónnych termickým spracovaním dihydrogénfosforečnanu urónia pri teplote od 110 °C do 250 °C bez alebo v prítomnosti amoniaku tak, že kryštalický a/alebo roztavený a/alebo rozpustený dihydrogénfosforečnan urónia [CO(NH2) (NH3)]. .H2PO4 sa bez prídavku alebo za súčasného prídavku amoniaku uvedie do priameho kontaktu s kvapalnou a/alebo plynnou teplonosnou látkou zohriatou na teplotu od 110 °C do 250 °C. Výhodné je ako teplonosnú látku použiť kvapalinu, ktorej merná hmotnosť pri spracovanej teplote je vyššia než je priemerná merná hmotnosť reakčného produktu.

Text

Pozerať všetko

(75) r ,Autor vynálezu TEREN JÁN ing., HERMAN LUBOŠ, HUTAR EDUARD ing., BRATI SLAVA, FRANKO JÁN ing., GALANTA .(54) Spôsob prípravy kondenzovaných fosforečnanov amónnychSpôsob prípravy kondenzovaných fosforečnanov amónnych termíckým spracovaním dihydrogénfosforečnanu urónía pri teplote od 110 °C do 250 °C bez alebo V prítomnosti amonisaku tak, že kryštalícký a/alebo roztavený a/alebo rozpustený díhydrogênfosforečnan urónią CO(NH 2) (NH 3).H 2 PO sa bez prídavku alebo za súčasného prídavku amoniatku uvedie do priameho kontaktu s kvapalznou a/alebo plynnou teplonosnou látkou zohriatou na teplotu od 110 °C d.o 250 °C.Výhodné je ako teplonosnú látku použiť kvapalínu, ktorej merná hmotnosť pri spra-covanej teplote je vyššia než je priemerná mernáhhmotnosť reakčného produktu.Vynález sa týka spôsobu prípravy kondenzovaných fosforečnanov amónnych termickým spracovaním díhydrogénfosforečnanu urónia.Tavecnina koandenzovaných fosforečnanov amónnych, ktorá je významným medziproduktom prípravy vysokoko-ncentrovaných kvapalných viaczložkových hnojív, sa obvykle pripravuje vysokoteplotnou neutralizáciou fosforečných kyselín.Prevažná väčšina dnes používaných procesov kladie vysoké požiadavky na lmalitu spracovávaných fosforečných kyselín a ich priemyselné využívanie predpokladá použitie netradičných konštrukčných materiálov vyznačujúcich sa vysokou odolnostou voči mimoriadne vysokej koróznej agresivite horúcich fosforečných kyselín, charakterízovaných vysokým obsahom fosforečnej zložky a tiež voči korozivíte reakčnej zmesi, ktorá vzhľadom -na prítomnosť kondenzovaxiých fosforečnanov viaže do vodorozpustných komplexov mnohé z prvkov o .nižšej elektronegativite než je elektronegativita fosforu.Tieto procesy sú náročné i na spotrebu energie a V záujme dosahovania potrebného stupňa premeny ortofosforečnanov na kondenzowané fosforečnany je potrebné udržovať reakčnú teplotu v intervale 240 až 350 °C.Z uvedených dôvodov sa chemický a chemicko-technologický výskum procesov výroby kondenzovaných fosforečnanov amónnych stále viac upriamuje na postupné odstraňovIanie nevýhod nateraz priemyselne využívaných spôsobov.Prakticky Všetky uvedené ťažkosti možnoodstrániť, ank sa na pripravu kondenzovaných s Vfosforečnanov amónnych ako východzia surovina použije dihydrogénfosforečnan urónia- CO(NH 2) (NH 3) .H 2 PO 4, bežne označovaný ako fosforečnan močoviny. Tento kryštalizuje zo sústavy CO(NH 2)2 PgO 5 - voda. Možnosť využiť túto zlúčeninu pre prípravu kondenzovaných fosforečnanov amónnych,resp. kvapalných viaczložkových hnojív pripravovaných na ich báze, je najmä v poslednom obdobi predmetom záujmu viacerých výskumno-vývojových a výrobných spoločInosti na celom svete. V uplynulom obdobi sa podarilo vyvinúť viaceré spôsoby výroby kondenzovaných fosforećnanov amónnych,ktorých základom je termické spracovanie dihydrogénfosforečnanu urónia. Ide najmä o procesy chránené francúzskym patentom č. 2 076 321, Ger. Offen č. 2 100 413, USA patentom č, 3 713 802, NSR patentom č. 2 308 408. Procesy vyvijlané americkým výskumným strediskom National Fertilizer Development Center-Tennessee Valley Authority, Musclo Shoals V Albame (Jones T. -M.,Getsinger J, G. - Chem. Eng. News 53, 35,22 (1975), Lewis H. T. - Chem. Eng, News 53, 35, New Developments in Fertílizer Technology 9 th Demonstration, 1.-2. oktober 1972 10 th Demonstration, 1.-2. októbra 1974 11-th Demonstration, 5.-6. október 1976 12 th Demonstration, 18.-19. októberNapokon možno uviesť dva procesy výroby taveniny kondenzovaných fosforečnanov amónnycvh termickým spracovaním fosforečnanu mocoviny, vyvinuté V uplynulom období V ČSSR (AO č. 193 977 a AO č. 214 210).Aj ked všetky uvedené spôsobyvýroby podľa citovanej odbornej a patentovej literatúry umožňujú i priemyselnú výrobu kondenzovaných fosforečnanov amónnych, resp. výrobu koncentrovaných kvapalných hnojív na ich báze, tieto sú pomerne komplíkované a lmektoré z .nich neumožňujú kontínualizáciu výrobného procesu.Teraz sa zistilo, že taveninu s nastaviteľnych obsahom kondenzovaných fosforečnanov amónnych, pri zachovaní ich optimálnej distribúcie, vhodnej i pre výrobu dusíkato-fosíłíorečných koncentrovaných kvapalných hnojív, je možné pripraviť spôsobom podľa vynálezu.lfodstata vynálezu spočíva v tom, že kryštalický a/alebo roztavený a/alebo rozpustený dihydrogénfosforečnan urónia, CO (NHg)(N H 3) . H 2 PO 4, sa bez pridavku alebo Zasúčasného pridavku amoniaku uvedie do priameho kontaktu s kvapalinou a/alebo plynnou teplonosnou látkou zohriatou na teplotu od 110 °C do 250 °C.Zistilo sa tiež, že ako teplonosnú látku možno s výhodou použiť kvapalinu, ktorej merná hmotnosť pri pracovnej teplote je vyššia než je priemerná merná hmotnosť produktu reakcie - spenenej taveniny.Dá sa predpokladať, že za uvedených podmienok základné reakcie prebiehajúce v dehydratujúcej reakčnej zmesi možno znázornit pri značnom zjednodušení touto schémou- ll CO(NH 2)2 2,1 HN - C - NHg kyselina izokyanatá OHAlebo podľa novších prác, založených na poznani kinetických zákonitostí a analýzy produktov rozkladu fosforečnanu močovinyTermický rozklad dihydrogénfosforečnanu urónia je pomerne málo náročný .na spotrebu energie. Uvedené reakcie prebiehajú V systéme postrehnutelnou rýchlosťou už pri teplotách blízkych teplote topenia kryštalického dihydrogénfosforeičnanu urónia (117 °C), pričom významnú časť tepelnej energie potrebnej pre .ich priebeh je krytá neutralizačným teplom vznikajúciłm .pri reakcii kyslo reagujúcej zmesi s amoniakom uvoľneným V dôsledku termického rozkladu pyrolyzujúcej látky.Závislosť entalpie (A H) tepelného rozkladu dihydrogénfosforrečnanu urónia 0 d teploty a priemernej - strednej dĺžky fosforečnanoVého reťazca (počtu atómov fosforu viazaných V -P-O-P- reťazci) V rea-kčnom produkteObsah kondenzovaných fosforečnanov v reakčnom produkte - tavenine pripravenej spôsobom podľa vynálezu a tým aj jej rozpustnosť vo vode je možno účinne regulovať najmä teplotou teplonosmého média, do ktorého sa vnáša dihydrogenfosforečnan urónia a tiež dobou, po ktorú je reakčná zmes Vy stavená kontaktu s horúcou teplonosnou lát- ~kou. Nasledujúce príklady objasňujú, ale neob medzujú predmet vynálezu.S cielom určiť základné podmienky termickej molekulárnej dehydratácie dihydrogénfosforečnanu urónia V dôsledku priameho kontaktu tejto látky s kvapalným teplonos.ným médiom predohriatym na požadovanú reakčnúteplotu, urobila sa séria laboratórnych pokusov, pričom sa používala modelová aparatúra V tomto usporiadaní.Vertikálne umiestnená sklenená nádoba valcovitého tvaru o svetlosti asi 150 mm bola do výšky asi 400 mm naplnená -silikónovým olejom. Ohrev silikónového oleja vo Válci zabezpečoval elektrický varič zapojený na siet- cez regulačný systém tak, aby odchýlky tep loty od .nastavenej hodnoty boli minimálne.Skutočná teplota oleja V nádobe reąktora bolakontrolovaná dvoma teplomermi (teplota oleja V blízkosti dna nádoby a pri hladine). V záujme dosiahnutia čo najvyššej teplotnej homogenity silikónového oleja V nádobe a tiež za účelom zlepšenia prestupu tepla, zasahovalo do nádoby miešadlo, ktorého rotor bol umiestnený približne v spodnej tretine výšky nádoby.Pod hladinu oleja V .nádobe ústila rúrková časť násypky, ktorá slúžila na vnášanie kryštalického dihydrogénfosforečnanu uróniaPokusy sa urobili s kryštalickým DFU, pripraveným z extrakčnej trihydrogénfosforečnej kyseliny tzv. čierneho typu a z technickej prilovanej močoviny.Používaný fosforečnan močoviny bol špecifikovaný týmto chemickým zložením- obsah celkového dusíka z 17,16 0/0.Prvé z urobených pokusov boli zamerané na určenie doby potrebnej na to, aby do re.aktorą násypkou Vnesený kryštalický DFU vplyvom rozdielov V mernej hmotnosti medzi termic-ky nespracovaným kryštalickým DFU,reakčným produktom a používaným horúcim teplonosným médíorn bol po aspoň čiastočnom roztavezní a prereagovaní Vyneselný na hladinuteplonosného média.Experimentálne určené údaje sú uvedelné V tabuľke č. 1.Tabulka č. 1 Doba potrebná Teplůta Hmotnost- na vyanesenie Sĺlllkóľlůr- ,né množ reakčlnéhou P Vého oleáa stvo kryšt. produktu (SpeK 9 (°C) ,DFU neinie taveniny)(gs Vneseméhoj na hhadianu oleja ~ ~~ do silikó- -Ť-ĺ pod nového na celu na lg hh ma oleja (g) inávazku DFUV ďalšej sérii pokusov sa sledoval vplyv teploty kvapalného teplonosného média a doby zotrvania reakčnej zmesi V teplonosnom médiu na základné chemické vlastnosti produktu - taveniny obsahujúcej kondenzované fosforečnany .amónnaPrehľad rozhodujúcich parametrov akoi dosiahnutých výsledkov je súhrnne uvedenýTabuľka č. 2 § 53 o Priemerná E Chemická špecifikácia získaných vzoriek uavením 5 r . -m 6, 5 2 tým g 5 . 5 g p onnosn O , , r g o Ě Ě Ě média (oc) Ě ogbsłah duslłna (0/0 N) OĚÍŽŠĚEĚĚS Š o f)»a š n ý n Š E k, V t c Qž Ě š Q Ěš A n tu . Š Ú ~ to konnden- .Č š. ,, ą g ~ . amn- ąamo- , or ~ , o š Éra c 5 g 75 š Ž mm dický niakálny °° 1 k°VV łlosf. zgäý § 15 A U i 5 v 3 š 7 Š. s 8 ĚŠ Ě § 15 3 25 ,151 157 5 115,66 10,30 5,36 47,95 26,12 21,53 45,2 4 25 151 157 15 16,08 9,50 6,56 46,99 26,35 23,64 50,3 5 23 151 157 30 17,42 6,114 11,28- ~ 49,14 10,331 37,61 76,5 i 6 26 130 134 15 12,93 8,86 5,07 36,88 24,29 12,59 34,1 7 26 130 134 30 16,10 9,40 7,70 40,05 19,98 21,07 52,6 8 27 130 .134 60 10,67 7,72 9,15 45,62 14,69 30,93 V 67,81. Spôsob prípravy kondenzovaných fosforečnanov amónnych termickým spracovaním dihydrogénfosforečnanu urónia pri teplote od 110 C do 250 °C bez alebo V prítomnosti amoniaku, vyznačujúci sa tým, že kryštalický a/alebo roztavený a/alebo rozpustený dihydrogénfosforečnan urónia CO(NH 2) (NH 3) .H 2 PO 4 .sa, prípadne za súčasného prídavku amoniaku, uvedie dopriameho kontaktu s kwapalnou a/alebo plynnou teplo-nosnou látkou zohriatou na teplotu od 110 °C do 250 °C.2. Spôsob podľa bodu 1, vyznačujúci sa tým, že ako teplonosná látka sa použije kvapalína, ktorej merná hmotnosť pri pracovnej teplote je vyššia než je priemerná merná hmotnosť reakčného produktu.

MPK / Značky

Značky: fosforečnanov, kondenzovaných, amónnych, spôsob, přípravy

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/4-218193-sposob-pripravy-kondenzovanych-fosforecnanov-amonnych.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spôsob prípravy kondenzovaných fosforečnanov amónnych</a>

Podobne patenty