Biuretarme Harnstoffprills
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel lung biuretarmer Harnstoffprills.
Harnstoffprills erhält man meistens, indem man die von der Harnstoffsynthese herrührende Harnstofflösung zu einer Harnstoffschmelze mit einem Feuchtigkeitsgehalt von z. B. 2 Gew. % oder weniger eindampft und anschliessend diese Schmelze oben in einem sogenannten Prillierturm zu Tropfen verspritzt, die während ihres Falles durch den Prilltierturm im Gegenstrom mit Kühlluft abkühlen und zu runden Körnern, den Harnstoffprills, erstarren. Nötigenfalls werden diese Prills noch nachgetrocknet.
Trotz der Berücksichtigung möglichst niedriger Temperaturverhältnisse und Aufenthaltszeiten bei höherer Temperatur während des Eindampfens und des Verspritzens der Harnstoffschmelze Megt nicht die Möglichkeit vor, den Biuretgehalt, der sich durch thermische Zersetzung von Harnstoff während der Synthese und durch weitere Verarbeitung gemäss der Bruttoreaktion
2 CO (NH2) 2 + NH2CONHCONH2 + NH3 in den Prills gebildet hat, zu einem Wert unterhalb 0, 6 Gew. % herabzusetzen.
Biuret ist giftig für Pflanzen ; bestimmte Pflanzen, die sehr empfindlich sind, erfordern bei Düngung mit Harnstoff Harnstoff mit einem Biuretgehalt unterhalb 0,3 Gew. %.
Aus diesem Grunde hat man schon vorgeschlagen, das Eindampfen von Harnstofflösungen zu einer Hamstoffschmelze durch eine Kristallisation von Harnstoff zu ersetzen, wobei nahezu biuretfreie Harn stoffkristalle gewonnen werden, und anschliessend diese Hamstoffkristalle aufzuschmelzen und auf die übliche Weise zu Prills weiterzuverarbeiten. Die auf diese Weise erhaltenen Harnstoffprillls sind tatsächlich Muretarm und enthalten in Abhängigkeit von der Vollkommenheit des Schmelzvorganges 0,3-0,5 % Biuret.
Zweck der Erfindung ist, den Biuretgehalt in den Prills noch mehr herabzusetzen.
Gemäss der Erfindung wird diese Herabsetzung erzielt, indem man Hamstoffkristalle, welche z. B. bei der Kristallisation aus einer HamstofRösung unter Ausscheiden einer biuretreichen Mutterlauge erhalten werden, nicht zu einer homogenen Schmelze aufschmilzt, sondern das Aufschmelzen beschränkt, bis sich eine dünnflüssige Kristallsuspension gebildet hat, worauf diese Kristallsuspension zu Tropfen verspritzt wird, die während ihres Falles abkühlen und zu Prills erstarren. Es stellte sich heraus, dass Harn stoffkristallsuspensionen und geschmolzener Harnstoff mit einem Gehalt an festem Harnstoff bis zu 30 Gew. % noch ausgezeichnet zu Prills verarbeitet werden konnten.
Für das Prillieren des Harnstoffs ist es erwünscht, dass die aufzuschmelzenden Harnstoffkristalle feinkörnig sind, das heisst, dass die grösste Abmessung vorzugsweise nicht mehr als 500, u beträgt.
Das erfindungsgemässe Verfahren weist gegen über dem Verfahren, bei dem sämtliche Kristalle ge schmolzen werden, folgende Vorteile auf : a) die für das Aufschmelzen zuzuführende Wärme- menge ist geringer, da nicht alile Kristalle auf geschmolzen zu werden brauchen ; infolgedessen wird die Zeit für das Aufschmelzen der Harn stoffkrilstalle verkiirzt und/oder kann die Tempe ratur während des Aufschmelzens um einige
Grade niedriger sein ; b) die Bildung von Biuret wird durch die kürzere Aufschmelzzeit und/oder niedrigere Schmelztem- peratur herabgesetzt ;
Biuret bildet sich nur in der
Schmelze, das heisst in dem flüssigen Teil der zu verarbeitenden HarnstoHkrista ! Ususpension ; c) es braucht weniger Küblluft durch den Princier- turm zu strömen, weil beim Erstarren der Prills eine geringere Wärmemenge frei wird ; d) die Ammoniakverluste während des Verspritzens der Harnstoffschmelze und Erstarrens der Trop fen während ihres Sturzes durch den Prillierturm sind geringer.
Diese Vorteile machen sich schon geltend, wenn die zu verarbeitende Harnstoffschmelze nur 5 Gew. % an festem Harnstoff enthält, aber je höher der Gehalt an festem Harnstoff in der Schmelze, um so deutlicher treten die genannten Vorteile hervor.
Nachfolgendes Zahlenbeispiel ermittelt eine Einsicht in die aus dem Verfahren zu ziehenden Vorteile.
Harnstoffkristalle mit einem Biuretgehalt von 0, 08 Gew. % werden mittels einer Dosiervorrichtung kontinuierlich einer durch Dampf erwärmten Umlaufleitung zugeführt, wobei für den Umlauf eine Pumpe Sorge trägt. Kontinuierlich wird aus dieser Leitung der geschmolzene Harnstoff ausgeschieden. Während des Aufschmelzvorganges wird zugleich der Umlaufleitung eine geringe Menge NH3 in Höhe von etwa 0,4% vom zugesetzten Harnstoff dosiert, um die Biuretbildungsreaktion zu verzögern. Bei einer mittleren Aufenthaltszeit von 3 Minuten und einer Temperatur der Schmelze von 135 C wird eine homogene Schmelze mit einem Biuretgehalt von 0,33 Gew. % abgeführt.
Der Wärmeverbrauch beträgt 65 gkal/g Harnstoff. Die Biuretzunahme beläuft sich auf 0,25 Gew. %.
Wird beim erfindungsgemässen Verfahren kontinuierlich eine 20 Gew. % an festem Harnstoff enthaltende Suspension abgeführt, so beträgt die Temperatur der Schmelze 133 C, die mittlere Aufenthaltszeit 21/,, Minuten, der Wärmeverbrauch 52 gkal/g Produkt und die Biuretzunahme 0,10 Gew. %.
Low-biuret urea prills
The invention relates to a method for the produc- tion of low-biuret urea prills.
Urea prills are usually obtained by converting the urea solution resulting from the urea synthesis to a urea melt with a moisture content of e.g. B. 2 wt.% Or less evaporated and then this melt above sprayed in a so-called prilling tower to form drops, which cool during their fall through the prilling tower in countercurrent with cooling air and solidify to round grains, the urea prills. If necessary, these prills are further dried.
Despite the consideration of the lowest possible temperature conditions and residence times at higher temperatures during evaporation and spraying of the urea melt, Megt does not offer the possibility of determining the biuret content, which is the result of thermal decomposition of urea during synthesis and further processing according to the gross reaction
2 CO (NH2) 2 + NH2CONHCONH2 + NH3 has formed in the prills to a value below 0.6% by weight.
Biuret is poisonous to plants; Certain plants, which are very sensitive, require urea with a biuret content below 0.3% by weight when fertilized with urea.
For this reason, it has already been proposed to replace the evaporation of urea solutions to a urea melt by a crystallization of urea, whereby almost biuret-free urea crystals are obtained, and then to melt these urea crystals and further process them in the usual way to prills. The urea prills obtained in this way are actually low in Muret and contain 0.3-0.5% biuret, depending on the perfection of the melting process.
The purpose of the invention is to reduce the biuret content in the prills even more.
According to the invention, this reduction is achieved by adding urea crystals which, for. B. obtained in the crystallization from a urea solution with excretion of a biuret-rich mother liquor, does not melt to a homogeneous melt, but limits the melting until a thin liquid crystal suspension has formed, whereupon this crystal suspension is sprayed into droplets, which cool and during their fall freeze into prills. It turned out that urea crystal suspensions and molten urea with a solid urea content of up to 30% by weight could still be processed excellently into prills.
For prilling the urea, it is desirable that the urea crystals to be melted are fine-grained, that is to say that the largest dimension is preferably not more than 500 µ.
The method according to the invention has the following advantages over the method in which all crystals are melted: a) the amount of heat to be supplied for melting is lower, since not all crystals need to be melted; As a result, the time for the melting of the urea crystal stones is shortened and / or the temperature can drop by some during the melting process
Degrees lower; b) the formation of biuret is reduced by the shorter melting time and / or lower melting temperature;
Biuret forms only in the
Melt, i.e. in the liquid part of the urinary substance to be processed! Ususpension; c) less potting air needs to flow through the Princier tower because a smaller amount of heat is released when the prills solidify; d) the ammonia losses during the spraying of the urea melt and solidification of the drops during their fall through the prilling tower are lower.
These advantages are already asserted when the urea melt to be processed contains only 5% by weight of solid urea, but the higher the solid urea content in the melt, the more pronounced the advantages mentioned.
The following numerical example provides an insight into the advantages to be derived from the process.
Urea crystals with a biuret content of 0.08% by weight are continuously fed by means of a metering device to a circulating line heated by steam, a pump taking care of the circulation. The molten urea is continuously separated from this line. During the melting process, a small amount of NH3 (approximately 0.4% of the added urea) is dosed into the circulation line at the same time in order to delay the biuret formation reaction. With an average residence time of 3 minutes and a melt temperature of 135 ° C., a homogeneous melt with a biuret content of 0.33% by weight is discharged.
The heat consumption is 65 gcal / g urea. The increase in biuret amounts to 0.25% by weight.
If, in the process according to the invention, a suspension containing 20% by weight of solid urea is continuously removed, the temperature of the melt is 133 ° C., the average residence time is 21 1/2 minutes, the heat consumption is 52 gcal / g product and the biuret increase is 0.10% by weight. %.