Состав для устранения слеживаемости карбамида Советский патент 1984 года по МПК C05C1/02 

о:

00

4; Изобретение относится к составам предотвращающим слеживание удобрени при их транспортировке и хранении. Слеживание минеральных удобрений в том числе карбамида, выражается в потере сыпуч1ести продуктов за счет образования между их частицами агломератов различной природы и раз личной степени прочности. Как прави ло, при этом неизбежно ухудшается качество удобрений, снижается эффек тивность .внесения их в почву, возни кают трудности при погрузочно-разгр эочньЬс операциях. Известны составы для обработки удобрений, в, частности карбамида, ка основе поливинилового спирта. Применение поливинилового спирта и его производных в качестве антисле живающих агентов имеет ряд преиму1честв по сравнению с другими модифи каторами. Главные из них заключаются в том, -что они хорошо распредел5потс в массе удобрений, экологически без вредны и нетоксичны. Известен с.остав, включающий пол,и виниловый спирт или его сополимеры с аллиловым спиртом, этиленом, алкилвиниловым эфиром. Этот состав вводят в расплав или концентрированный раст вор карбамида перед его кристаллизацией .или грануляцией в количестве 0,005-5% (преимущественно 0,05 2) l Недостатком этОго состава является то; что снижая слёживаемость карбамида, он не обеспечивает все же достаточной его рассыпчатости. Известен также двухкомпонентный состав, включающий поливиниловый спирт и формалин в соотношении (1:9 )-(9.: 1). Этот состав вводят в расплав карбал;1ида перед его гранулированием в количестве 0,005-2% (преимущественно 0,05-1%) от массы йарбамидаГ2. Этот состав позволяет снизить сле живание карбамида, однако не обес печивает достаточной его рассыпчатост Цель изобретения - сохранение сьтучести продукта. - Поставленная цель достигается тем, Что состав для устранения слеживаемости карбамида на основе произ водных поливинилового спирта, в ка.честве производных последнего он содержит привитой сополимер поливинилового спирта с акриловой кислотой и дополнительно содержит смесь натриевых солей алкилсульфатов фракции -20 Р следующем соотношении компонентов, мае.%: Привитой сополимер поливинилового спирта с акриловой кислотой 10-90 Смесь натриевых солей алкилсульфатов 10-90 Сочетание указанных компонентов позволяет снизить слёживаемость кар бамида в значительно большей степени, чем это обеспечивает каждый из компонентов в отдельности. Снижение содержания какого-либо из этих компонентов в смеси ниже 10 мас.% делает достигаемый эЛфект незначительным. Предложенный состав может быть прим1енен в количестве 0,0010,05%, т.е. в количествах, значительно меньших, чем те, в которых применяют известные составы, что позволяет удешевить процесс обработки удобрения. Исходные вещества для приготовления состава вполне доступны. Привитой сополимер акриловой кислоты и поливинилового спирта получают- известН Ф1 способом. Продукт синтезируют путем сополимеризации поливинилового спирта и акриловой кислоты, взятых в соотношении 9;1 соответственно при 25-30 С в атмосфере азота. Этот сополимер представляет собой хорошо растворимый в воде продукт, устойчивый в кислых и щелочных средах. Степень полимеризации характеризуется вязкостью 1%-ного водного раствора, которая составляет 2-4 сот. Продукт не токсичен: степень его биораспада Превышает 90%. . Натриевые соли алкилсульфатов фракции -С2Q представляет собой однородную пасту от желтого до светло-коричневого цвета. продукт раствори14в воде, рН 1%-ного водного раствора 8-9, устойчив в растворах кислот и щелочей. Степень биораспада составляет более 90%. Его в больших масштабах применяют в бытовых моющих средствах. немаловажным фактором при использовании предлагаемой композиции является -нетоксичность и экологическая безвредность входящих в ее состав компонентов. Её применение позволяет существенно упростить способ обработки карбамида,модифицирующей добавкой. Расчетное количество ее вводится в удобрение- простым разбрызгиванием или смачиванием гранул карбамида водным раствором композиции (концентрация 5-15%) в процессе перемешивания продукта. Обработанный карбамид сушится без принудительного обогрева- непродолжительной экспозицией его на воздухе в рабочем помещении. . Оценку эффективности известных и предлагаемого составов - антислеживающих агентов карбамида - проводили по лабораторной методике (способ 1) и в условиях реального хранения продуктов В опытном масштабе на складе (способ 2). Суть лабораторного метода заключается в том, что после внесения добавки образец, помещенный в цилиндРйческую пресс-форму диаметром 45 м и высотой 80мм под нагрузку 0,6 кг на 1 см, поочередно и 1иногократио вьщерживается по 10-12 ч сначала в термостате при 50°С и относительн влажности 50%, затем, в термостате при и относительной влажности 80 %. Число полуциклов определяется свойствами продукта, эксперимент всегда начинается и заканчивается теплым полуциклом, т.е. в условия высокой температуры и низкой относи тельной влажности. Этот метод в экс прессном варианте на малом количест ве материала хорошо имитирует хране ние и испытание на слеживаемость удобрений в естественных условиях. Для гранулированного карбамида оптимальное число полуциклов равно 7. Необработанный карбамид при этом слеживается в единый твердый брикет а в случае обработанного карбамида наиболее дифференцировано проявляется различие в эффективности доба вок.. Хранение карбамида на складе (способ 2) проводят в затаренном виде, а именно в бумажных мешках массой по 30 кг при 15-25 С и относительной влажност 70-80%. Мешки укладываются штабелем в десять рядов. По истечении установ ленного- срока хранения на анализ отбирают нижние мешки. Степень слеживаемости образцов карбамида с добавкой и в отсутстви таковой оценивают двумя показателями: рассыпчатостью (А) и величиной нагрузки разрушения (Р), треб ющейся для разрушения сформировавш гося в результате испытания кускообразного материала определенных геометрических размеров. Рассыпчатость А в массовых процентах определяют по результатам рассева в стандартных условиях подвергакяцихся слеживанию образцов сито диаметром 180 мм и размером ячейки 5 мм, время рассева 2 мин при частоте колебания- 2 с М А% X 100, где MQ- масса образца карбамида, взятого для рассева, г; М - масса карбамида, прошедше через сито, г. Для испытания слежавшегося карбамида на разрушение под нагруз кой йэ образовавшегося брикета или крупного-куска вырезак)т столбик площадью 15 см и толщиной 1 см. На экстензиметре определяют усилие раздавливания образца Р, кгс. Для сравнения испытаниям подвер гают необработанный карбамид; карбамид, обработанный одним из компр ментов состава; карбамид, обработанный смесью поливинилового спирта (ПВС) с формалином в соотношении 1:1, карбамид, обработанный водным раствором низкомолекулярного продукта конденсации карбамида с формальдегидом, известным под торговым назва-. нием Формуреа-80, наиболее широко применяемым в мировой практике для обработки карбамида с целью снижения его слеживаемости и выбранным в качестве базового объекта. Для обработки испольуют выпускаемый промышленностью гранулированный карбамид 2081-75, содержащий не менее 94% гранул размерами 1-4 мм, в том числе не менее 50% гранул размерами 2-3 мм. Пример 1. Необработанный карбамид подвергают слеживанию по лабораторной методике (способ 1). Результаты испытания на рассыпчатость и разрушение под нагрузкой подвергнутых слеживанию образцов привед ны в таблице. Пример 2. Карбамид порциями по 2 кг обрабатывают разбрызгиванием из пульверизатора 10 мл водного раствора Формуреа-80 содержащего 1 г, 0,4 г, 0,02 г добавки в пересчете на сухое вещество. Эти количества Формуреа-80 соответствуют ее содержанию в карбамиде соответственно 0,05; 0,02; 0,001 . Влажный карбамид перемешивают пересыпанием в течение 15 мин и выдерживают на воздухе в рабочем помещении 20 мин« По способу 1 полученные образцы подвергают слеживанию, затем определяют их рассыпчатость и разрушение под нагрузкой.. , Пример 3. 2 кг карбамида обрабатывают разбрызгиванием из пульверизатора 10 мл водного раствора натриевых солей алкилсульфатов фракции C p-Gjo, содержащего 1 г добавки в пересчете на сухое вещество. Влажный карбамид далее сушат на воздухе, подвергают слеживанию, испытывают на рассыпчатость и разрушение под нагрузкой, как в примере 2. nptiMep 4 2кг карбамида обрабатывают разбрызгиванием из пульверизатора 10 мл водного растsopa, содержащего 1 г привитого сополимера акриловой кислоты и ПВС (кинематическая вязкость 1%-ного раствора 2-4 ест). Влажный .карбамид сушат на воздухе, подвергает слеживанию, испытывают на рассыпчатость и разрушение под нагрузкой, как в примере 2. Пример 5. 0,9г привитого сополимера ПВС-и акриловой кислоты смешивают в 0,1 г смеси натриевых сол,ей алкилсульфатов фракции и растворяют в воде, разбавляя раствор до объема 10 мл. Полученным раствором обрабатывают 2 кг карбамида, разбрызгивая раствор из пульверизатора. Обработанный карбамид далее сушат, подвергают слеживанию и испытывают, как в примере 2.

Пример 6. Приготовление состава и обработку карбамида производят аналогично примеру 5 с той разницей, что для приготовления 10 мл раствора берут 0,1 г привитого сополимера ПВС с акриловой кислотой и О,9.г смеси натриевых солей алкилсульфатов C p-Cj- .

П р.и м е р 7. Приготовление содтава и обработку карбамида проводят 15 аналогично примеру 5 с той разницей, что количества привитого сополимера ПВС с .акриловой кислотой и смеси натриевых солей алкилсульфатов фракции С д-С2о взятые для смешения и

20 приготовления 10 мл раствора, состав- ляют соответственно О,б и О,4; 0,24 и 0,16 А 0,0006 и 0,0004 г.

Пример 8. Карбамид по примеру 7 обрабатывают составом,содержащим е в пересчете на сухое вещество 50% поливинилового спирта (средняя молекулярная масса 2400, число омыления 92%) и 50% формальдегида, из расчета содержания добавки в карбамиде:О,05, 0,02 и 0,001 мас.%. Полученные г раз-О цы подвергают слеживанию и испытанию на рассыпчатость и разрушение под нагрузкой по примеру 2.

Пример 9. В гранулированный карбамид при постоянном перемешивании 35 продукта его перевалкой вносят разрызгйванием из пульверизатора 10%ный раствор добавки, в состав которой входят сополимер ПВС и акриловой ислоты и натриевые соли алкилсульфа- 40 тов фракции С д-Cgo , взятые в массовом соотношении 1,5:1. Количество раствора вносят из расчета содержания обавки в карбамиде 0,05% в пересче- . те на сухое вещество. Продукт вьщержйвают на воздухе в рабочем помёвдени 30 мин, а затем затаривают в бумажны мешки массой по 30 кг. Мешки закладывают на хранение под нагрузку 300 кг что соответствует давлению на нижний мешок в штабеле из 10 рядов. При хранении на складе с относительной влажностью за время испытания 70-80% при 18-25°С в течение 120 сут продук сохранил свою цолную рассыпчатость. П р й.м е р 10. Гранулированный карбамид обрабатывают по примеру 9 5%-ным раствором добавки, в состав которой входят сополимер ПВС и акриловой кислоты и -натриевые соли алкилсульфатов фракции го взятые в весовом соотношении 1,5:1. Количество раствора вносят из расчета содержания добавки в карбамиде 0,01% в пересчете на сухое вещество.

Продукт закладывают на хранение по примеру 10, затем испытывают на рассыпчатость и разрушение под нагрузкой.

П ри м е р 11. Гранулированный карбамид по примеру 9. обрабатывают 10%-ным раствором Формуреа-80 из расчета содержания добавки в карбамиде 0,05% в пересчете на сухое вешество. Продукт закладывают на хранение по примеру 10, затем испытываю на рассыпчатость и разрушение под нагрузкой.

Пример 12. Необработанный гранулированный карбамид закладываЛт на хранение по примеру 9, затем испытывают на рассыпчатость и разрушение под нагрузкой.

Рлзультаты испытаний, приведенные в таблице, показывают, что по сравнению с известным составом и базовым объектом применение предлагаемого состава в количестве 0,001% обеспечивает снижение сдеживаемости карбамида по показателю рассыпчатость в 1,5-2 раза, по показателю разрушение под нагрузкой в 4 раза.

СОСТАВ ДЛЯ УСТРАНЕНИЯ СЛЕЖИВАЕМОСТИ КАРБАМИДА на основе производных поливинилового спирта, отличающийся тем, что, , с целью сохранения сьтучести продукта, в качестве производных поливинилового спирта он содержит привитой сополимер поливинилового спирта с акриловой кислотой и дополнительно содержит смесь натриевых солей алкилсульфатов фракции при следующем соотношении компонентов, мае.%: Привитой сополимер поливинилового спирта с акриловой кислотой 10-90 Смесь натриевых солей алкилсульфатов 10-90

100

100

100 100 100

1

90 10 60

10 90 40 40 40

1

1 60 60

1

1

1

I

40 40

2

60 60

2

2

2

0,05

0,02

0,001

0,05

0,05

0,05

0,05

0,05

0,02

0,001

0,05

Продолжение тарлицы

2

50 50 50

50 50 50

100

Продсшжение таблицы

2,2 0,8 1,5 2,1 2,0 1,0 0,0 0,0 0,0 0,0 о,-5 0,3

18,0

0,02

0,001

6,0

0,05

100,0

0,01

98,0

0,05

95,0

30,0

Продолжение таблицы

1,4 2,2 0,0 0,0 0,1 0,4