Спосіб одержання частинок сечовини

1. Спосіб одержання частинок сечовини, який включає додавання домішки до розплавленої сечовини, який відрізняється тим, що до сечовини додають щонайменше один вуглевод. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що до розплавленої сечовини додатково додають полівінілову сполуку. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що вуглевод, який додають, вибирають з моносахариду, дисахариду, олігосахариду, полісахариду або їх суміші. 4. Спосіб за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що додають не більше, ніж 5 мас. % вуглеводу, у розрахунку на кількість сечовини. C2 2 (19) 1 3 83144 міцності на роздавлювання, для зниження тенденції до спікання і для підвищення вологонепроникності. Як домішки, що поліпшують міцність на роздавлювання, застосовують формальдегід, гексаметилентетрамін і продукти конденсації формальдегіду/сечовини, у той час як для зниження тенденції до спікання використовують комбінацію полі(вінілацетат)/поверхнево-активна речовина [патент US № 4812158]. У [міжнародній заявці WO 00/66515] описується модифікований (доведений до необхідної кондиції) продукт на основі добрива, який включає в себе добриво, що містить сечовину, і модифікуючу кількість модифікатора (реагенту, що доводить до необхідної кондиції), одержаного з молочної кислоти. Модифікатор переважно включають при концентрації від приблизно 0,1% за масою до приблизно 5% за масою. Модифікатор переважно являє собою молочну кислоту, лактид і/або полілактид. Створено спосіб модифікування добрива, що включає стадію змішування добрива, що містить сечовину, і модифікатора при температурі від приблизно 135°С до приблизно 145°С. Всі ці домішки або повинні бути додані у відносно великих кількостях, або токсичні характеристики роблять їх застосування складним. Крім того, використання поверхнево-активного інгредієнта, як, наприклад, у комбінації полівінілацетат/поверхнево-активна речовина, приводить до підвищеного піноутворення при використанні сечовини у промислових застосуваннях, таких як виробництво смол, у той час як похідні формальдегіду є непридатними у випадку виробництва меламіну. Існ ує також більш важлива відмінність відносно використання домішок. Як похідні формальдегіду, так і композиції відповідно до даного винаходу домішують до розплавленої сечовини. Комбінацію полі(вінілацетат)/поверхневоактивна речовина, однак, розпорошують на попередньо сформовані частинки. У [заявці GB-A-1217106] описується спосіб зниження спікання шляхом використання як домішки, що запобігає спіканню, полівінілового спирту, який має високу молекулярну масу. Більш конкретно, відповідно до цього способу водний розчин домішки домішують до водного розчину сечовини. Переважно домішують домішку у кількості від 0,005 до 5мас.%, у розрахунку на масу сечовини. Концентрація водного розчину сечовини у ви хідній стадії становить 80% відповідно до даного прикладу; після домішування розчину домішки при підвищеній температурі виникає концентрація аж до 95%, після чого сечовині дають кристалізуватися шляхом охолодження. У [міжнародній заявці WO 02/20471] розкривається спосіб, в якому комбінацію полівінілової сполуки і неорганічних солей змішують з розплавленою сечовиною. Як міцність на роздавлювання, так і міцність на удар одержаного гранульованого матеріалу, як виявилося, були збільшені у порівнянні з необробленою сечовиною. Крім того, було виявлено, що здатність сечовини піддаватися стисканню була істотно знижена. Останнє спостереження може бути великою перевагою, оскільки гранульована сечовина буде менше піддаватися деформа 4 ції при зберіганні. Однак введення у сечовину неорганічних солей, таких як сульфа т алюмінію, приводить до сильного зниження рН при розчиненні сечовини у воді. Це може бути серйозним недоліком при використанні сечовини для технологічних застосувань, таких як виробництво смол. [Міжнародна заявка РСТ/ЕРОЗ/11070] стосується способу підвищення міцності на роздавлювання, міцності на удар і здатності не піддаватися стисканню гранул сечовини шляхом додавання сполуки у розплавлену сечовину, де згадана сполука містить як полівінілову сполуку, так і органічну молекулу, яка складається з 1-10 атомів вуглецю і 1-10 полярних органічних груп. Полівінілову сполуку переважно комбінують з пентаеритритом. У деяких аспектах було б цікаво знайти як альтернативу вже відомим домішкам інші домішки для сечовини, особливо домішки, які могли б знизити тенденцію до спікання частинок сечовини. Отже, завдання винаходу полягає у тому, щоб створити спосіб, за допомогою якого одержують сечовину, що має підвищену міцність на роздавлювання, а також знижене пилоутворення і низьку тенденцію до спікання, і за допомогою якого долають згадані вище недоліки. Також завдання полягає у тому, щоб знайти альтернативні домішки до вже існуючих домішок сечовини. Іншим завданням є створення домішки, що має низьку токсичність. Було виявлено, що додавання композиції, яка містить органічну молекулу вуглеводного типу, таку як моносахарид, дисахарид, олігосахарид, полісахарид або їх суміш, до розплавленої сечовини приводить до поліпшення як відносно твердості, так і відносно тенденції до спікання утворених частинок сечовини. В іншому варіанті здійснення композиція, що містить як вуглевод, так і полівінілову сполуку, дає аналогічне поліпшення. Органічні компоненти можуть бути додані у розплавлену сечовину або окремо, або разом з водним розчином полівінілової сполуки. Відповідно до переважного варіанту здійснення, загальна кількість вуглеводів, що додається, становить не більше, ніж 5% за масою, розраховуючи на загальну кількість сечовини. Дана заявка стосується однорідної (гомогенної) суміші сечовини, щонайменше одного вуглеводу і необов'язково полівінілової сполуки, що дає у результаті підвищену твердість композиції у порівнянні з необробленою сечовиною. Переважно полівінілова сполука являє собою полівініловий спирт, у той час як вуглевод може бути моно-, ди-, оліго- або полісахаридом, або їх сумішшю. Переважні вуглеводи являють собою декстрозу, фр уктозу, сукрозу, маїсовий крохмаль, картопляний крохмаль, лактозу, мальтозу, гуарову і ксантанову смолу. Даний винахід у своєму найширшому об'ємі буде включати в себе спосіб підвищення міцності на роздавлювання і зниження пилоутворення і тенденції до спікання частинок сечовини шляхом введення органічної сполуки у розплавлену сечовину, де у сечовину додають щонайменше один вуглевод і необов'язково полівінілову сполуку. Ву 5 83144 глевод, що додають, являє собою моносахарид, дисахарид, олігосахарид, полісахарид або їх суміш. Додають якнайбільше 5 мас. % вуглеводу, у розрахунку на кількість сечовини. Переважно додають 0,02-2 мас. % вуглеводу, у розрахунку на кількість сечовини. Додають полівінілову сполуку загальної формули (CHX-CHY)n , де n=4-10000, і X і Y незалежно один від одного вибирають з групи, що складається з атома водню і полярної органічної групи. Полярну органічну груп у переважно вибирають з групи карбонової кислоти, складноефірної групи, гідроксильної групи, амінної групи або амідної групи. X переважно являє собою атом водню, і Y переважно в основному складається з гідроксильної групи. Щонайменше 70%, переважно щонайменше 80% Y складається з гідроксильної групи. Додають водний розчин полівінілової сполуки, що має концентрацію від 0,01 до 1мас.%, у розрахунку на кількість сечовини. Переважно використовують водний розчин полівінілової сполуки, що має концентрацію від 0,05 до 0,5мас.%, у розрахунку на кількість сечовини. Вуглевод може бути доданий у сечовину у вигляді твердої речовини, або перед додаванням у сечовину розчинений у розчиннику або у водному розчині полівінілової сполуки, або у розчині сечовини. Винахід також стосується композиції, що використовується у способі, описаному вище, як домішка до сечовини. Даний винахід додатково описується і пояснюється у наведених нижче експериментах. Щоб продемонструвати ефект винаходу, був виконаний ряд експериментів з використанням способів, які є характерними для одержання і для тестування якості одержаних частинок сечовини. Частинки сечовини одержували змішуванням домішки, яка знаходиться у вигляді твердої речовини, в'язкої рідини або водного розчину (що має концентрації, зазначені в експериментах), з розплавленою сечовиною, що складається з більш ніж 96мас/мас. % сечовини і менш ніж 4мас/мас.% води. Після цього розплавлену сечовину переробляли у (макро)частинки у процесі гранулювання. Частинки збирали і тримали у герметичній пляшці доти, доки не були проведені дослідження. Міцність на роздавлювання визначали, піддаючи окремі частинки сечовини довжиною 3,15 мм виміряній силі, що прикладається за допомогою металевого плунжера. Силу, при якій частинка руйнується, приймали за ступінь міцності. Наведено дані щодо середньої міцності 20 частинок. Індекс спікливості вимірювали за наступною методикою: Деяку кількість частинок піддавали впливу тиску при 143кгс (2 бара, прикладені до поверхні площею 69,96см 2) протягом 24 годин при 27°C. Потім шматок матеріалу виймали і руйнували, зусилля (кількість сили (кгс)), необхідне для цього, приймали за критерій для тенденції до спікання. Пилоутворення у продуктах вимірювали за наступною методикою: Чисте повітря продували через скляний фонтануючий шар (85мм у діаметрі), заповнений 400г частинок сечовини, протягом 2 хвилин при швидкості потоку 25Нм 3/год. Пилоут 6 ворення являє собою втрату маси продукту після обробки повітрям у фонтануючому шарі. Виходячи з досліду, міцність на роздавлювання повинна бути більше 3кгс, тенденція до спікання повинна бути менше 75, і пилоутворення повинне бути менше приблизно 500мг/кг. Експеримент 1 Різні вуглеводи додавали у розплавлену сечовину і переробляли у (макро)частинки (гранули) так, як описано вище. Сечовину з доданими вуглеводами порівнювали із сечовиною без домішки і зі стандартним продуктом з сечовиноформальдегідним модифікатором, UF80 (від Dynea, суміш сечовина/формальдегід/вода у співвідношенні 23/57/20). У таблиці 1 показані міцність на роздавлювання, пилоутворення та індекс спікливості для сечовини без домішок, з сечовиноформальдегідним модифікатором і з різними вуглеводами. Цей експеримент показує, що як твердість, так і тенденція до спікання істотно змінилися у кращу сторону при додаванні вуглеводів. Якість може бути такою ж хорошою або навіть ще кращою, ніж якість продукту, обробленого формальдегідом, особливо у відношенні пилоутворення. Експеримент 2 Водний розчин полівінілового спирту (12% полівініловий спирт (PVA) зі ступенем гідролізу >80%) одержували від Holland Novochem у Нідерландах. Вуглевод змішували з водним розчином полівінілового спирту і одержаний водний розчин вуглеводу і полівінілового спирту додавали до розплавленої сечовини, де розплав потім переробляли у (макро)частинки (гранули). Додані вуглеводи являли собою фруктозу і HFS42, які є звичайно доступним сиропом, що містить 71 мас. % сухої речовини і 29 мас. % води, де суха речовина містить 42 мас. % фруктози, 53 мас. % декстрози, 2,5 мас. % мальтози, 1 мас. % малотріози і 1,5 мас. % полісахаридів. Комбінації вуглеводу і полівінілового спирту порівнювали із сечовиною без домішок і зі стандартним продуктом з сечовиноформальдегідним модифікатором, UF80. У таблиці 2 показані міцність на роздавлювання, пилоутворення та індекс спікливості для сечовини без домішок, з сечовиноформальдегідним модифікатором і з різними комбінаціями вуглеводу і полівінілового спирту. 7 83144 Цей експеримент демонструє, що додавання комбінації полівінілового спирту і вуглеводу у розплавлену сечовину дає у результаті частинки сечовини з підвищеною міцністю на роздавлювання, низькою тенденцією до спікання і низьким пилоутворенням. Експеримент 3 Водний розчин полівінілового спирту (12% полівініловий спирт (PVA) зі ступенем гідролізу >80%) одержували від Holland Novochem у Нідерландах. Вуглевод домішували до водного розчину полівінілового спирту і одержаний водний розчин вуглеводу і полівінілового спирту додавали до розплавленої сечовини, де розплав потім переробляли у (макро)частинки (гранули). Додані вуглеводи являли собою фруктозу і HFS42. Комбінації вуглеводу і полівінілового спирту порівнювали із сечовиною без домішок і зі стандартним продуктом, що містить сечовину-формальдегід, UF80. У цьому експерименті концентрація розплавленої сечовини становила більш ніж 99 мас/мас. % сечовини і менш ніж 1 мас/мас. % води. У таблиці 3 показані міцність на роздавлювання, пилоутворення та індекс спікливості для сечовини без домішок, з сечовиноформальдегідним модифікатором із різними комбінаціями вуглеводів і полівінілового спирту. Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 8 Цей експеримент демонструє, що додавання комбінації полівінілового спирту і вуглеводу у розплавлену сечовину дає у результаті частинки сечовини з підвищеною міцністю на роздавлювання, низьким пилоутворенням і низкою тенденцією до спікання, коли для переробки у (макро)частинки (гранули) використовують майже чисту розплавлену сечовину. Даний винахід показує, що можливо підвищити міцність на роздавлювання, знизити пилоутворення і тенденцію до спікання частинок сечовини шляхом додавання щонайменше одного вуглеводу, з полівініловою сполукою або без неї, до розплавленої сечовини перед переробкою у (макро)частинки (гранули). Розплавлена сечовина, одержана способом відповідно до даного винаходу, може бути перероблена у (макро)частинки (гранули) всіма звичайними способами виготовлення (макро)частинок. Для деяких способів виготовлення (макро)частинок, наприклад, для процесів гранулювання у псевдозрідженому шарі, можливо мати більш високу температуру гранулювання у порівнянні з гранулюванням сечовини без домішки або зі звичайно використовуваними домішками. Домішки відповідно до даного винаходу можуть бути легко додані до розплавленої сечовини і не потребують попереднього формування частинок. Вуглеводи можуть бути додані до розплавленої сечовини у вигляді твердих речовин, вони можуть бути розчинені у розчиннику або у водному розчині полівінілової сполуки або у розчині сечовини перед додаванням до розплавленої сечовини. Необхідні кількості домішок відповідно до даного винаходу нижчі, ніж кількості більшості інших модифікаторів, і токсичність цих домішок набагато нижча, ніж для звичайно використовуваного модифікатора, формальдегіду. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601