Спосіб поліпшення гранул сечовини і застосування домішки до сечовини

1. Спосіб поліпшення гранул сечовини шляхом додавання суміші до розплаву сечовини, який відрізняє ться тим, що суміш включає полівінілову сполуку та органічну сполуку, молекула якої складається з 1-10 атомів вуглецю і 1-10 полярних органічних груп. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що полярні органічні групи вибрані з групи карбонової кислоти, гідроксильної групи, аміногрупи і/або амідогрупи. 3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що полярна органічна сполука складається з 2-5 атомів вуглецю. 4. Спосіб за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняє ться тим, що вказана сполука являє собою пентаеритрит. 5. Спосіб за будь-яким з пп. 1-4, який відрізняє ться тим, що кількість полярної органічної сполуки, яку додають, в сумі складає найбільше 1 мас. % з розрахунку на кількість 6. Спосіб за будь-яким з пп. 1-5, який сечовини. відрізняє ться тим, що загальна кількість полярної органічної сполуки, яку додають, знаходиться в інтервалі від 5 до 100 м. ч. з розрахунку на 7. Спосіб за будь-яким з пп. 1-6, який відрізняєтькількість сечовини. ся тим, що полівінілова домішка, яку додають, являє собою сполуку загальної формули (CHXCHY)n, де n = 4-10000 і Х і Y незалежно вибрані з групи, яка містить атом водню і полярну органічну груп у. 8. Спосіб за будь-яким з пп. 1-7, який відрізняється тим, що домішка, яку використовують, являє собою сполуку формули за п. 7, де вказана полярна органічна група вибрана з групи карбонової кислоти, групи складного ефіру, гідроксильної групи, аміногрупи та амідогрупи. 2 (19) 1 3 84170 4 групи, яка включає атом водню і полярну органічну груп у. 21. Застосування за пп. 14-20, яке відрізняється тим, що домішка, яку використовують, являє собою сполуку формули за п. 7, де вказана полярна органічна група вибрана з групи карбонової кислоти, гр упи складного ефіру, гідроксильної групи, аміногрупи та аміногрупи. 22. Застосування за пп. 14-21, яке відрізняється тим, що до сечовини додають домішку за п. 20 або 21, де Х являє собою атом водню і Y складається з гідроксильної групи. 23. Застосування за пп. 14-22, яке відрізняється тим, що щонайменше 70%, переважно щонайменше 95% Y складає гідроксильна група. 24. Застосування за пп. 14-23, яке відрізняється тим, що застосовують водний розчин домішки до сечовини з концентрацією в інтервалі від 0,5 до 25 мас. %. 25. Застосування за пп. 14-24, яке відрізняється тим, що застосовують водний розчин домішки до сечовини з концентрацією в інтервалі від 1 до 20 мас. %. 26. Застосування за пп. 14-25, яке відрізняється тим, що застосовують водний розчин домішки до сечовини з концентрацією в інтервалі від 100 до 10000 м. ч., переважно в інтервалі від 500 до 3000 м. ч. Даний винахід відноситься до способу підвищення міцності на роздавлювання, ударної в'язкості і стисливості гранул сечовини доданням до сечовини композиції. Відомо, що звичайно грануляти сечовини піддаються роздавлюванню в процесі отримання, зберігання і транспортування. До 25% (мас.) грануляту сечовини може дробитися, якщо сечовинне добриво переміщається в місткість для зберігання або посудину зберігання при відносно високій температурі, наприклад, вище 40°C. Навіть при тому, що гранулят сечовини як такий погано абсорбує будь-яку вологу і фактично не сприйнятливий до злежування, високий процент роздавлених гранул приводить до проблем утворення пилу зі значною схильністю до злежування. Відомо також, деякі хімічні композиції можуть використовува тися як добавки для поліпшення міцності на роздавлювання, схильності до злежування і стійкості до вологи. Формальдегід, гексаметилентетрамін і продукти реакції конденсації формальдегіду і сечовини застосовуються як добавки для підвищення міцності на роздавлювання, в той час як сполучення полі(вінілацетат)/поверхнево-активна речовина [Патент США №4812158] використовується для зниження схильності до злежування. Але всі ці добавки повинні додаватися у відносно великих кількостях, або роботу з ними утруднюють їх токсичні властивості. Крім того, застосування поверхнево-активного компонента, який є компонентом суміші полі(вінілацетат)/поверхнево-активна речовин, приводить до підвищення ціноутворення при промисловому застосуванні сечовини, такому як виробництво полімерів, в той час як похідні формальдегіду не підходять для виробництва меламіну. Існує також більш важлива відмінність, що відноситься до застосування добавок. І похідні формальдегіду, і композиції згідно з даним винаходом змішуються з розплавом сечовини. А сполучення полівінілацетат/поверхнево-активна речовина наноситься обприскуванням на заздалегідь отриману гранулу. У заявці на [патент Великобританії GB-A1217106] описується спосіб зниження злежування сечовини застосуванням полівінілового спирту) з високою молекулярною масою як добавки, яка перешкоджає злежуванню. Точніше, згідно з представленим способом, водний розчин добавки змішується з водним розчином сечовини. Переважно, кількість добавки, що вводиться, складає від 0,005 до 5% мас. з розрахунку на масу сечовини. Концентрація вихідного водного розчину сечовини дорівнює 80%, згідно з приведеним прикладом; після додання розчину добавки відбувається підвищення концентрації до 95% при підвищеній температурі, після чого сечовині дають можливість кристалізуватися охолоджуванням. У [Патенті WO 02/20471] описується спосіб, в якому сполучення полівінілової сполуки і неорганічних солей змішується з розплавом сечовини. Показано, що і міцність на роздавлювання і ударна в'язкість отриманого грануляту поліпшуються в порівнянні з необробленою сечовиною. Крім того, було виявлено, що стисливість сечовини істотно знижується. Останнє може являти собою значну перевагу, оскільки грануляти сечовини будуть менш схильні до деформації при зберіганні. Однак введення в сечовину неорганічних солей, таких як сульфат алюмінію, приводить до значного зниження рН при розчиненні сечовини у воді. Це може бути значним недоліком при промисловому застосуванні сечовини, такому як виробництво полімерів. Таким чином, предметом даного винаходу є надання способу, за допомогою якого отримують сечовину, що володіє підвищеною міцністю на роздавлювання і ударною в'язкістю, а також низькою стисливістю, і за допомогою якого усуваються описані вище недоліки. Було виявлено, що додання до розплаву сечовини композиції, що включає полівінілову сполуку і органічну сполуку, молекула якої містить 1-10 атомів вуглецю і 1-10 полярних органічних груп, приводить до поліпшення твердості і стисливості отриманих гранул сечовини. Органічні компоненти можуть додаватися до розплаву сечовини або окремо, або разом з водним розчином полівінілової сполуки. Згідно з переважним прикладом здійснення даного винаходу, загальна додана кількість 5 84170 невеликих органічних молекул складає, найбільше, 10% мас. з розрахунку на загальну кількість сечовини. Дана заявка відноситься до однорідної суміші сечовини, полівінілової сполуки і невеликих молекул, що містять гідроксильні групи, що приводить до підвищеної твердості і зниженої стисливості композиції в порівнянні з необробленою сечовиною. Переважно, полівінілова сполука являє собою полівініловий спирт, в той час як переважно органічна сполука з невеликою полярною молекулою, як встановлено, являє собою пентаеритрит. Для демонстрації ефекту даного винаходу був проведений ряд експериментів із застосуванням способів, які є показовими для отримання і дослідження якості отриманих гранул сечовини. Гранули (пелети) сечовини були отримані змішуванням розплаву сечовини з водним розчином добавки (концентрації якого вказані в експериментах). Гранули сечовини формували, даючи можливість краплям розплаву сечовини стікати в аліфатичне масло з в'язкістю від 10 до 50 сантипуаз при 800C. Після кристалізації гранули були видалені з масла і промиті хлороформом для видалення масла. Гранули були просіяні для отримання конкретного розміру. Гранули висушені в псевдозрідженому шарі протягом 1 години при температурі приблизно 400C. Гранули були зібрані і зберігалися в герметичній місткості до кількісного визначення міцності на роздавлювання і ударної в'язкості. Гранули (пелети) сечовини були отримані змішуванням водного розчину добавки (з концентра 6 ціями, вказаними в експериментах) з розплавом сечовини, що складається з 99,7% мас/мас, сечовини і 0,3%мас./мас. води. Після цього гранули сечовини формували, даючи можливість краплям розплаву сечовини падати окремо з висоти 1см на листове скло. Після отвердження гранули зчищали з листового скла, і дрібні шматочки були видалені за допомогою сита. Гранули були зібрані і зберігалися в герметичній місткості до визначення стисливості. Міцність на роздавлювання була визначена відповідно до методу IFDC S-115. Ударна в'язкість була виміряна відповідно до методу IFDC S-118. Стисливість була визначена таким чином. Прозора кругла трубка з внутрішнім діаметром 3 см була заповнена 40г гранульованої сечовини при кімнатній температурі. У трубку був вставлений плунжер, за допомогою якого до зразка був застосований тиск приблизно 600кПа. Безпосередньо після застосування підвищеного тиску і через 24 години була виміряна висота стовпчика сечовини. Виходячи з двох о триманих значень, була обчислена відносна різниця висоти (висота (%)), яка є ступенем стисливості. Експеримент 1 Відповідно до методики, описаної вище, до розплаву сечовини додають різні органічні сполуки з невеликими полярними молекулами і полівініловий спирт. 7 84170 8 Даний експеримент показує, що твердість і стисливість гранулятів сечовини поліпшуються при доданні полівінілової сполуки і органічних сполук з невеликими полярними молекулами. Встановлено, що серед вказаних полярних компонентів пентаеритрит забезпечує найбільш помітний ефект. Експеримент 2 Для вибору полівінілової сполуки з найкращою дією до розплаву сечовини в сполученні з пентаеритритом додають різні полівінілові похідні. Даний експеримент показує, що додання сполучення полівінілової сполуки і пентаеритриту до розплаву сечовини приводить до отримання грануляту сечовини з низькою стисливістю і хорошою твердістю. Найкраща характеристика була отримана при використанні сполучення полівінілового спирту і пентаеритриту. Експеримент З Для визначення оптимального співвідношення полівінілової сполуки і органічної сполуки з невеликими полярними молекулами пентаеритрит змішують з полівініловим спиртом в різних співвідношеннях і додають до розплаву сечовини. 9 84170 Виходячи з 12%(мас/мас.) полівінілового спирту, найкращі результати досягнуті в присутності від 0,5 до 1,5%(мас/мас.) пентаеритриту. Експеримент 4 10 Для визначення оптимального рівня дозування оптимальної суміші експерименту 3 до розплаву сечовини додають різні кількості даної суміші. 11 84170 Даний експеримент показує, що оптимальне дозування в розплав сечовини добавки, що включає полівініловий спирт і пентаеритрит, знаходить Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 12 ся в інтервалі від 750 до 1500м.ч. з розрахунку на масу сечовини. Підписне Тираж 28 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