Состав для устранения слеживаемости карбамида

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„Я0„„1068407

3(59 С 05 С 1/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3446174/23-26 (22) 01.06.82 (46) 23.01.84. Бюл. 9 3 (72) Е.Н.Бойцов, A.Å.Ôðoëîâ, В.В.Бочаров, А!Й.Рысихин, В.A.Ииньков, З.А.Полякова, Т.А.Косолапова, В.Н.Иванов и Л.В.Безменова (53) 631.841.7(088.8) (56) 1. Патент ФРГ В 1916089, кл. 12 0,,17/03, 1967. . 2. Патент ГДР Р 112970, кл. С 05 С 9/02, 1969. (54)(57) СОСТАВ ДЛЯ УСТРАНЕНИЯ

СЛЕЖИВАЕИОСТИ КАРБАИИДА на основе производных поливинилового спирта, отличающийся тем, что, с целью сохранения сыпучести продукта, в качестве производных поливинилового спирта он содержит привитой сополимер поливинилового спирта с акриловой кислотой и дополнительно содержит смесь натриевых солей алкилсульфатов Фракции С 0 -С при следующем соотношении компонейтов, мас.Ъ:

Привитой сополимер поливинилового спирта с акриловой кислотой 10-90

Смесь натриевых солей алкилсульфатов 10-90

CD (Ь

Об

Дй (Р а ) 1068407

Изобретение относится к составам, предотвращающим слеживание удобрений при их транспортировке и хранении.

Слеживание минеральных удобрений, в том чис.че карбамида, выражается в потере сыпучести продуктов за счет образования между их частицами агломератов различной природы и различной степени прочности. Как правило, при этом неизбежно ухудшается качество удобрений, снижается эффек- 10 тивность.внесения их в почву, возни кают трудности при погрузочно-разгруэочнМх операциях.

Известны составы для обработки удобрений, в, частности карбамида, на основе поливинилового спирта.

Применение поливинилового спирта и его производных в качестве антислеживающих агентов имеет ряд преимуществ по сравнению с другими модификаторами. Главные из них заключаются в том, что они хорошо распределяются в массе удобрений, экологически безвредны и нетоксичны.

Известен. состав, включающий поливиниловый спирт или его сополимеры с аллиловым спиртом, этиленом, алкилвиниловым эфиром. Этот состав вводят в расплав или концентрированный раствор карбамида перед его кристаллизацией или грануляцией в количестве З0

0,005-5% (преимущественно 0,05 :w)(13.

Недостатком этого состава является то, что снижая слеживаемость карбамида, он не обеспечивает все же достаточной его. рассыпчатости. 35

Известен также двухкомпонентный состав, включающий поливиниловый спирт и формалин в соотношении (1 .9)-(9.:1). Этот состав вводят в расплав карбамида перед его гранулированием в количестве 0,005-2% (преимущественно 0,05-1Ъ) от массы карбамида Г2 3.

Этот состав позволяет снизить сле. живание карбамида, однако не обеспечивает достаточной его рассыпчатости.

Цель изобретения — сохранение сыпучести продукта. .Поставленная цель достигается тем, что состав для устранения слеживаемости карбамида на основе произ-50 водных поливинилового спирта, в качестве производных последнего он содержит привитой сополимер поливинилового спирта с акриловой кислотой и дополнительно содержит смесь нат- 55 риевых солей алкилсульфатов фракции

С о -С о при следующем соотношении компонентов, мас.% :

Привитой сополимер поливинилового спирта 60 с акриловой кислотой 10-90

Смесь натриевых солей алкилсульфатов 10-90

Сочетание укаэанных компонентов позволяет снизить слеживаемость карбамида 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 эффект незначительным. Предложенный состав может быть применен 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: известным 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 сст. Продукт не токсичен: степень его биораспада превышает 90%.

Натриевые соли алкилсульфатов фракции С о -С представляет собой однородную пасту от желтого до светло-коричневого цвета. Продукт раствориьФв 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. Ее 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 - антисдеживающих 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 цилинд1068407 и

30

65 рическую пресс-форму диаметром 45 мм и высотой 80 мм под нагрузку 0 б кг

1 на 1 см,. поочередно и многократно выдерживается по 10-12 ч сначала в термостате при 50 С и относительно влажности 50%, затем,в термостате о при 20 С и относительной влажности

80 %. Число полуциклов определяется свойствами продукта, эксперимент всегда начинается и заканчивается

"теплым полуциклом", е.е. в условиях высокой температуры и низкой относительной влажности. Этот метод в экспрессном варианте на малом количестве материала хорошо имитирует хранение 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 добавок.

Хранение карбамида на складе (способ 2) проводят в затаренном виде, а именно в бумажных мешках массой но 30 кг при 15-25 С и относительной влажности 70-80%.

Мешки .укладываются штабелем в десять рядов. По истечении установленного срока хранения на анализ отбирают нижние мешки.

Степень слеживаемости образцов карбамида с добавкой и в отсутствии таковой оценивают двумя показателями: рассыпчатостью (А) и величиной нагрузки разрушения (P), требующейся для разрушения сформировавшегося в результате испытания кускообразного материала определенных геометрических размеров.

Рассыпчатость A в массовых процентах определяют по результатам рассева в стандартных условиях подвергающихся слеживанию образцов: сито диаметром 180 мм и размером ячейки 5 мм, время рассева 2 мин при частоте колебания- 2 с

М

A% = — x 100, Мю где М - масса образца карбамида, взятого для рассева, г;

М - масса карбамида, прошедшего через сито, г.

Для испытания слежавшегося карбамида на разрушение под нагрузкой иэ образовавшегося брикета или крупного ° куска вырезают столбик площадью 15 см и толщиной 1 см .

На экстензиметре определяют усилие раздавливания образца Р, кгс.

Для сравнения испытаниям подвергают необработанный карбамид; кар.бамид, обработанный одним из компонентов состава; карбамид, обработан- . ный смесью поливинилового спирта (ПВС) с формалином в соотношении

1:1, карбамид, обработанный водным раствором ниэкомолекулярного продукта конденсации карбамида с формальдегидом, известным под торговым наэва". 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 выпуска емый промышленностью гранулированный карбамид по ГОСТ 2081-75, содержащий не менее 94% гранул размерами 1-4 мм, в том числе не менее 50% гранул раз= мерами 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 приведены в таблице.

Пример 2. Карбамид порциями по 2 кг обрабатывают Разбрызгиванием из пульверизатора 10 мл водного раствора ".Формуреа-80" содержащего

1 r, 0,4 г, 0,02 г добавки в пересчете на сухое вещество. Эти количест30 ва "Формуреа-80" соответствуют ее содержанию в карбамиде соответственно 0,05; 0,02; 0,001 мас.%. Влажный карбамид перемешивают пересыпанием в течение 15 мин и выдерживают на

35 воздухе в рабочем помещении 20 мин °

По способу 1 полученные образцы подвергают слеживанию, затем определяют их рассыпчатость и разрушение под нагрузкой.

40 П Р и м + Р 3. 2 кг карбамида обрабатывают разбрызгиванием из пульверизатора 10 мл водного раствора натриевых солей алкилсульфатов фракции С„р -С р, содержащего 1 r 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.

П р M м е р 4. 2 кг карбамида обрабатывают разбрызгиванием из нульвериэатора 10 мл водного раствора; содержащего 1 г привитого сополимера акриловой кислоты и ПВС (кинематическая вязкость 1%-ного раствора 2-4 ccT) . Влажный карбамид сушат на воздухе, подвергают слеживанию, испытывают на рассыпчатость и разрушение под нагрузкой, как в примере 2.

Пример 5. 0,9 r привитого соцолимера ПВС-и акриловой кислоты смешивают в 0,1 г смеси натриевых солей алкилсульфатов фракции C p-Cgp и растворяют в воде, разбавляя раст1068407

Состав добавки, мас.% (в пересчете на сухое вещество) Способ испытания

Пример

ПВС

Формаль- "Формуреа-80" дегид

Смесь натриевых солей алкилсульфатов

Сополимер

ПВС с анри ловой кислотой

1. 1

2а 1

2б 1

2в 1

Зз 1

4 1

100

100.

100

100

100 вор 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. 5

Пример 6. Приготовление состава и обработку карбамида:производят аналогично примерУ 5 .с той разницей, что для приготовления

10 мл раствора берут 0,1 r привитого 10 сополимера ПВС с акриловой кислотой и 0,9. г смеси натриевых солей алкилсульфатов С р —.С

П р.и м е р 1. Приготовление состава и обработку карбамида проводят 35 аналогично примеру 5 с той разницей, что количества привитого сополимера

ПВС с .акриловой кислотой и смеси натриевых солей алкилсульфатов фракции С1р -С20, взятые для смеше ия .и 20 приготовления 10 мл раствора, составляют соответственно 0,6 и 0,4; 0,24 и 0,16 „ 0,0006 и 0,0004 r.

Пример 8. Карбамид по примеру 7 обрабатывают составом,содержащим25 в пересчете на сухое вещество 50% поливинилового спирта (средняя молекулярная масса 2400, число омыления

92%) и 50% формальдегида, из расчета содержания добавки в карбамиде 0,05, 0,02 и 0,001 мас.%. Полученные раз-З0 цы подвергают слеживанию и испытанию на рассыпчатость и разрушение под нагрузкой по примеру 2.

Пример 9. В гранулированный карбамид при постоянном перемешйвании продукта его перевалкой вносят раз- . брызгиванием из пульверизатора 10%ный раствор добавки, в состав которой входят сополимер ПВС и акриловой кислоты и натриевые соли алкилсульфа- 40 тов фракции С1р -С, взятые в массовом соотношенйи 1,5:1. Количество раствора вносят из расчета содержания добавки в карбамиде 0,05% в пересче- . те на сухое вещество. Продукт выдерживают на воздухе в рабочем помещений

30 мин, а затем затаривают в бумажные мешки массой по 30 кг. Мешки закладывают на хранение под нагрузку 300 кгс, что соответствует давлению на нижний мешок в штабеле из. 10 рядов. При хранении на складе с относительной влажностью за время испытания 70-80% при.18-25ОС в течение 120 сут продукт сохранил свою полную рассыпчатость.

П р и.м е р 10. Гранулированный. карбамид обрабатывают по примеру 9

5%-ным раствором добавки, в состав которой входят сополимер fIBC u акриловой кислоты и натриевые соли алкилсульфатов фракции С р Су взятые в весовом соотношений 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.

Пример . 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 испытывают на рассыпчатость и разрушение под нагрузкой.

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

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

1068407

Продолжение таблицы

Способ испытания

Пример

ПВС -Формальдегид

Смесь натриевых солей ° алкилсульфатов

Сополимер

ПВС с акри ловой кислотой .

"Формуреа-80"

10

60

40 60

60

50

50

50 50

40

40

100

Продолжение таблицы т

Нагрузка, разрушающая слежавшийся образец, кгс

Содержание добавки в карбамиде, маЬ,Ъ

Рассыпчатость карбамида,, Ъ

Пример

5,0

2,2

0,8.2а

0 05

15,0

1,5

0,02

2в

2,1

0,001

0,05

5,3

2,0

5,9

0,05

8;0

1,0

0,0

0,05

77,0

95q0

0,0

0,05

0,0.100,0

0 05

7а

97,0

0,0.

0,02

0,001 О, 05

0;5

60,0

7в

0,3

62,0

8а

5 1

6 1

7а -1

76 1

7в 1 .8а 1

86 1

8s 1

9 2

10 2

11 2

12 2

Состав добавки, мас.Ъ (в пересчете на сухое вещество) 1068407

Продолжение таблицы

Ю» М

Нагрузка, разрушакицая слежавшийся образец кгс

Пример

Рассыпчатость карбамида,%

18,0

0,02

8б

1,4

2,2

8в

0,001

6,0

0,05

0,0

0,01.

0Ä0

0,05

0,1

0,4

30 i 0

Составитель T. Докшина

Редактор С. Патрушева Темред р,далекорей Корректор A. Тяско

Заказ 11385/18 Тираж 434 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытнй

113035, Москва, Ж-35, Раушская .наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Содержание добавки в карбамиде, мас.Ъ

1О0,0

98,0

95,0