PL167780B1

PL167780B1 - j ^ rod «^ 1W anti-caking agent, especially for artificial fertilizers

Info

Publication number: PL167780B1
Application number: PL29382992A
Authority: PL
Inventors: Wojciech Jerzykiewicz; Marian Kozupa; Wojciech Misiurny; Kazimiera Kaczmarczyk; Jakub Debski; Marian Korczynski; Wojciech Bulanda; Wojciech Kura
Original assignee: Inst Ciezkiej Syntezy Orga; Zaklady Azotowe Kedzierzyn Sa
Priority date: 1992-03-11
Filing date: 1992-03-11
Publication date: 1995-11-30
Also published as: PL293829A1

Abstract

Środek antyzbrylający, zwłaszcza do nawozów sztucznych zawierający aminy tłuszczowe pierwszo- ^57) rzędowe, aminy tłuszczowe drugorzędowe i olej mineralny, znamienny tym, że składa się z 8-35 części wagowych amin tłuszczowych pierwszorzędowych o wzorze RNH2, gdzie R jest alkilem zawierającym 14-22 atomów węgla, 0,5-4 części wagowych amin tłuszczowych drugorzędowych o wzorze R^ NH PL 167780 B1 r/ gdzie R jest alkilem zawierającym 14-22 atomów węgla, 0,02-2 części wagowych soli amin tłuszczowych pierwszorzędowych z kwasami tłuszczowymi o wzorze (RNH3)+RCOO', gdzie R jest alkilem zawierającym 14-22 atomów węgla, 0,01-1 części wagowej soli amin tłuszczowych drugorzędowych z kwasami tłuszczowymi o wzorze R‘ NH2 Z +RCOO' gdzie R jest alkilem zawierającym 14-22 atomów węgla oraz gaczu parafinowego z ropy naftowej będącego mieszaniną węglowodorów alifatycznych Cl5-C40 o temperaturze krzepnięcia nie niżej niż 48°C i/lub oleju mineralnego jako uzupełnienia do 100 części wagowych.Anti-caking agent, especially for artificial fertilizers, containing primary fatty amines, secondary fatty amines and mineral oil, characterized in that it consists of 8-35 parts by weight of primary fatty amines of the formula RNH2, where R is an alkyl group containing 14-22 carbon atoms, 0.5-4 parts by weight of secondary fatty amines of the formula R^ NH PL 167780 B1 r/ where R is an alkyl group containing 14-22 carbon atoms, 0.02-2 parts by weight of salts of primary fatty amines with fatty acids of the formula (RNH3)+RCOO', where R is an alkyl group containing 14-22 carbon atoms, 0.01-1 part by weight of salts of secondary fatty amines with fatty acids of the formula R' NH2 Z +RCOO' where R is alkyl containing 14-22 carbon atoms and slack wax from petroleum being a mixture of aliphatic hydrocarbons Cl5-C40 with a freezing point of not less than 48°C and/or mineral oil in the balance to 100 parts by weight.

Description

Przedmiotem wynalazku jest środek antyzbrylający, zwłaszcza do nawozów sztucznych.The subject of the invention is an anti-caking agent, especially for artificial fertilizers.

Nawozy sztuczne otrzymuje się w postaci materiału sypkiego przechowywanego w magazynach luzem względnie w opakowaniach papierowych lub z tworzyw sztucznych. Od wyrobów tych wymaga się aby zachowały postać luźną i aby nie uległy zbryleniu, ponieważ utrudnia to lub wręcz uniemożliwia dystrybucję tych produktów i ich praktyczne stosowanie. Zbrylaniu się materiałów sypkich zapobiega się w przemyśle przez pudrowanie oraz wprowadzenie do materiału sypkiego odpowiedniego środka antyzbryląjącego. Środek taki miesza się z materiałem sypkim lub nanosi przez natryskiwanie na powierzchnię materiału uprzednio zgranulowanego. Jako środki antyzbrylające stosowane są aminy i wieloaminy alifatyczne, ich mieszaniny, sole amin z odpowiednimi kwasami z dodatkiem środków powierzchniowo czynnych i rozpuszczalników organicznych.Artificial fertilizers are obtained as bulk materials stored in bulk warehouses or in paper or plastic packaging. These products must maintain their loose form and avoid caking, as this complicates or even prevents their distribution and practical use. Industrially, caking of bulk materials is prevented by powdering and incorporating a suitable anti-caking agent into the bulk material. This agent is mixed with the bulk material or applied by spraying onto the surface of previously granulated material. Aliphatic amines and polyamines, their mixtures, and salts of amines with appropriate acids, with the addition of surfactants and organic solvents, are used as anti-caking agents.

Znany z opisu patentowego US nr 3186828 środek antyzbrylający zawiera aminy alifatyczne o wzorze RNH, lub R^H-CH^CH^N^, gdzie R jest alkilem zawierającym 6-22 atomów węgla lub też sole wymienionych amin z kwasem solnym, octowym lub kwasami tłuszczowymi zawierającymi 6-22 atomów węgla w cząsteczce oraz rozpuszczalniki i środki powierzchniowo czynne takie jak mydło mahoniowe, alkiloarylosulfoniany potasu lub sodu, oksyetylenowane aminy tłuszczowe, oksyetylenowane kwasy tłuszczowe.The anti-caking agent known from US patent description No. 3,186,828 contains aliphatic amines of the formula RNH, or R^H-CH^CH^N^, where R is an alkyl containing 6-22 carbon atoms, or salts of the mentioned amines with hydrochloric acid, acetic acid or fatty acids containing 6-22 carbon atoms in the molecule, and solvents and surfactants such as mahogany soap, potassium or sodium alkylarylsulfonates, ethoxylated fatty amines, ethoxylated fatty acids.

Z polskiego opisu patentowego nr 97269 znany jest środek antyzbrylający składający się z octanu aminy tłuszczowej, pozostałości podestylacyjnej produktu uwodornienia kwasów tłuszczowych oraz oleju mineralnego. Z innego polskiego opisu patentowego P-287144 znany jest środek antyzbrylający i hydrofobizujący składający się z 50-70 części wagowych aminPolish patent description No. 97269 describes an anti-caking agent consisting of fatty amine acetate, distillation residue from the hydrogenation of fatty acids, and mineral oil. Another Polish patent description P-287144 describes an anti-caking and hydrophobizing agent consisting of 50-70 parts by weight of amines.

167 780 tłuszczowych drugorzędowych, amidów kwasów tłuszczowych, glicerydów kwasów tłuszczowych, amin tłuszczowych drugorzędowych oraz soli amin tłuszczowych pierwszorzędowych z kwasami tłuszczowymi. Środki antyzbrylające nanosi się na nawozy przez natrysk w przesypie lub natrysk w bębnie.167,780 secondary fatty acids, fatty acid amides, fatty acid glycerides, secondary fatty amines, and salts of primary fatty amines with fatty acids. Anti-caking agents are applied to fertilizers by spraying in a hopper or by spraying in a drum.

Najistotniejszą właściwością użytkową środków antyzbrylających, zapewniającą ich działanie antyzbrylające jest stopień pokrycia kondycjonowanych materiałów. Wielkość ta zależy bezpośrednio od kąta wytrysku środka z dyszy oraz jego właściwości powierzchniowych które wpływają na równomierne rozprowadzenie małych ilości środka na całej powierzchni materiału. Od właściwości powierzchniowych środka antyzbrylającego zależy bezpośrednio jego zużycie jednostkowe. Środki o dobrych właściwościach powierzchniowych charakteryzują się małą zawartością substancji aktywnej lub mniejszym zużyciem jednostkowym. Im gorsze właściwości powierzchniowe środka tym więcej trzeba go zużyć na jednostkę materiału dla zapewnienia tych samych właściwości antyzbryląjących. Znane środki antyzbrylające wymagająużycia w ilości 0,08 do 1,2% wagowych na jednostkę kondycjonowanego nawozu.The most important functional property of anti-caking agents, ensuring their anti-caking effect, is the degree of coverage of the conditioned materials. This value depends directly on the nozzle spray angle and its surface properties, which influence the even distribution of small amounts of the agent across the entire material surface. The surface properties of the anti-caking agent directly influence its specific consumption. Agents with good surface properties are characterized by a low active ingredient content or lower specific consumption. The poorer the surface properties of the agent, the more of it must be used per unit of material to ensure the same anti-caking properties. Conventional anti-caking agents require the use of 0.08 to 1.2% by weight per unit of conditioned fertilizer.

Celem wynalazku było opracowanie nowego składu środka antyzbrylającego charakteryzującego się mniejszym zużyciem jednostkowym przy zachowaniu dobrych właściwości antyzbryląjących kondycjonowanych nawozów sztucznych. Cel ten osiągnięto.The goal of the invention was to develop a new anti-caking agent composition characterized by lower specific consumption while maintaining good anti-caking properties of conditioned fertilizers. This goal was achieved.

Środek według wynalazku składa się z 8-35 części wagowych amin tłuszczowych pierwszorzędowych o wzorze RNH, gdzie R jest alkilem zawierającym 14-22 atomów węgla, 0,5-4 części wagowych amin tłuszczowych drugorzędowych o wzorze gdzie R jest alkilem zawierającym 14-22 atomów węgla, 0,02-2 części wagowych soli amin tłuszczowych pierwszorzędowych z kwasami tłuszczowymi o wzorze (RNH₃ ⁺) RCOO' gdzie R jest alkilem zawierającym 14-22 atomów węgla, 0,01 -1 części wagowej soli amin tłuszczowych drugorzędowych z kwasami tłuszczowymi o wzorze ^λ The agent according to the invention consists of 8-35 parts by weight of primary fatty amines of the formula RNH, where R is an alkyl group containing 14-22 carbon atoms, 0.5-4 parts by weight of secondary fatty amines of the formula where R is an alkyl group containing 14-22 carbon atoms, 0.02-2 parts by weight of salts of primary fatty amines with fatty acids of the formula (RNH ₃ ⁺ ) RCOO' where R is an alkyl group containing 14-22 carbon atoms, 0.01-1 part by weight of salts of secondary fatty amines with fatty acids of the formula ^λ

NH, ⁺RCOONH, ⁺ RCOO

R gdzie R jest alkilem zawierającym 14-22 atomów węgla oraz gaczu parafinowego z ropy naftowej będącego mieszaniną węglowodorów alifatycznych C₁₅-C₄₀ o temperaturze krzepnięcia nie niżej niż 48°C i/lub oleju mineralnego jako uzupełnienia do 100 części wagowych. Nieoczekiwanie okazało się, że środek antyzbrylający zawierający obok amin tłuszczowych pierwszorzędowych o długości łańcucha alkilowego C^C,, i amin tłuszczowych drugorzędowych o długości łańcucha alkilowego C_M-C₂₂ sole amin tłuszczowych pierwszorzędowych z kwasami tłuszczowymi w mieszaninie z solami amin tłuszczowych drugorzędowych z kwasami tłuszczowymi zapewnia takie same właściwości antyzbrylające kondycjonowanych nawozów sztucznych, jak w przypadku znanych środków, przy zużyciu jednostkowym mniejszym o 20-30%.R where R is an alkyl group containing 14-22 carbon atoms and slack wax from petroleum, which is a mixture of aliphatic hydrocarbons _C15 - _C40 with a freezing point not lower than 48°C and/or mineral oil as the balance to 100 parts by weight. Surprisingly, it turned out that an anti-caking agent containing, in addition to primary fatty amines with an alkyl chain length of C^C, and secondary fatty amines with an alkyl chain length of C _M _-C22, salts of primary fatty amines with fatty acids in a mixture with salts of secondary fatty amines with fatty acids, provides the same anti-caking properties of conditioned fertilizers as in the case of known agents, with a unit consumption lower by 20-30%.

Przykład I. Sporządzono przez dokładne wymieszanie w temperaturze 80°C środek antyzbrylający o składzie: 11 części wagowych aminy roślinnej picrwszorzędowej o długości łańcucha alkilowego C^-C^, 2 części wagowe aminy roślinnej drugorzędowej o długości łańcuchów alkilowych C₁₆-C₁₈, 1,7 części wagowych soli amin roślinnych pierwszorzędowych o długości łańcucha alkilowego C_|6-C₁1 z kwasami roślinnych C_I6-C₁₈, 0,3 części wagowych soli amin roślinnych drugorzędowych o długości łańcuchów alkilowych C₁₆-C,₈ z kwasami roślinnymi C^-C^ oraz 85 części wagowych gaczu parafinowego z ropy naftowej będącegoExample I. An anti-caking agent was prepared by thoroughly mixing at a temperature of 80°C, consisting of: 11 parts by weight of a primary plant amine with an alkyl chain length of _C16 - _C18 , 2 parts by weight of a secondary plant amine with an alkyl chain length of C16-C18, 1.7 parts by weight of a salt of a primary plant amine with an alkyl chain length of _C16 - _C11 and plant acids _C16 - _C18 , 0.3 parts by weight of a salt of a secondary plant amine with an alkyl chain length of _C16 - _C18 and plant acids C16-C18, and 85 parts by weight of slack wax from petroleum being a

167 780 mieszaniną węglowodorów alifatycznych C₁₅-C₄₀ o temperaturze krzepnięcia nie niżej niż 48°C.167 780 a mixture of aliphatic hydrocarbons C ₁₅ -C ₄₀ with a freezing point of not less than 48°C.

Otrzymany środek naniesiono w ilości 0,05% wagowego na saletrzak natryskując przez dyszę o średnicy 0,7 mm, przy czym ciśnienie na tłoczeniu pompy wynosiło 0,6 MPa, a temperatura środka 80°C. W identyczny sposób wykonano kondycjonowanie saletrzaku środkiem zawierającym 15 części wagowych aminy roślinnej pierwszorzędowej o długości łańcucha alkilowego C,₆-C₁₈ i 75 części wagowych gaczu parafinowego oraz środkiem zawierającym 15 części wagowych aminy roślinnej drugorzędowej o długości łańcuchów alkilowych C₁₆-C₎₈i 75 części wagowych gaczu parafinowego.The obtained agent was applied in an amount of 0.05% by weight to the calcium ammonium nitrate by spraying through a nozzle with a diameter of 0.7 mm, the pump discharge pressure being 0.6 MPa and the agent temperature being 80°C. The calcium ammonium nitrate was conditioned in an identical manner with an agent containing 15 parts by weight of a primary plant amine with an alkyl chain length of _C6 - _C18 and 75 parts by weight of slack wax, and with an agent containing 15 parts by weight of a secondary plant amine with an alkyl chain length of _C16 - _C18 and 75 parts by weight of slack wax.

Mierzono kąt, pod jakim środek antyzbrylający wytryskuje z dyszy. Próbki saletrzaku kondycjonowanego środkiem antyzbrylającym obserwowano pod lampą kwarcową oceniając stopień pokrycia granulek nawozu środkiem.The angle at which the anti-caking agent squirted from the nozzle was measured. Samples of calcium ammonium nitrate conditioned with the anti-caking agent were observed under a quartz lamp to assess the degree of coverage of the fertilizer granules with the agent.

Właściwości antyzbryląjące poszczególnych preparatów oceniono określając ich zużycie jednostkowe zapewniające skuteczność działania antyzbrylającego powyżej 98%.The anti-caking properties of individual preparations were assessed by determining their individual consumption ensuring anti-caking effectiveness above 98%.

Uzyskano następujące wyniki:The following results were obtained:

- dla saletrzaku kondycjonowanego środkiem wg wynalazku:- for nitro-chalk conditioned with the agent according to the invention:

kąt wytrysku z dyszy 75° stopień pokrycia granulek nawozu środkiem 100% stuteczność działania antyzbrylającego 100)% jednostkowe zużycie środka antyzbrylającego 0,05% wagowegonozzle spray angle 75° degree of fertilizer granule coverage 100% anti-caking effectiveness 100% specific consumption of anti-caking agent 0.05% by weight

- dla saletrzaku stabilizowanego 25% roztworem aminy roślinnej pierwszorzędowej w gaczu parafinowego:- for calcium ammonium nitrate stabilized with a 25% solution of primary plant amine in slack wax:

kąt wytrysku z dyszy 55° stopień pokrycia granulek nawozu środkiem 800% skuteczność działania antyzbrylającego 80% jednostkowe zużycie środka zapewniające skuteczność działania antyzbrylającego powyżej 90% 1,3% wagowego,nozzle spray angle 55° degree of coverage of fertilizer granules with the agent 800% anti-caking effectiveness 80% specific consumption of the agent ensuring anti-caking effectiveness above 90% 1.3% by weight,

-dla saletrzaku stabilizowanego 25% roztworem aminy roślinnej drugorzędowej w gaczu parafinowego:-for calcium ammonium nitrate stabilized with a 25% solution of a secondary plant amine in slack wax:

kąt wytrysku z dyszy 5(5’ stopień pokrycia granulek nawozu środkiem 77% skuteczność działania antyzbrylającego 660% jednostkowe zużycie środka zapewniające skuteczność działania antyzbrylającego powyżej 90% 3% wagowe.nozzle spray angle 5(5' degree of coverage of fertilizer granules with the agent 77% anti-caking effectiveness 660% specific consumption of the agent ensuring anti-caking effectiveness above 90% 3% by weight.

Przykłady II-V. Przygotowano przez dokładne wymieszanie w temperaturze 00°C środki antyzbryląjące o składach podanych w tabeli 1 .Środki naniesiono na saletrzak w sposób podany w przykładzie I. W tabeli 2 podano uzyskano wyniki pomiarów to jest kąt wytrysku z dyszy, stopień pokrycia granulek nawozu środkiem, skuteczność działania antyzbrylającego oraz jednostkowe zużycie środka zapewniające skuteczność działania antyzbrylającego powyżej 90%.Examples II-V. Anti-caking agents with the compositions given in Table 1 were prepared by thorough mixing at 00°C. The agents were applied to the ammonium nitrate as described in Example I. Table 2 presents the measurement results, i.e. the nozzle spray angle, the degree of fertilizer granule coverage with the agent, the effectiveness of the anti-caking action and the specific consumption of the agent ensuring the effectiveness of the anti-caking action above 90%.

Tabela 1Table 1

Lp.No. Składniki Ingredients PrzykładyExamples II II III III IV IV V V Ilość składnika w częściach wagowychAmount of ingredient in parts by weight 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 1. 1. Amina roślinna pierwszorzędowa o długości łańcucha alkilowego C_l6-C_lg Primary plant amine with an alkyl chain length of C _l6 -C _lg 0 0 35 35 - - - - 2. 2. Amina łojowa pierwszorzędowa o długości łańcucha alkilowego C_M-C„ Primary tallow amine with an alkyl chain length of C _M -C„ - - - - 0 0 35 35

167 780167 780

1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 3. 3. Amina roślinna drugorzędowa o długości łańcucha alkilowego C,₆-C₁₈ A secondary plant amine with an alkyl chain length of C, ₆ -C ₁₈ 4 4 0,5 0.5 - - - - 4. 4. Amina łojowa drugorzędowa o długości łańcucha alkilowego C^-C,, Secondary tallow amine with an alkyl chain length of C^-C, - - - - 4 4 0,5 0.5 5. 5. Sól kwasów roślinnych C₁₆-C,i z aminą roślinną pierwszorzędową o długości łańcucha alkilowego C₁₆-C₁₈ Salt of C ₁₆ -C plant acids with a primary plant amine with an alkyl chain length of C ₁₆ -C ₁₈ 0,0, 0.0, 2 2 6. 6. Sól kwasów roślinnych C^-C^ z aminą roślinną drugorzędową o długości łańcucha alkilowego C^-C^Salt of C^-C^ plant acids with a secondary plant amine with an alkyl chain length of C^-C^ 1 1 0,01 0.01 7. 7. Sól kwasów łojowych C₁₄-C,, z aminą łojową pierwszorzędową o długości łańcucha alkilowego C_u-C„ Salt of tallow acid C ₁₄ -C,, with a primary tallow amine of alkyl chain length C _u -C„ 0,0, 0.0, 2 2 8. 8. Sól kwasów łojowych C^-C,, z aminą łojową drugorzędową o długości łańcucha alkilowego C^-C,,Salt of tallow acids C^-C,, with a secondary tallow amine with an alkyl chain length of C^-C,, 1 1 0,01 0.01 9. 9. Gacz parafinowy z ropy naftowej (mieszanina węglowodorów alifatycznych C11-C4 o temperaturze krzepnięcia nie, niżej niż 48°CSlack wax from petroleum (a mixture of C11-C4 aliphatic hydrocarbons with a freezing point of not less than 48°C 6,,49 6,49 43,49 43.49 6,,49 6,49 10. 10. Olej mineralnyMineral oil 86,98 86.98 - - 43,49 43.49 - -

Tabela 2Table 2

Lp. No. Wyniki pomiarówMeasurement results PrzykładyExamples II II III III IV IV V V 1. 1. Kąt wytrysku z dyszyNozzle discharge angle 60° 60° 70° 70° 60° 60° 70° 70° 2. 2. Stopień pokrycia granulek nawozu środkiem The degree of coverage of the fertilizer granules with the agent 80% 80% 90% 90% 80% 80% 90% 90% 3. 3. Skuteczność działania antyzbrylającegoAnti-caking effectiveness 90% 90% 95% 95% 85% 85% 90% 90% 4. 4. Jednostkowe zużycie środka w % wagowych, zapewniające skuteczność działania antyzbrylającego powyżej 98% Unitary agent consumption in % by weight, ensuring anti-caking effectiveness above 98% 0,07 0.07 0,06 0.06 0,08 0.08 0,07 0.07

167 780167 780

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.Publishing Department of the Polish Patent Office. Circulation: 90 copies.

Cena 1,50 złPrice: PLN 1.50

Claims

Patent claim

Anti-caking agent, especially for artificial fertilizers, containing primary fatty amines, secondary fatty amines and mineral oil, characterized in that it consists of 8-35 parts by weight of primary fatty amines of the formula RNH, where R is an alkyl containing 14-22 carbon atoms, 0.5-4 parts by weight of secondary fatty amines of the formula ^R \

NH

R^ where R is an alkyl group containing 14-22 carbon atoms, 0.02-2 parts by weight of a salt of a primary fatty amine with a fatty acid of the formula (RNH ₃ ) ⁺ RCOO', where R is an alkyl group containing 14-22 carbon atoms, 0.01-1 part by weight of a salt of a secondary fatty amine with a fatty acid of the formula fu λ nh ₂ ⁺ RCOO, where R is an alkyl group containing 14-22 carbon atoms, and slack wax from petroleum being a mixture of aliphatic hydrocarbons C ₁₅ -C ₄₀ with a freezing point not lower than 48°C and/or mineral oil, the balance being 100 parts by weight.