автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Закономерности процесса капсулирования гранул суперфосфатов производными целлюлозы

а*

^КАДЕМИЯ НАУК АЗЕРБАЙДЖАНСКОЙ РЕСПУБЛИКИ

ИНСТИТУТ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ им. М. Ф. НАГИЕВА

На правах рукслисн

САМЕДОВА ТАХИРА АЛЛАХВЕРАН кызы

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОЦЕССА КАПСУЛИРОВАНИЯ ГРАНУЛ СУПЕРФОСФАТОВ , ПРОИЗВОДНЫМИ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

05.17.08 — Процессы и аппараты химической технологии

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Баку — 1993

Работа выполнена в Институте полимерных материалов АН Азербайджана.

Научный' руководитель:

доктор технических наук Я. И. РУСТАМОВ.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Р. М. КАСИМОВ, ;

доктор технических наук, профессор А. Г. АВИЛОВ.

Ведущге предприятие: Сумгаитский суперфосфатный завод.

Защита диссертации состоится «. . .» 1993 г.

п ... час. на заседании специализированного совета Д004.0Э. 01 при Института теоретических проблем химической технологии АН Азербайджана по адресу: 370143, Баку, пр. Азизбекова, 29.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИТПХТ АН Азербайджана.

Автореферат разослан «

У'О.ъ 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета, К. X. н.

Н. М. КАСУМОВА

ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Непрерывный прогресс химического производства требует создания принципиально новых, более современных и экономичных методой, а также интенсификации существующих традиционных процессов 'и аппаратов. В этой связи разработка высокоэффективных и экологически чистых технологических систем входит в число основных задач современной химической технологии. В постановке таких исследования и успешной реализации их результатов на производстве важная роль принадлежит применению в химической технологии методов математического моделирования, т.к. при наличии корректной математической модели процессов успелно решаются задачи по оптимизации химико-технологических систем и управлению ими с использованием ЭВМ. Расширение исследования в области капсулирования минеральных удобрений биологически разлагаемыми и водорастворимыми полимерными плен кообразователями имеет неоспоримое значение в химической технологии и технологии применения удобрений в сельском хозяйстве. Указанныз направления в большой мере касаются' повышения эффективности минеральных удобрений.

Анализ тенденции развития промыалекности и состояния исследований в области капсулирования минеральных удобрений показывают, что эти процессы длительное время останутся актуальными проблемами химической технологии.

Значительная часть исследований, посвященных указанной пробле мз, состовляют авторские свидетельства и патенты зарубежных стран, в которых реаекы только частные вопросы процессов капсулирования. В указанных источниках ш рассмотрены вопросы научно обоснованного аппаратурного и технологического оформления процесса, построения полной математической модели системы капсулирования, учитывающей взаимосвязь параметров спецполимэра и капсулирующшс удобрений, которые относятся к числу проблемна; задач, стоетцих перед исследователям!. В данной работе объектом г:апсулкров2тгячбали выбраны гранулы суперфосфатов, а яапсулообразуюгрн материалом - водорастворимые, производные цеялялозы.

Цель работы. Разработка нового способа получения карбопсико-тилцоллвлози с различии содержанием а какрокояэкуяэ йарбозеяивтилъ-кых групп; установление закономерностей процесса,капсулирования гранул суперфосфатов указанным полимером? построение кинетической и полкой математической моделей процессов а учвтои взаимосвязи между.

параметрами синтеза спецполимера и капсулирования, а также 'разра-■ бохка технологической схемы,алгоритма расчета системы капсулирования. , '

Научная новизна. Разработан метод получения карбоксиметилцел-люлозы о заданным содержанием карбоксиыегильных групп в макромолекула полимера, на базе которого сформулированы технологические закономерности синтеза спецполиаера; установлены и представлено математическое описание кинетических закономерностей растворения в воде уарбоксимогилцеллюлозы с различным содержанием карбокоиметиль-ньпс групп в ее макромолекуле, на основании которых установлена взаимосвязь между свойствами спецполимера и капсулированных гранул; разработана кинетическая модель роста толщины полимерной капсулы но гранулах, на основании которой были определены основные параметры процесса; построена полная математическая модель процесса капсулирования гранул суперфосфатов в аппарате с псовдоожикенным слоем, учитывающая взаимосвязь между параметрами процессов синтеза спецполиаера, растворения его в воде к капсулирования гранул удобрений, на«,основании которой сформулированы основы прогнозирования свойстн' капсулированных гранул; разработаны блок-схемы к алгоритм расчета системы шюугарованив гранул суперфосфатов, позволяющих производить расчот капсулятора с применением уравнений математической модели процесса. .

Практическая|гценность. Результата исследований могут бить кс-яользовашг для получения калсулированньк гранул суперфосфата на дойогвукхцих производствах гранулированного суперфосфате;. Этики материалами корут оэчьаооазгоя студанги ВУЗ-ов.

I. Результаты .лаборатории:: исследований к технологическое оформление процесса капеуянрэааша; гранул супэрфосфата, .где предусмотрено соемсгчгягае процоессш расадлгшя полимерного раствора на слой гранул и cjraia послодм:;: t .одно;.: мшарать.

Скнтеа «кящшиир^ с седишиа содорканкем с егс «акромэлег куле .карботшткяыилг грушгк штт&ы&з кздоль растиорснак укв-заиного паянкора б воде,

,< ' IbiHCTiraociíyfc lc.*í;j j»o?c толсти гласулообраоупчсГ: шккш . на гранулах б «т&рз-к. с- соггдоаазсаггагы сйоси. : ' 4.' Гкшдда иахаштмсскук кэудагь скэяж капсулироьгдайк.

Ъ, Jjivорти рисы xa. аки 1ласу®1рошгай. .. •

- О -

Апробация работы. Материалы диссертации доложен«: на I Азерб--Турецком симпозиума по полимэрам "Яолимср-91" (Баку, 1991 г.);, II Турец:со-Азербайдоанст;ом симпозиуме по полнморам "Полп?.:ер-92" (Анкара, 1992); на заседании кафедры технология Оцсококолакуляр-ных Соединений Азербайджанской Гооударствошюй Нефтяной Академии (Баку, 1993 г.); на техническом совета Сумгглтского Суперфосфатного завода (1993 г.).

Дубликат«;. По Тб»:э диссертации опубликовали 7 работ и получен один патент. .

Структура и об-ьоч работы. Диссзртац::окная работа состоит из . введения, трех глав, внводоз, списка использованной литературы я приложения, изложенных га 102 сгравщзх ютйиописноро текста, содержит 7 таблиц п 12 рисуняоп. •Еябякегргфиг тсчюнэас? 129 иатаго-нований. .

В пегаса глаза проанаг'апрспяни л'яоекуржо источники по гсалсулнрованнп гакералып~< удоброгнЛ. изтодо получения п свойства хсспсудообрмугдого полтора, па оогчгг.пш "огопк сферу,улированы аядзчя настоягзЯ днаоерг-цта. Показано, что разработка способов яолупзкзя водорас7воргс.г.1)с прокзао^та г?дааяозн с рзэягада содер-апкв«! в макркядзкулз отрб&тяяяадмс« групп- и ;жпоуляровааяа '•¡м гранул суяэр5ос*атоз- яаяязтея дробления якип-

«оскоп ткетологпп. * * ' .

Во чтотгоп РГ1ПО ¡:лла~ег.н сспрсггспко ::31Сдя сйродолския »Тпг— зкчссгах параметров гапсулесСГрсзуагсго кажяярз'я тапсулирозагпшх гранул суперфосфата. Прясздона глгоду гл:$этикп роста тол-

щина полжерной пленки, кз градусах, пзстпзсггл задахгазекой кодоля процесса, • проверка адекватно«:? годзяа роааьнй^ процессу и вычисления погрсиносуея окспера^здаоз. Дани ехе;г1 я «тсашм лабораторных установок сантоза спсщояягара а глпоул-лрззг>шя.

• Третья глаза посажена отгзл::зу результатов экспериментов по пелупен'.та карбокснмотилцеллмазц с разлячиии содержанием ¡з макро- . .молекуле карбокси;.гзтпльикх групп и исследования процесса калсули-рования гранул суперфосфатов водным раствором спецполимзра, осуществляемого на лабораторной установке, установлении кянэтичес-ких закономерностей этого процесса, построению кинетических моделей процессов растворения полимера в воде и капсулировакия им гранул, а также созданию полной математической модели процессов, построении алгоритма расчета систеод капсулировакия гранул супер-

фосфатов и формулировка основных выводов диссертации.

I. Закономерности и математическое описание взаимосвязи основных параметров процесса синтеза На-КЩ с различным содержанием карбоксиметильных групп

На рисунке I приведены кривые зависимости доли элементарных звеньев(П,/П ) в макромолекуле КМЦ, содержащих карбоксиметильные группы, от концентрации водного раствора натриевой щелочи при постоянном оптимальном соотношении реагентов. Указанные кривые имеют экстремальный характер изменения.При этом максимальные

и,/-

J 0,5-

< 0,4-

аз1

0^2-

У •<

// ч.

/V V

10

Сг,%

20

30

Рис.1. Зависимость 7^/Л от Ст при мольном соотношении реагентов 1:1,4:1,2 и различных заданных значениях

(П : кривая /-(тгА^ 2-0,6.

значения П,/П соответствуют его заданным значениям и достигаются при концентрации щелочного раствора,равной 20 %, а выше этой концентрации кривые падают. Анализ данных показывает, что при синтезе Ш-КНЦ с заданным содержанием в его макромолекуле карбок-симетильных групп существенную роль играет количество реагентов, приходящее на заданную долю макромолекулы, подлежащей алкилирова-нию, и концентрация натриевой щелочи. Зависимость 71/71* =/(С) может быть описана дифференциальным уравнением следующего' порядка:

(I)

После интегрирования уравнения (I) при изменении переменных

. - 7 _

в интервале О ^ Су и 0 П0ЛУч11и»

. <».

Уравнение (2) описывает изменение 71/ть в зависимости от концентрации щелочного растчора (С) по закону параболы, обращен ной к оси абцисс. С учетом значения коэффициентов, уравнение (2) можно написать в следующем виде:

15-10 2-0гг . (3)

Точность уравнения (3) лежит.в пределах ±8 %, что удовлетворяет требованием инженерных расчетов. Взаимосвязь между некоторы ми параметрами процесса синтеза полимерных капсулообразователей с заданным содержанием в макромолекуле гидрофильных групп может бить описана балансовым уравнением (4).

. (4)

В конкретном случае для Мр/ГМЦ уравнение (4) имеет сле-дующия вид: • . '

Нп

(5)

Таким образом, установлена взаимосвязь меяду параметрами процесса синтеза спецполимера. Получены необходимые уравнения, описывающие Эту взаимосвязь с достаточной точностью.

2. Кинетическая модель растворения спецполимера (Ш-КИЦ) в воде

Одни« из основных путей управления свойством пролонгированного действия капсулированных удобрений является изменение в. макромолекуле полимерного капсулообразователя числа элементарных звеньев, содержащих гидрофильные группы. Поэтому изучение кинетики растворения полимера в воде в зависимости от числа гидро-

фильньсс групп в его макромолекуле имеет большое теоретическое и практическое значение в технологии капсулирования минеральных удобрений. Скорости растворения полимеров в системах, твердый полимер - раствор можно описать дифференциальными уравнениями вида:

а) по расходу твердого полимера

—^^(оС-сСр) , . (6)

б) по накоплению полимера в растворе .

01Сп _ 1//П п \ '

'. --^--пКОпр'Ьп) . (7)

Интегрированием дифференциальных уравнений (б) и (7) при изменении переменных в интервалах О ^^С^ ; , сСо ; £%т получают:

сСт = сСр +(оС0 - сСр)-ехр(-КЧ:т) t (8) .

Слт= Сп.р-Скр-ехр^К^т) . (9)

С учетом выражения Сп.р~о1р~Ы.р уравнение (9) можно написать через относительные концентрации твердого полимера в смеси.

Спт=сС0^р+&0-сСр)-ехр(-К<4 .

(10)

Для разбавленных растворов полимерных материалов при уравнения (8) и (10) принимают следующий вид:

. . сСг = <Со-ехр{-К1т)■ (II)

Сп.г^оСои-егр(~кТт^ . сг) :

Из указанных уравнений следует; что кинетический коэффициент (К) является общим для' процессор растворения твердых полимерм и накопления их в раствора. Указанный коэффициент в основном зависит от свойств самого полимера и температуры процесса растворения.

Значения этого коэффициента для конкретного полимера найдены экс-, перименгальным путем.

На рисунке 2 представлены экспериментальные кинетические кривые растворения Ма~КМЦ в воде при температура 20°С и различных значениях степени замещения. Как видно, кинетические кривые растворения имеют экспоненциальный характер изменения. По этим кривым можно сделать вывод о том, что Мо~КМЦ со степенью замещэ-

симетилцеллюлозы при различных значениях 72,/Л' Ы* - 11,171 =0,3; 2,2' -0,4; 3,3 -0,5; 4,4 -0,6; 5,5' -0,7 - и Ь =20°С. ■

ных показывает, что скорость растворения пагаиера в основной зависит от степокл ааисцения в тгшаратурц среди. С понижением температура,, при прочих равных условиях, скорость растворения полимера растет. По г^оро повьизния степени замещения в макромолекуле, полимера карбоксймэткльныш радикалами скорость растворения при постоянные температурах также раса от. Это объясняется увеличением степени контакта шзду молекулами полимера и растворителя. Помимо вышеуказанного» из рисунки 2 слсдает, что процесс растворения №&~КМЦ сепровсвдаегся индукционным периодом . При этом

полная продолжительность суммарного процесса растворения полимера состоит из су¡¿мы двух состовлякция и ко1сот быть описана уравнениями-(13) и (14).

%

или

(13)

(14)

'Из уравнения (14) следует, что полная продолжительность процесса растворения полимера в основном зависит от степени замещения в макромолекуле На-КЩ карбокеиивтильньми группами, температуры среды и от константы скорости растворения. Значение этого времени уменьшается с ростом степени замещения и константы скорости растворения, а с ростом температуры и начальной относительной концентрации твзрдого полимэра оно увеличивается.-

Таким образом, разработана кинетическая модель процесса растворения полимера в системе твердый полимер - растворитель и определены кинетические закономерности процесса растворения в воде в зависимости от различных факторов. Получены необходимые уравнения ^ описыванэдие указанные закономерности с достаточной точностью.

3. Кинетическая модель процесса _ калсулообразования

В аппарате с псевдоожиженным слоем процесс капсулировакия гранул суперфосфатов протекает в сложной технологической обстановке. Поэтому исследование кинетики процесса капсулирования имеет теоретическое и практическое значение. В связи с этим установление

- II - .

закономерностей кинетики роста толцины полимерной пленки на гра- . нулах представляет неоспоримый интерес для алпаратурно-технологи-ческого оформления процесса. С этой целью о порядке допущения принято» что гранулы в ходе процесса по всей поверхности покрываются пленкой одинаковой толщины. Нами было предложено .описать скорость роста толщины пленки на гранулах уравнением первого порядка, содержащим кинетический коэффициент.

(15) '

С учетом того, что было получено основное диффе-

ренциальное уравнение скорости роста толщины полимерного покрытия на гранулах удобрений. - 1 :

d St . Kn.ct-n .. «j<>'\

d%T ~ 2. ^ ° V ' (16)

Интегрированием уравнения (16) при изменении переменных в интервале « решением полученного выражения относительно получено в общем виде .выражение роста толщи- . ны пленки на гранулах. ..'.■•

•^í^p^M-Á:'.■ «*>

Для аппаратов с псевдЬозшсакнда слоем в условиях полного перемешивания капсулируемых гранул кинетика роста толщины полимерной капсулы может быть описана уравненной (18). ' . .

4 . ' eis)

Уравнение (18) устанавливает взыгаоевпзь глетду коночной .толщиной капсулообразуюц&й пленки и паржэтраш процесса, проводимого в аппаратах с псввдоожиженнкм слоо:;. По уравнению (18) етшо рассчитать массу слоя в аппарате с. псэвдооиэхенныл слоем непрерывного действия, обеспечивающую необходимую толщин капсулы, при пребывании заданной доли загружаемого количостпа материала в аппарате не менее оптимальной продолжительности процесса. Входящая в состав уравнения (18) константа скорости роста толщины плени; (Кп.а) в основном зависит от гидродинамического реккка в аппаратах, формы и свойств капсулируемых гранул, а гагате свойств раствора полимерного пленкообразователя.

На рисунке 3 приведены кинетические кривые роста толщины получерной пленки на гранулах суперфосфатов при оптимальных значениях гидродинамических показателей и температуры ожижающего воздуха. Анализ этих кинетических кривых показывает, что по ходу процесса толщина капсулообразующей полимерной пленки на гранулах

Рис.3. Кинетические кривые роста толщины капсулообразующей • пленки на гранулах'суперфосфата с диаметрами: I- Д? = =1,5* Ю"^; 2-2,5-10 , 3-3,5-10'^и при 7Ппс=СОПз1 и Сл =5 %.

увеличивается по экспоненциальному закону, описываемому выражениями аналогичными уравнении (16). Как следует из кривых рисунки 3, в начальный период процесса капсулирования (0-100 с) рост толщины пленки, на гранулах суперфосфата протекает -с меньззей скоростью по сравнению с периодом процесса, соответствующего выше 100 с. Кроме того, указанные кривые свидетельствуют о том, что с понижением концентрации раствора полимерного пленкообразователя резко возрастает скорость роста толщины пленки на гранулах.

' Значения константы скорости роста толщины полимерной пленки на гранулах суперфосфатов были определены методом графического дифференцирования кинетических кривых« Предложено следующее эмпирическое уравнение для расчета кинетического коэффициента, учитываю-

. • -'13 -

рое форму гранул суперфосфата:

Уравнения (18) и (19) совместно описывают изменение толщины полимерно!) пленки на гранулах суперфосфатов при капсулирозании их в аппаратах с псевдоо.та.-сннш слоем. .

Таким образом, на основании экспериментальных данных и теоретических предпосылок определено закономерности кинетики роста толщины полимерной пленки при капсулировании гранул суперфосфатов спецполииером и предложены необходимые уравнения, описывающие ход указанного процесса в аппаратах с псевдосжиженньм слоем.

4. Полная математическая модель процесса капсу.таровакая

'Разработка, аппаратурное :г технологическое оформление процесса капсулирова1Яя гранул суперфосфата спецполикором основано на установлении взаимосвязи мелду параметрам! 'системы, что возмогло при наличии полной математической модели. Указагаая задача может быть решена методом объединения математических «одолей отдельных стадия суммарного процесса.

Уравнение (20) учитывает взаимосвязь между параметрами самого спецполимера и концентрации щелочного раствора, используемого при его синтезе:

(20)

Неоспоримое теоретическое и практическое значение ииззт анализ уравнения (20). Это уравнение предназначено для расчета параметров процесса синтеза //с!~КМЦ и «о.г.ет бить использовано при . синтезе гидрофильсодержас?« производных друг:« полимеров. Входящие в состав указанного уравнения параметры М , 71>/Т1» 0 , 71 и 72-/ являются переменными величинам. ОгромныЯ практический интерес представляет расчет Т1/Ч по уравнению (20) при известных значениях Ь\0 , Мг , М'0 , М, , М2 , 71 и С '.

При описании полной математической «одели капсулообразозания были обобвдны модели его отдельных стадией.

' Г--• (21)

- -

Уравнзнив (21) связывает иегдау собой кинетические параметры процесса капсулировашя, параметры полимерного раствора и удалений растворителя с поверхности гранул. К достоинству указанного уравнения можно отнеоти то, что в нем участвует коэффициент формы \Ф) капсулируешк гарнуд. Как следует из уравнения (21), к числу основных технологических параметров, характеризующих процесс капсу-лировадая в аппаратах с псевдооетгоиным слоем, ртносятся температура оаижающвго агент, концентрация полкиорного раствора (Сп) , приведенный диаметр исходных гранул (Д,) , скорость удаления растворителя (гф/ я текущее влагосодеркание материала в слое(иг) .

Обработкой экспэрйшктаяьных данных по .распаду капсулирован-ных гранул в воде и с учетом кинзтичаских моделей растворения спецполимера и капсулообразовашя было получено следующее уравнение:

Уравнение (22) связывает кезду собой основныз параметры спецполимера, процессов растворения спецполимера в подо и капсулиро-вания гранул, а такке параметры капсулируемых и капсулированных гранул. Указанное уравнение может быть использовано при прогнозировании продолжительности распада (капсулированных гранул в воде в зависимости от свойств спецполимера и капсулируемых гранул суперфосфата. _

Таким образом, разработана полная математическая модель процесса г.апсудировакия гранул суперфосфатов методом обобщения моделей его отдельных стадий, показаны пути интенсификации этого сложного процесса. Установлено, что главны;.: критерием при интенсификации процессе капсулировакия йвляется ускорение процесса удаления растворителя с поверхносги капсулируемых гранул.

Б. Аппаратурное оформление процесса и его' г_Егоииты расчета

На основании реьулотатоь исследований, -приведенных в главах 2 к 3, и с учетом кркги-чвекого разбора работ, приведенных в глава рекоменлоеьг общий вез.«!«: г-ехнолог«ческой схемы процесса капсулк-

(22)

рования гранул минеральных удобрений водорастворимыми полимерными, натериалаш, которая изображена на рисунке 4. По этой схеме кап-

отлщ®

ГАги

ГМНУЛЫСУКР-

7 аошп ^гл

Рис.4. Технологическая схема капсулирования гранул суперфосфатов. I-аппарат с псевдоожиженным слоем; 2-сбсрнит: для полимерного раствора; 3-емкость для приготовления полимерного раствора; 4-топка; 5-винтавой транспортер; б-бункер; 7-элек-трокныГ! потенциометр; 8, 9-воздуходувки; 10-вытяжной вентилятор; П-илюзовой затвор; 12-расходомер; 13-брызгоуло-витель; 14-пневморэспылиТель. ,

сулирование гранул осуществляют, в аппарате .1 путем распыления на них раствора полимерного материала, находящегося в сборнике 2, через пневмораспылитель 14. В аппарате I одновременно протекает сушка гранул за счет тепла топочных газов, получаемых в топке "4 при сжигании природного газа .Температуру топочных газов после топки 4 и слоя капсулируемых в аппарате I гранул измеряют многоточечными электронным потенциометром 7. Топочные газы, полученные в топке 4, проходя через слой гранул в аппарате I и освобождаясь от капель в аппарате 13,<отсасывают и выбрасывапт в атмосферу вентилятором 10. Для Приготовления водного раствора натриевой соли карбоксиметил-целлшозы требуемой концентраций.предназначен аппарат 3, снабженный пропеллерной мешалкой и рубашкой для подачи теплоносителя.

Рекомендуемая схема для капсулирования минеральных удобрений водорастворимым полимерным материалом позволяет осуществлять мгновенное удаление растворителя с поверхности гранул, что обеспечивает формированию капсулообразувщей пленки на них без деформации этих гранул. Указанная схема создает неоходамые условия регулирования толщины полимерной капсулы на гранулах суперфосфата в широком диапазоне изменением концентрации полимерного материала в растворе.

Предложен алгоритм расчета системы капсулирования гранул суперфосфата указанным спецполимером.

основные вывода

1. Разработана технологическая система для капсулирования гранул суперфосфата в аппарате с псевдоожияенным слоем водорастворимыми и биоразлагаемыми полимерными материалами, содержащими в макроцепи гидрофильные группы. Предложены блок схема и алгоритм

^ расчета системы капсулирования с учетом свойств капсулируемого объекта и полимерного цаториала. Установлено, что по ним можно осуществлять расчет системы капсулирования суперфосфата с достаточной точностью. /11

2. Разработан новый способ получения ¡\ltt~Knu,с заданным содержанием в' его макроцепи карбоксиметильных групп, который использован в технологии капсулирования минеральных удобрений. Определены основные параметры указанного процесса и получены необходимые уравнения, описывающие взаимосвязь между параметрами спец-полимара и технологии его синтеза.

3. Установлены кинетические закономерности процесса растворения очищенного спецполимера в воде, получены необходимые уравнения, описывающие эти закономерности с достаточной точность». Показано, что процесс растворения спецполимера сопровождается индукционные периодом, продолжительность которого занимает большую долю в общей продолжительности суммарного процесса растворения и существенно влияет на свойства капсулированных гранул. Получены эмпирические уравнения для расчета продолжительности индукционного периода и суммарного процесса растворения спецполимера в зоде.

4. Определены кинетические закономерности роста .толщины полимерной пленки на геинулах суперфосфата при капсулирооании их в аппарате с псовдоог.»;:'ллкым слое«. Получены аналитические уравнения» оаксгиааж.це sr.wj-.iKy роста полимерной пленки на гранулах с учетов взлкмосеяз-/. оембзнши параметрами процесса. Пррдло- •

. - '17 -

жено эмпирическое уравнение для расчета кинетического коэффициен-, та. Установлено, что кинетический коэффициент капсулообразования в значительной мере зависит от свойств капсулируемого и капсуло-,"-аго материала,' а также от формы капсулируемых гранул.

5. Построена полная математическая модель процесса капсулиро-вания гранул суперфосфата в аппарате с псевдоо.таженным слоем, которая связывает продолжительность распада капсулированных гранул суперфосфата в воде с параметрами спецполимера, растворения его в воде и кинетическими параметрами процесса капсулировашя. Предложено балансовое уравнение для аппарата непрерывного действия, основанное на законе сохранения массы в двухфазных системах.

6. Установлено, что методом капсулирования мокно улучзить физико-механические и агрохимические свойства суперфосфата, а также снизить степень химической ротроградации фосфорных соединений в почзе. Разработаны основы управления свойствами капсулированных гранул суперфосфата путем изменения числа карбоксиметильных групп в макроцепи спецполшлера и толщины капсулообразующеП пленки на гранулах, что позволяет прогнозировать 'свойства капсулированных гранул.

7. Результаты исследований могут быть использованы для создания промышленных систем капсулирования минеральных удобрений. Ими могутпользоватся студенты техникумов и ВУЗов при выполнен;«! курсовых и дипломных работ.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

; Мо и М -молекулярные массы исходной целлюлозы И ЛЬ'КИЦ; Мд -молекулярная масса целлюлозы после ее деструкции; и -молекулярные массы элементарных звеньев в полимерной цепи целлюлозы и Ш-Щ ; 71 - общее число элементарных звеньев в макромолекуле А/а-КМЦ ; 71,. - число элементарных звеньев в макромолекуле А/а~НМЦ .содержащих по одной карбоксиметильных группе;

-число молей исходной целлюлозы; ^о - число молей синтезированных /lfcl~/(MЦi 0,49ЯЬ-постоянная, зависящая от свойства $а~КЩ; 711/Т1 -дэля элементарных звеньев в макромолекуле спецполимера, содержащих по одной карбоксиметильной группе; (/7,/#)0-эаданные значения П,[11 ; О г -текущая концентрация водного раствора натриевой щелочи; оС0, оСг и оСр -начальная, 'текущая и равновесная относи-тпльч:«е концентгзпги т вердого полимера п системе' твердый полимер-растпорит".«:.'., ссогзотгтвеино; Спт и Сар -текущая и разновесная, относительные'к^!!.:е'|-т;!1!ил растворенного полимера п указанной сис-

теме; -текущее время процесса растворения полимера; К -кине-. тической коэффициент-растворения полимера; -продолжительность индукционного периода при растворении полимера; CLT -текущая продолжительность растворения полимера без учета Ч^ц ; Ч^п -полная продолжительность суммарного процесса растворения полимера; t -температура процесса растворения; J}0 и Вт -начальный и текущий диаметр капсулируемых гранул; CUT и Ч7К -текущая и конечная продолжительность процесса капсулирования; ¿г и && -текущая и конечная толщина полимерной пленки на гранулах; 7Пг , ТПае-массовая подача капсулируеиых гранул суперфосфата в аппарат и масса гранул в псавдоожиженном слое; Кцд -кинетический коэффициент при капсули-ровании гранул в аппарате с псевдоожиженным слоем; ОС. ,-доля загружаемого материала, пребывающая в псевдоолдаженном слое не менее оптимальной "продолжительности; Qn -концентрация водного раствора полимерного материала; Ф -коэффициент формы гранул суперфосфата;

Цт -текущее влагосодержание капсулируемого материала; IVc -скорость удаления растворителя; ^tp.z -продолжительность распада капсу-лированных гранул суперфосфата в воде.

По 4еме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Патент по заявке! ff 5005192/05. 1991. Способ получения кар-боксиметилцеллюлозы/Рустаыов Я.И., Эфендиев A.A., СадыховФ.М., Самедова Т.А. и др. .

2. Рустамов Я.И., Самедова Т.Д., Оруджев С.С., Карамамедов Г-.А. Математическое описание взаимосвязи основных параметров процессов получения натрийкарбоксиыетилцеллюлозы/Лим.пром-сть, 1991, № II,

с.667-669. . ' ; ' - V

3. Рустамов Я.И., Садыхов Ф.М., Самедова Т.Д., Оруджеп С.С. и др. Кинетическая модель и закономерности растворения натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы в воде/Дим. пром-сть, принята к печати 1993 г. № 9 .

■ 4.-Рустамов Я.И., Оруджев С.С., Самедова Т.А. .Карамамедов Г.А. и др. Кинетическая модель роста толвдны пленки при капсупировпнии гранул удобрений полимерными материалами/Д.прикл.химии, IЭВВ, № 4, с-757-762. -

5. Рустамов Я.И., Оруджев С.С., Карамамедов Г.Л.,Самедова Т.А. Закономерности синтеза натрий-карбоксиметилцеллюлозы с различным содержанием карбоксимегильных групп в макроцепи/Дез.докл. но I Азерб-Турецкого симпозиума по полимерам "Полимер-9Г',. Вяку, I9SI, с/ 74.' \ ■ '

6. Рустамов Я.И., Карамамадоз г.А., Кулиев A.M..Самедова Т.А. и др. Водорастворимые полимеры - гак капсулообразоватоли минеральных удобрений// Тез.докл. на I Азерб.-Турецкого симпозиума по полимерам "Полимер-91", Баку, 1991, 0.338.

7. Рустамов Я.И., Орудиев С.С., Самэдова Т.А,,Кйрамамедов Г.А. Математическое описаниа взаимосвязи меяду основными параметрами при синтеза натрий-карбоксикетилцоллюлоэи с различным содержанием карбоксиматильынхгрупп/Дез.докл. на I Азерб.-Турецкого симпозиума по полимерам "Полимйр-91", Баку, 1991, с.363.

8. Рустамов Я.И., Оруджав G.G., Дяафаров А.П., Карамамедов Г.А. Самедова Т.А. Способ получения спэцполимера и закономерности использования их в технологии капсулирования// Тез.докл. на II Ту-рецко-Азерб. симпозиума по полимерам "Полт1вр-92", Анкара, 1992.

с. 102.

суперфосфат дзяэлэшин сешлоза тегемэлэга да

ШСШАЩДИШШ1СЫ ПК5СЕШН1Ш ГАНШАУаГУНЛУШРЫ

Макромолекулунда эввэлчэдон муэдзэнлээдиралмни саЗда карбок-симетил груплары одш lf(L~KMG -шш алшмасшин зени y суду иш£э-ниб Ьазьфланмыи» бундан суперфосфат дзяэлэршши капсуллашдыршшасы~ техколсшзасында истифадэ едшшшдир. Кесторилмишдяр кк, реакент-лэрин, селлудозаикн макромолекулунда эвзз олуиачаг елементар Ъол-гэлэрип'cajtnà дуизн, шгдары вачиб са^ылнр. Хусуси полимерии суда Ьэлл олмасшш кинегик гануняу^гунлугларн, Ьалл олма просесинин индуксиja муддэги члэ л-гуы'еггjJôt олунмасн во експоиагюиал гануна табели^и: отэ^эи олукмушдур. Бу гаиунау^гуцлуглары кифадэт гздэр дэгигликлэ ифадэ едэн ри;)ази тепликлор тэртиб едклшвдяр. Га^нар . лад апаратьада капсуллагаа просес;:йдэ дзаэлории сэтгишдэ полимер орт y з vu галыплыгшшархмасшш! кинетик ганупауЗгундуглары аравди-рдомнв, <5у гшунауЗгунлугдары ифадэ еден 'спалптйк т'зпликлэр ве-рплмлшдир. Капсуллазма просесшшп шаетик гмс&лшцц капсудлазза бэ капсулэмглзхэтирл^ матеря аяш хассэлэрйндсн, Ьгшшшш капоул- • яашая дзнэлэрин форыасындал асизиш*ы Mïojjc:: едилиипдир. Супер- i фосфат ДЕцгдзршшн капсуляавдцрцаыаон просесинин там pisjазi; модели гур'улмуи,- бу да капсуллаздыригаига дгнглэрян суда дагылма муддэти илэ хусусн полимерии параметрлэр:!, онуи суда Ьэлд олмасы вэ кап-суллашмапросеолэринин ккнегкк параиетрлэрп арасннда элагэ japa-дыр. Суперфосфат дзнэлэршшн фязики-механикг еэ агроюафби хас-сэлэринин капсуллаама методу илэ Захицлышдьф&шасшыи myuky!UïJy кестарилмиидар. Капсу'ллашдырылмю кубрэ дэиелзрлнин хассадэришш тэнзимлэимэсииин вэ прогнозлашдцрылмасьиын зсасларц тэртиб олун-мувдур. Каясуллаима систем',! - ï4yh технологи схем вз Ьесаблама алгоритм! верилыиидир.

TIE REGULARITIES 05'CAPSULATION PROCESS OF SUPERPHOSPHATE GRANULES WITH CELLULOSE DERIVATIVES.

It has been worked out the new method of preparation of 11a-CI.IC with civen-content of crjrboxymethyl groupa which was uaed in the technology of capsulation of superphosphate grnr.ule. It won shown that the amount of rer.senta coding to given numbers of cleraentnry links in raacroch^in of cellulooe which reuat contain on one er>rboxymethyl croup. The kinetic regularities of the process of disaloution of apeciel polymer in water havg been established. It has been recogniaedthat the proceoa of diaaolutjon ia cccorapcnied'by induction period sind submitted to exponential* low. The iieCesasry equations deacribed thene regularities vdth sufficient exactness have been prepared, She kinetic r?culori-tiea of thicknecn prowth of polyneric filra on the granules on their cbpaulctian in the sppnratua with paeudoliquid layer have- been deter&ined, 1h<j nnnlytical equations described'the indicated regularitien have been prepared» It has tfeen established that the kinstio rntio of.capsule formation depends considerably. on propertiea of cnpsulated ond capsule forming materiel and elso on forn of eapsulated granules. It has been constructed the complete mathematical model of capsulation process of superphosphate grsnulea which connects duration of deeey of cnpnulated cmnuleB in water with parameters of apeeiol polymer, its solubility in ".later and pornffieters of cnpsulntion process itrjelf. It hpa. been established that the physico-Bschenicfll rand njjrochersical properties of superphosphate Kay he improved by raothod of c?paulstion. The bnsss of control 'end prognostication by properties of cspsulated granules ftsva been wotkefl out. Technolocicnl acbeae and calculation'algorithm of systcss of capsulation have been suojesteS.