ES2678956T3 - Aditivo que contiene triamida N-(n-butil) tiofosfórica para fertilizante basado en urea - Google Patents

Aditivo que contiene triamida N-(n-butil) tiofosfórica para fertilizante basado en urea Download PDF

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Abstract

Un aditivo fluido, seco para un fertilizante fluido que contiene urea que comprende: a. NBPT en el intervalo de 0,40 a 15,0 % en peso; b. Diciandiamida en el intervalo de 40 a 95 % en peso; c. Dióxido de silicio en el intervalo de 0 a 3 % en peso; y d. UFP sólido en el intervalo de 3 a 15 % en peso.

Description

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DESCRIPCION
Aditivo que contiene triamida N-(n-butil) tiofosforica para fertilizante basado en urea Campo de la invencion
El campo de la invencion es el de los fertilizantes que contienen urea. Mas especificamente, esta invencion describe un aditivo fluido seco que contiene triamida N-(n-butil) tiofosforica (NBPT), polimero de urea-formaldehido solido (UFP), diciandiamida (DCD) y, de forma opcional, dioxido de silicio, que puede combinarse con un fertilizante basado en urea para preparar un fertilizante que proporciona una menor perdida de nitrogeno del suelo.
Antecedentes de la invencion
El nitrogeno es un nutriente vegetal importante. Ademas de fosforo, potasio y otros nutrientes, se necesita nitrogeno para facilitar el crecimiento y el desarrollo de la vida de la planta. Algunas plantas, tales como legumbres, a traves de una relacion simbiotica con bacterias Rhizobium, fijan nitrogeno elemental de la atmosfera y fijan este nitrogeno en el suelo. Sin embargo, la mayoria de las plantas cultivadas para producir alimentos humanos y animales requieren el uso de fertilizantes de nitrogeno para facilitar su produccion agricola.
El fertilizante de nitrogeno de alto analisis mas ampliamente utilizado e importante desde el punto de vista agricola es la urea, CO(NH2)2. Aunque la mayor parte de la urea actualmente producida se utiliza como fertilizante en su forma granular, son tambien conocidos los fertilizantes fluidos basados en urea. Como se utiliza en la presente memoria, el termino “fertilizantes fluidos” abarca fertilizantes liquidos, es decir, soluciones acuosas de fertilizantes y fertilizantes en suspension, es decir, composiciones fertilizantes que ademas del agua y los componentes solubles en agua tambien contienen componentes insolubles mantenidos en suspension por un agente de suspension, tal como la arcilla. Los fertilizantes en suspension son soportes excelentes para los pesticidas y micronutrientes.
El fertilizante liquido con base de urea mas comunmente conocido es una solucion acuosa de urea y nitrato de amonio, denominado en la industria fertilizante solucion UAN. Estos fertilizantes fluidos se usan en una variedad de cultivos, tales como el maiz y el trigo. Cuando se aplica al suelo humedo, el componente de urea del fertilizante fluido se convierte en una fuente de amoniaco como resultado de la hidrolisis catalizada por ureasa, una enzima producida por numerosos hongos y bacterias. El proceso se describe totalmente en la patente US- 5.364.438. Desafortunadamente, la hidrolisis catalizada por ureasa a menudo convierte la urea en amoniaco mas rapidamente de lo que puede ser absorbido por el suelo, dando como resultado una liberacion de amoniaco a la atmosfera no deseable a traves de un proceso denominado volatilizacion.
Los inhibidores de ureasa reducen lentamente la conversion de urea a amoniaco, prolongando el periodo de liberacion de nitrogeno. Un inhibidor de ureasa es la triamida N-(n-butil) tiofosforica (NBPT). Cuando se incorpora en un fertilizante basado en urea, la NBPT reduce la velocidad a la cual la urea se hidroliza formando amoniaco. Esto permite que el nitrogeno nutriente este disponible para el suelo y las plantas durante un periodo de tiempo mas largo. La NBPT se reconoce ampliamente como un inhibidor de ureasa eficaz, pero la NBPT es notoriamente dificil de manejar, porque la NBTP de grado industrial es un material ceroso, pegajoso, sensible al calor y sensible al agua. Como resultado, en la patente US-5.364.438 se describio un sistema disolvente que permitio que la solucion de NBPT se aplicara a la UAN. Sin embargo, esta solucion tuvo problemas de estabilidad, asi como problemas en terminos de suministro y dosificacion en el fertilizante fluido.
La patente US-5.352.265 describe un fertilizante granulado que comprende de aproximadamente 90 a 99 % de urea, de 0,02 a 0,5 % de NBPT y, aproximadamente, de 0 a 2,2 % de DCD. La nBpT se anade a la urea fundida como una solucion concentrada en un disolvente de amida. La DCD se anade a la masa fundida de urea como un solido. Este producto granulado se elabora para aplicar directamente al cultivo de campo.
La presente invencion de un aditivo fluido seco se prepara recubriendo un polimero solido de urea-formaldehido (UFP) con una solucion o suspension de NBPT en un disolvente liquido, preferiblemente, un disolvente de tipo amida. El UFP recubierto se mezcla con DCD (solido). Antes de aplicar el fertilizante al cultivo de campo, el aditivo fluido seco se mezcla con una solucion de UAN o urea acuosa, para formar la composicion fertilizante que contiene urea fluida o se mezcla con urea solida o fundida para formar un fertilizante con base de urea solido. La presente invencion proporciona una composicion fertilizante fluida o solida que es facil de manejar y estable cuando se almacena.
Sumario de la invencion
La presente invencion se define en las reivindicaciones adjuntas.
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Todos los porcentajes son en peso, salvo que se indique lo contrario. La presente invencion es un aditivo fluido seco para una composicion fertilizante fluida que contiene urea. El aditivo fluido seco para la UAN o urea acuosa se prepara recubriendo un UFP solido con una solucion o suspension de NBPT en un disolvente liquido. La NBPT esta presente en el aditivo seco en la cantidad de 0,40 a 15,0 %. El UFP solido esta presente en el intervalo de 3,0 a
15.0 %. La DCD, que puede ser DCD solida, puede mezclarse con este UFP recubierto en el intervalo de 40,0 a
95.0 %, y dioxido de silicio en el intervalo de 0 a 3 %. Antes de aplicar la UAN o urea, el aditivo seco se puede mezclar con UAN o urea acuosa en el intervalo de 0,4 a 2,5 % de aditivo para formar una composicion fertilizante que contiene urea fluida. De forma alternativa, el aditivo fluido seco tambien puede anadirse a la urea fundida o la urea solida y granulada para proporcionar un fertilizante seco. La composicion de la presente invencion puede aplicarse a un cultivo de campo para minimizar la perdida indeseada de nitrogeno de amonio de urea aplicada en superficie y perdida de nitrogeno del suelo debido a la lixiviacion y desnitrificacion del nitrogeno de nitrato.
Descripcion detallada de la invencion
El termino NBPT, tal como se usa en esta memoria descriptiva, se refiere no solo a triamida N-(n-butil)-tiofosforica en su forma pura, sino tambien a grados industriales u otros grados del material que pueden contener hasta 50 % de impurezas. La NBPT preferida tiene una pureza de al menos 50 %, la NBTP mas preferida tiene una pureza superior a 50 %, en el intervalo de aproximadamente 51 a 90 % de pureza. La NBPT esta presente en el aditivo fluido seco en el intervalo de 0,4 a 15,0 %.
Puede utilizarse una solucion o suspension de NBPT en un disolvente de tipo amida, tal como N-alquil-2- pirrolidona, para preparar el aditivo fluido seco de la presente invencion. La solucion o suspension contiene entre 30 % y 80 % de NBPT y, preferiblemente, entre 50 % y 75 % de NBPT. La solucion de nBpT se puede preparar disolviendo o suspendiendo NBPT en un disolvente seleccionado de un grupo de amidas liquidas, tales como una N-alquil 2 pirrolidona, o anadiendo la N-alquil-2-pirrolidona al sistema de produccion de NBPT para producir una solucion de NBTP, en lugar de recuperar un solido de NBPT ceroso. De forma alternativa, en la presente invencion se puede utilizar NBPT fundida, sin disolventes adicionales, para recubrir el UFP.
El UFP solido de la presente invencion es preferiblemente una resina de polimetilurea con aproximadamente 0,6 % de grupos metilol reactivos. Tiene particulas primarias de 0,1 a 0,15 pm, formando aglomerados de 3,5 a
6.5 pm de diametro en promedio. El UFP solido preferido se comercializa como PERGOPAK M® 2, una marca registrada de Albemarle Corporation. El UFP solido esta presente en el aditivo fluido seco en el intervalo de aproximadamente 3 a 15 %. El UFP solido mas preferido es el producto PERGOPAK M® 2 o el precursor no refinado de PERGOPAK M® 2.
La DCD de la presente invencion tiene preferiblemente un intervalo de particulas de aproximadamente 50 a 350 pm. La DCD esta presente en el aditivo fluido seco en el intervalo de 40 a 95 %.
El resto de la composicion consiste principalmente en agua, y tambien puede haber presente una N- alquilpirrolidona en cantidades pequenas. La composicion puede tambien contener, de forma opcional, un agente de suspension, tal como arcilla, asi como otros aditivos, tales como un herbicida, un tinte, un estabilizante de NBPT o un micronutriente. El dioxido de silicio, un agente fluido, esta presente de forma opcional en una cantidad de hasta 3 % del aditivo fluido seco.
El aditivo fluido seco se anade a la solucion de UAN, urea acuosa, o urea solida o fundida, en el intervalo de 0,1 a
5.0 % de aditivo en el producto final. Preferiblemente, el aditivo fluido seco se anade en el intervalo de 0,4 % a
2.5 % a solucion de uAn o urea fluida, o mezclas de las mismas, para formar un fertilizante fluido. El fertilizante basado en urea fluido que contiene el aditivo de la presente invencion contiene de 0,004 a 1,50 % de NBPT, de 0,040 a 0,850 % de DCD, de 0,030 a 0,30 % de UFP y de 99,9 a 98,0 % de UAN acuosa. De forma opcional, el fertilizante puede contener hasta 0,03 % de dioxido de silicio. La UAN acuosa contiene urea y nitrato de amonio en intervalos de concentracion de 15 a 50 %. Un intervalo preferido es de 25 a 40 %.
La composicion fertilizante fluida basada en UAN puede utilizarse en todas las aplicaciones agricolas en las cuales se utiliza actualmente UAN. Estas aplicaciones incluyen una amplia variedad de especies de cultivo y metodos de cultivo y pasto, sistemas de labranza, y metodos de colocacion de fertilizante.
El siguiente ejemplo es para ilustrar la invencion y no se presenta para limitar de modo alguno la invencion o las reivindicaciones.
Ejemplo
El ejemplo es una preparacion de laboratorio de una composicion de aditivo fluido seco.
Se anadieron 200 gramos de solucion de NBPT al 50 % en N-alquil-2-pirrolidona a 73,4 gramos de UFP solido (PERGOPAK M® 2) y 0,5 gramos de un tinte azul (FD & C blue n.° 1). La mezcla se mezclo hasta que se obtuvo una
mezcla uniforme, segun lo indicado por la distribucion del color azul. Esta mezcla se mezclo con 1.270 gramos de DCD y se mezclo de forma adicional hasta obtener un color uniforme para formar el aditivo fluido seco.
Tabla 1 5
Composition del Ejemplo 1
Componente
Masa(g) % Componente
Solucion de NBPT al 50 %
200,0 12,95 (NBPT 6,47 %)
UFP solido
73,4 4,75
Tinte azul
0,50 0,03
DCD
1.270,0 82,27
Total
1.543,9 100,0
El aditivo fluido seco preparado en el ejemplo 1 se mezclo con UAN acuosa para formar un fertilizante con base 10 de urea fluido y se probo su eficacia como inhibidor de la volatilizacion de amoniaco utilizando metodos de ensayo conocidos por los expertos en la tecnica de las pruebas de volatilizacion. Una muestra de control no contenia NBPT, y las tres muestras de la invencion tenian NBPT a niveles de 0,013 %, 0,026 % y 0,051 % respectivamente en la composicion de fertilizante de UAN fluida final. Se descubrio que la presencia de NBPT fue eficaz en terminos de reduccion de la perdida de amoniaco, especialmente a los niveles de 0,026 % y 0,051 % cuando se 15 compara con fertilizante de UAN sin NBPT (el control).

Claims (6)

  1. REIVINDICACIONES
    1.
    Un aditivo fluido, seco para un fertilizante fluido que contiene urea que comprende:
    5
    a. NBPT en el intervalo de 0,40 a 15,0 % en peso; b. Diciandiamida en el intervalo de 40 a 95 % en peso; c. Dioxido de silicio en el intervalo de 0 a 3 % en peso; y d. UFP solido en el intervalo de 3 a 15 % en peso.
    10 2.
    El aditivo de la reivindicacion 1, en donde el UFP es una resina de polimetilurea.
  2. 3.
    El aditivo de la reivindicacion 1, en donde el aditivo se mezcla con una solucion de urea acuosa para formar un fertilizante fluido.
    15 4.
    El aditivo de la reivindicacion 1, en donde el aditivo se mezcla con urea fundida para formar un fertilizante solido.
  3. 5.
    El aditivo fluido seco de la reivindicacion 1, en donde el aditivo se mezcla ademas con estiercol liquido o solido, desechos o compost.
    20 6.
    Un metodo de preparacion de un aditivo fluido, seco para un fertilizante fluido basado en UAN que comprende:
    25
    a. Recubrir un UFP solido con NBPT, en donde la NBPT esta fundida o en una suspension o solucion; b. Mezclar DCD y UFP; c. Mezclar el UFP y la NbPT junto con el UFP y la DCD; y d. De forma opcional anadir dioxido de silicio; en donde los intervalos finales de los componentes son NBPT en el intervalo de 0,4 a 15 % en peso; DCD en el intervalo de 40 a 95 % en peso; dioxido de silicio en el intervalo de 0 a 3 % en peso; y UFP en el intervalo de 3 a 15 % en peso.
    30 7.
    El aditivo de la reivindicacion 1, en donde la NBPT tiene una pureza de al menos 50 %.
  4. 8.
    El aditivo de la reivindicacion 7, en donde la NBPT es una solucion o suspension en un disolvente de tipo amida.
  5. 9. 35 10.
    El aditivo de la reivindicacion 2, en donde el UFP es una resina de polimetilurea no refinada. El aditivo de la reivindicacion 1, en donde el aditivo contiene un producto de tinte.
  6. 11.
    El aditivo de la reivindicacion 3, en donde la solucion acuosa comprende UAN.
    40 12.
    El aditivo de la reivindicacion 2, en donde la resina de polimetilurea es una aglomeracion de particulas primarias de 0,1 a 0,15 pm, y en donde la aglomeracion tiene un diametro promedio de 3,5 a 6,5 pm.
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