JPH054952B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は尿素・ホルムアルデヒド縮合物からな
る緩効性窒素肥料の製造に関するものである。

さらに詳しくは、取扱い性に優れた難粉化性の
粒状緩効性窒素肥料の製造に関するものである。

〔従来の技術〕

尿素とホルムアルデヒドとの縮合物からなる緩
効性窒素肥料は、原料となる尿素及びホルムアル
デヒドの入手容易さからその製法が検討されてき
ており、緩効性窒素肥料としては、速効性である
未反応尿素態窒素５％以下、高縮合化しており施
用後も肥効化しない熱水不溶性窒素（A.O.A.C
法）６％以下のものが望ましいとされている。

従来、この尿素・ホルムアルデヒド縮合物は、
一般的には尿素とホルムアルデヒドとを水酸化ナ
トリウム等のアルカリ金属の水酸化物を用いてPH
８以上の高PH領域で付加反応させた後、付加反応
混合物に硫酸等の鉱酸を添加してPH４以下の低PH
領域で付加反応物を更に縮合反応させる二段反応
を経る方法により製造されている。

しかし、該二段反応を経て生成する尿素・ホル
ムアルデヒド縮合物は、その製造方法の如何にか
かわらず単一の縮合度をもつた化合物ではなく、
種々の縮合度を持つたメチレン尿素の混合物であ
り、縮合度のコントロールは難しく、従つて未反
応尿素成分が多かつたり、逆に熱水不溶性の高縮
合化物が多く出来てしまい、前記の農業的に望ま
しい成分の緩効性窒素肥料を安定的に製造し得る
方法は確立されていない現状にある。

一方、特定比率の尿素とホルムアルデヒドを付
加反応した後、緩やかな反応条件で縮合反応させ
れば、得られた尿素・ホルムアルデヒド縮合物
に、緩効性窒素肥料として、上記農業的に好まし
い特性を付与することも出来る。

しかしながら、緩やかな反応条件で縮合反応さ
せた際の反応生成物は、クリーム状ないしのり状
の粘着性を呈するので、取扱い性に問題が有り、
操作上のトラブルの原因となる。従来の尿素・ホ
ルムアルデヒド縮合物の製造においては、この様
なトラブルを避ける意味からも、例えば過剰の尿
素を使用し粘着性を防ぐとか、或はPH４以下の酸
性下で急速に縮合反応を行わしめ固化させる方法
がとられてきた。これらの方法は、操作上のトラ
ブルを低減するものの、他面未反応尿素成分が多
かつたり、逆に熱水不溶性の高縮合物が多く出来
る等製品としての価値を下げる原因となつてい
る。更に、またこの様な方法で製造された製品は
粉状ないしは顆粒状であり、施肥時の粉塵等の取
扱い上の問題もある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、特定比率の尿素とホルムアルデヒド
を付加反応させ、且つ緩やかな反応条件で縮合反
応を行わせる際の反応生成物がクリーム状あるい
はのり状粘着物であることに帰因する操作上のト
ラブルを回避し、しかも生成物が緩効性窒素肥料
としての特性を失わない工業的に優れた製造方法
を提供するものである。

〔問題を解決するための手段〕

本発明は、尿素とホルムアルデヒドとを付加反
応させ、次いで付加反応生成混合物を縮合反応さ
せ、得られた尿素・ホルムアルデヒド縮合生成物
を造粒乾燥することより成る緩効性窒素肥料を製
造する方法において、ホルムアルデヒドと該ホル
ムアルデヒド１モルに対して１〜２モルの尿素
を、PH値を８〜10に調整した水溶液中で付加反応
させ、得られた付加反応生成物は酸性物質を添加
してPH値を4.5〜6.5とし且つ縮合反応域に循環さ
れる造粒乾燥した該縮合生成物の一部と共に縮合
反応させながら造粒することを要旨とするもので
ある。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明で使用する尿素は通常固体尿素を使用す
るが、水溶液でも良く、この場合は高濃度なもの
が好ましい。また、ホルムアルデヒドは、通常水
溶液として例えば市販のホルマリン等を使用し、
その濃度は特に限定されないが、造粒時の循環量
をできるだけ少なくするためには高濃度なものの
方が好ましい。

尿素とホルムアルデヒドとを反応に供給する比
率は、ホルムアルデヒド１モルに対し、尿素１〜
２モルの量とし好ましくは約1.5モルとする。該
比率は、製品品質に大きな影響を与え、上記範囲
より尿素が少ないと製品中の高縮合化物が増加
し、尿素が過剰となると残存未反応尿素量が多く
なり望ましい緩効性肥料が得られなくなる。

このような比率の尿素とホルムアルデヒドは水
溶液で付加させるが、反応速度及び付加反応物の
安定性を考慮してPH８〜10の範囲で反応を行う。
該水溶液のPH調整は一般に使用されるアルカリ性
物質を適宜選択して使用すればよく、たとえばホ
ウ酸ナトリウム、若しくはアルカリ金属又はアル
カリ土類金属の水酸化物である水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化
マグネシウム等が好適に使用される。アルカリ性
物質は尿素とホルムアルデヒド水溶液を混合後添
加するか、又は、所望のPHになる量をあらかじめ
ホルムアルデヒド水溶液に加えるなど任意の時期
に加えられる。

尿素とホルムアルデヒドとの付加反応の温度
は、低すぎると反応に長時間かかつて工業的に不
利となり、高すぎると反応速度が速く、製品が高
縮合化してしまうため、通常常温〜80℃で行なう
のが好ましい。なお、該付加反応は、反応液中に
実質的にホルムアルデヒドが残存しなくなるまで
行う。

本発明は、特に上記のようにして得られた付加
反応生成混合物を以下のように緩やかな条件で縮
合させながら粒状化することを要件とするもので
ある。

すなわち得られた付加反応生成混合物を、通常
は分離せずにそのまま酸性物質を添加してPH4.5
〜6.5好ましくは4.5〜5.5に調整し、造粒乾燥した
縮合生成物からなる循環物とともに造粒機に供給
し縮合反応させながら粒状化する。酸性物質の添
加は、造粒機に供給する前の付加反応生成混合物
に所望の範囲にPHを調整する様に添加するか、も
しくは上記PH範囲になる様にあらかじめ決められ
た量の酸性物質を付加反応生成混合物とは別々に
直接造粒機に添加することも出来る。縮合反応域
に循環される造粒乾燥した縮合生成物としては、
該縮合生成物の1/2〜9/10が造粒機に循環される。
造粒能は、付加反応におけるホルムアルデヒド水
溶液濃度、尿素／ホルムアルデヒドモル比、縮合
反応時のPH、温度等の種々の条件によつて変化す
るので、循環物の量は、これらを考慮し、適宜選
定される。

縮合反応は、付加反応生成混合物に酸性物質を
添加し、特定のPH域、即ちPH4.5〜6.5の範囲で反
応させることが必要であり、上記範囲よりPH値を
低下させると反応が速くなり、高縮合物が増加
し、好ましくない。PHの調整に使用する酸性物質
としては、硫酸、塩酸、硝酸、燐酸等の鉱酸、ク
エン酸、リンゴ酸、フタル酸、酪酸、酒石酸、プ
ロピオン酸、酢酸等の有機酸の他、過燐酸石灰、
重過燐酸石灰、苦土過燐酸、燐酸１アンモニウム
等の酸性肥料塩も使用できる。

縮合反応及び造粒は、反応速度及び縮合化度、
造粒性を考慮して通常、40〜80℃で行なわれる。
縮合化度は製品の品質はもちろんのこと、造粒性
にも影響を及ぼし、縮合が進み過ぎると水不溶物
の増加により造粒能は低下し粒状化は困難にな
る。また縮合の進行が遅いと、液層部が残り多量
の循環物が必要になる。

縮合反応を行う造粒装置としては、化成肥料の
製造に一般に使用されているものを適宜使用する
ことが出来、例えば、回転ドラム型造粒機や皿型
造粒機が用いられる。一般にはこれらの造粒装置
に付加反応生成混合物、酸性物質及び循環物を連
続的に供給し、縮合反応を進行させつつ造粒する
が、これらの供給順序は、特に制限されず、酸性
物質を添加した付加反応生成物を液滴または噴霧
状で造粒乾燥された縮合反応生成物に添加しても
良い。

造粒機から排出された縮合反応生成物は乾燥機
で水分を除去したのち篩分して製品と細粒品及び
粗粒品に分けられる。乾燥は、通常50〜100℃で
熱風乾燥により行われ、製品としての造粒物の水
分含有率は、通常3wt％以下、好ましくは１〜
2wt％となるように乾燥される。粗粒品は粉砕し
たのち細粒品と共に循環物として造粒機に循環さ
れる。

〔実施例〕

本発明を実施例により更に詳細に説明するが、
本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に
限定されるものではない。

実施例 １ 尿素84Kg／Hr、37％ホルムアルデヒド水溶液
76Kg／Hrおよびホウ酸ナトリウム1.5Kg／Hrを混
合攪拌装置に連続的に供給してPHを９に保ち、50
℃で平均滞留時間30分間付加反応で行なつた。

混合攪拌装置より付加反応生成混合物を161.5
Kg／Hrで連続的に抜き出し、これに50％クエン
酸水溶液２Kg／Hrを添加しPHを５に調整したも
のを、回転ドラム型造粒装置に400Kg／Hrで循環
させている縮合反応生成物上に散布供給し、縮合
反応させつつ粒状化した。造粒装置内の滞留時間
は約20分で、得られた造粒物の温度は約60℃であ
つた。

造粒物は回転ドラム型乾燥機で出口品温80℃で
熱風乾燥して水分を1.5％とし篩分した。得られ
た反応生成物のうち粒径1.41〜４mmの部分を100
Kg／Hrで製品として取得し、粗粒品は粉砕し細
粒品とともに400Kg／Hrで造粒装置に循環させ
た。

得られた製品の全窒素、尿素態窒素、熱水不溶
性窒素（A.O.A.C法：100℃、PH7.5の緩衝液に不
溶性な窒素）、及び冷水不溶性窒素（A.O.A.C
法：25±２℃の水に不溶性な窒素）を測定した。
その結果は以下の通りであつた。

全窒素 38.6％ 尿素態窒素 3.9％ 熱水不溶性窒素 4.8％ 冷水不溶性窒素 16.5％ 製品の硬度は2.0Kg／粒（木屋式硬度計、2.38
〜2.83ｍ／ｍ）であつた。

比較例 １ 実施例１における50％クエン酸水溶液２Kg／
Hrを６Kg／Hrに増量してPHを3.5に調整した他は
実施例１におけると同様に操作を行なつた。

縮合反応は急速に起り、造粒物は形状が不揃い
で、製品分析の結果は、 全窒素 38.4％ 尿素態窒素 2.9％ 熱水不溶性窒素 14.2％ 冷水不溶性窒素 25.8％ で、水不溶性窒素が著しく多かつた。

〔発明の効果〕 本発明方法は、以上の如く、特定の条件下で反
応及び粒状化を行なうことにより、従来困難とさ
れてきた縮合度の制御された尿素、ホルムアルデ
ヒド縮合物の製造を工業的に有利に行うことが出
来、しかも取扱い性が良好で且つ製品としての品
質の低下の無い良好な粒状の緩効性窒素肥料を提
供することができるのである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 尿素とホルムアルデヒドとを付加反応させ、
   次いで付加反応生成混合物を縮合反応させ、得ら
   れた尿素・ホルムアルデヒド縮合生成物を造粒乾
   燥することより成る緩効性窒素肥料の製造方法に
   おいて、付加反応は、尿素／ホルムアルデヒドの
   割合をモル比で１〜２とし、PH値を８〜10に調整
   した水溶液中で実施し、得られた付加反応生成混
   合物は、酸性物質を添加してPH値を4.5〜6.5と
   し、且つ縮合反応域に循環される造粒乾燥した該
   縮合生成物の一部と共に縮合反応させながら造粒
   することを特徴とする緩効性窒素肥料の製造方
   法。 ２ 縮合反応を40〜80℃で行なうことよりなる特
   許請求の範囲第１項記載の緩効性窒素肥料の製造
   方法。 ３ 造粒乾燥した該縮合生成物の1/2〜9/10を循
   環することよりなる特許請求の範囲第１項または
   第２項記載の緩効性窒素肥料の製造方法。 ４ 酸性物質を添加してPH4.5〜6.5に調整された
   付加反応生成物を液滴または噴霧状にて造粒乾燥
   した該縮合生成物に添加することよりなる特許請
   求の範囲第１項乃至第３のいずれかに記載の緩効
   性窒素肥料の製造方法。