RU2752942C1 - Способ получения удобрения пролонгированного действия - Google Patents

Способ получения удобрения пролонгированного действия Download PDF

Info

Publication number
RU2752942C1
RU2752942C1 RU2020142604A RU2020142604A RU2752942C1 RU 2752942 C1 RU2752942 C1 RU 2752942C1 RU 2020142604 A RU2020142604 A RU 2020142604A RU 2020142604 A RU2020142604 A RU 2020142604A RU 2752942 C1 RU2752942 C1 RU 2752942C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
urea
fertilizer
formaldehyde
obtaining
slow
Prior art date
Application number
RU2020142604A
Other languages
English (en)
Inventor
Сергей Васильевич Афанасьев
Original Assignee
Сергей Васильевич Афанасьев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сергей Васильевич Афанасьев filed Critical Сергей Васильевич Афанасьев
Priority to RU2020142604A priority Critical patent/RU2752942C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2752942C1 publication Critical patent/RU2752942C1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05CNITROGENOUS FERTILISERS
    • C05C9/00Fertilisers containing urea or urea compounds
    • C05C9/02Fertilisers containing urea or urea compounds containing urea-formaldehyde condensates
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P60/00Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
    • Y02P60/20Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions in agriculture, e.g. CO2
    • Y02P60/21Dinitrogen oxide [N2O], e.g. using aquaponics, hydroponics or efficiency measures

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Fertilizers (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способам получения медленно действующих карбамидоформальдегидных удобрений, применяемых в различных почвенно-климатических условиях под разнообразные сельскохозяйственные культуры. Способ получения удобрения пролонгированного действия основан на конденсации карбамида с метилолмочевинной композицией в водной среде в присутствии фосфорной кислоты, нейтрализации полученной суспензии до рН (7±0,3) добавлением раскислителя с последующей фильтрацией осадка и его сушкой, а также возвращением водного фильтрата для приготовления исходного раствора карбамида, причем в качестве метилолмочевинной композиции используется карбамидоформальдегидный концентрат КФК-85. Предлагаемый способ получения карбамидоформальдегидного удобрения пролонгированного действия обеспечивает сокращение энергетических затрат на производство удобрения, ускоряет процесс синтеза удобрения, обеспечивает получение удобрения с замедленным выделением азота для подкормки сельскохозяйственных культур, которое предотвращает попадание связанного азота в водоемы. 1 табл., 3 пр.

Description

Изобретение относится к способам получения медленнодействующих карбамидоформальдегидных удобрений, применяемых в различных почвенно-климатических условиях под разнообразные сельскохозяйственные культуры. В отличие от традиционных агрохимикатов они не вымываются из почвы атмосферными осадками и характеризуются замедленным выделением азота, как сами по себе, так и в комбинации с другими продуктами. Благодаря этому предотвращается попадание связанного азота в водоемы и существенно замедляется процесс цветения воды в жаркую летнюю погоду.
Согласно опубликованным результатам исследований [RU №2457666, опубл. 27.07.2011, бюлл. №21] замена мочевины на карбамидоформальде-гидное удобрение пролонгированного действия позволит увеличить сбор кормов суданской травы на 12%, а проса на 6%. Рост урожайности отмечен и для других сельскохозяйственных культур.
В зависимости от длины молекулярных цепей карбамидоформальдегидных полимеров (КФП) и их разветвленности их гидролитическое расщепление в почве протекает с различной скоростью. Свойства КФП могут быть оценены с использованием химического метода, называемого анализом индекса активности (ИА), рассчитываемого по формуле:
ИА=(mАНХВ - mАНГВ) * 100/ mАНХВ, где mАНХВ и mАНГВ - массовое содержание азотного нерастворимого удобрения в холодной и горячей воде, соответственно.
Наряду с другими показателями данные величины используются для характеристики удобрений пролонгированного действия.
Некоторые исследователи полагают, что величина (mАНХВ - mАНГВ) наилучшим образом характеризует эффективность многоцелевого использования агрохимиката и стремятся добиться ее максимизации.
Известен способ получения медленно действующего комплексного карбамидоформальдегидного удобрения [RU №2619301, МПК С05С 9/02, опубл. 15.05.2017], предусматривающий добавление ортофосфорной кислоты в сточные воды деревообрабатывающего предприятия, содержащие растворенный формальдегид и карбамидоформальдегидную смолу с целью снижения их рН до уровня 2,0, последующий ввод в них мочевины для установления мольного соотношения формальдегид: карбамид, равного 1,0÷1,5, выдерживание обработанных стоков в течение 3,5-4,0 часов, их фильтрацию и сушку образующегося осадка, его смешение с золой для достижения содержание K2O не ниже 10% масс.
К недостаткам метода можно отнести его малую эффективность из-за низкого содержания формальдегида и карбамидоформальдегидной смолы в промышленных сточных водах, а также загрязнение получаемого удобрения нежелательными примесями.
Известен [SU №1047892, МПК С05С 9/02, опубл. 15.10.1983 г.] способ получения гранулированного мочевиноформальдегидного удобрения, включающий смешение мочевины с формалином и катализатором, сушку, дробление и классификацию готового продукта с отделением пыли, которую в количестве 7-17% масс. возвращают в исходную реакционную смесь с последующей экструзией в виде жгутов, измельчением в дезинтеграторе и классификацией дробленого продукта на грохоте.
Описанная технология энергозатратна и предусматривает использование в качестве кислотного катализатора коррозионно-активной серной кислоты, вызывающей разрушение используемого технологического оборудования. К этому следует добавить недостаточно высокое качество получаемого дробленого удобрения, и, прежде всего, широкий разброс его фракционного состава.
Наиболее близким по технической сущности может рассматриваться способ, описанный в [RU №2 144 012, МКИ С05С 9/12, опубл. 10.01.2000 г.].
Он касается получения олигометилен мочевинного продукта, пригодного к использованию в качестве удобрения, с использованием реакции мочевины и формальдегида в каскаде реакторов, включающих несколько технологических операций: а) введение минимальных количеств мочевины и водного раствора формальдегида с общим молярным отношением мочевины к формальдегиду (2÷1):1 в реактор для получения метилолмочевинной композиции, с временем пребывания по меньшей мере, 5 ч., и температурой, поддерживаемой в интервале 40÷95°С при величине рН в интервале 6,5÷11; б) перенос полученной метилолмочевинной композиции в секцию для получения олигометиленмочевинной суспензии с температурой, поддерживаемой в интервале 5÷35°С и рН в интервале 1,8÷3,5; в) перенос олигометиленмочевинной суспензии на фильтр и фильтрация ее до получения олигометиленмочевинного осадка и фильтрата; г) возвращение фильтрата в секцию для получения олигометиленмочевинной суспензии; д) нейтрализация и высушивание олигометиленмочевинного осадка, сбор его в качестве указанного олигометиленмочевинного продукта.
Рассматриваемый способ требует достаточно сложного аппаратурного оформления, а его продолжительность обусловлена необходимостью проведения щелочной конденсации карбамида и формальдегида с целью получения смеси моно- и диметилолмочевин в соответствии с заданным мольным соотношением взятых реагентов.
В свою очередь, отсутствие в метилолмочевинной композиции триметилол- и тетраметилолмочевины снижает эффект пролонгации синтезируемого продукта за счет доминирования в его структуре линейных макромолекул.
Технической задачей изобретения является усовершенствование способа получения удобрения. Указанная цель достигается исключением из технологического процесса водного раствора формальдегида и стадии получения метилолмочевинной композиции. В качестве нее взят карбамидоформальдегидный концентрат КФК-85, являющийся продуктом хемосорбции формальдегида раствором карбамида в трехсекционной колонне при определенных значениях температуры и рН. В отличие от прототипа, метилолмочевинная композиция является готовым к использованию продуктом и содержит смесь метиленгликоля, ди-, три- и тетраметилолмочевин с доминированием в ней ме-тиленгликоля и триметилолмочевины.
Высокое содержание в КФК-85 триметилолмочевины в комбинации с тетраметилолмочевиной способствует формированию разветвленных структур при его смешении с карбамидом в присутствии кислотного катализатора, что снижает растворимость получаемого удобрения в воде и усиливает эффект пролонгации.
Параллельно с этим значительно упрощается технологическое устройство для осуществления процесса, сокращаются энергетические затраты и время синтеза агрохимиката.
Таким образом, сущностью предлагаемого технического решения является способ получения удобрения пролонгированного действия путем конденсации карбамида с метилолмочевинной композицией в водной среде в присутствии фосфорной кислоты при температуре (80±3)°С и рН 2,6÷3,3, нейтрализацией полученной суспензии до рН (7±0,5) мелом, доломитовой мукой или водным аммиаком с последующей фильтрацией осадка и его сушкой, а также возвращением водного фильтрата для приготовления раствора карбамида, исключающего образование сточных вод и обеспечивающего высокий выход готового продукта, причем в качестве метилолмочевинной композиции используется карбамидоформальдегидный концентрат КФК-85, а мольное соотношение карбамид: формальдегид (К/Ф) в синтезируемом удобрении составляет (2÷1): 1.
Важно отметить, что предлагаемый способ является безотходным, так как не приводит к накоплению загрязнений в водной фазе, что позволяет многократно возвращать отработанный фильтрат после отделения мелкодисперсных частиц удобрения для приготовления исходной реакционной смеси, исключая сточные воды и потери реагентов с ними.
Его реализация осуществляется следующим образом.
В качестве метилолмочевинной композиции использовали карбамидоформальдегидный концентрат марки КФК-85 по ТУ 2223-009-00206492-98 с мольным соотношением формальдегид: карбамид равным 4,8±0,2. Согласно проведенным исследованиям на долю метиленгликоля приходится 40-45% масс. композиции, остальные 55 - 60% масс. являются смесью ди-, три- и тетраметилолмочевин, небольшого количества уронов и метиленмочевин [С.В. Афанасьев, С.В. Махлай. Карбамидоформальдегидный концентрат. Технология. Переработка. Монография под ред. д.т.н. Афанасьева С.В. - Самара. Изд. Самарского научного центра РАН. 2012. - 298 с.].
В качестве нейтрализатора получаемой суспензии использовали природный мел марки ММС1 по ГОСТ 17498, доломитовую муку по ГОСТ 14050-93 и аммиак водный технический марки «А» 25%-ной концентрации по ГОСТ 9-92. Первые два продукта известны как раскислители почв, а присутствие в удобрениях соединений магния и аммонийного азота оказывает позитивное влияние на урожайность подкармливаемых сельскохозяйственных культур.
ПРИМЕР 1.
В трехгорлую колбу объемом 1 л, снабженную мешалкой и обогреваемую водяной баней, загружали 230 см3 обессоленной воды и 152,7 г карбамида. Содержимое нагревали до 80°С, подкисляли до рН 2,7 добавкой фосфорной кислоты концентрации 77,5% масс. и быстро вводили отдельно приготовленный раствор 121 г карбамидоформальдегидного концентрата в 180 см3 обессоленной воды, содержащего 59,5 масс. % формальдегида и 24,8 масс. % карбамида с мольным соотношением карбамид: формальдегид =1: 4,8. Реакционную смесь выдерживали в данных условиях в течение 60 мин. до содержания остаточного формальдегида в водной фазе не более 60 мг/л, нейтрализовали образовавшуюся суспензию подачей мела до нейтрального значения рН, охлаждали, фильтровали и осадок подвергали сушке при 80°С.
Выход составил:
сухое азотное удобрение пролонгированного действия - 212 г; фильтрат водной фазы - 194 см3.
ПРИМЕР 2.
В трехгорлую колбу загружали 185,8 г карбамида, а в качестве водной фазы для его растворения использовали 194 см3 фильтрата из примера 1 и дополнительно 85 см3 обессоленной воды. После достижения заданной температуры содержимое колбы подкисляли фосфорной кислотой до рН 3,1 и заливали в нее раствор 100 г карбамидоформальдегидного концентрата в 149 см обессоленной воды. Содержание формальдегида и карбамида в КФК-85 составляло 60,0% масс. и 24,2% масс., соответственно, а мольное соотношение карбамид: формальдегид =1: 4,96. После прогрева в течение часа образовавшейся суспензии ее нейтрализовали доломитовой мукой до рН 7,0, охлаждали, фильтровали, а выпавший осадок подвергали сушке при 80°С.
Выход составил:
сухое азотное удобрение пролонгированного действия - 234 г; фильтрат водной фазы - 178 см3.
ПРИМЕР 3.
В трехгорлой колбе объемом 1 л, снабженной мешалкой и обогреваемой водяной баней, растворяли 175 г карбамида в 260 см3 обессоленной воды. Раствор нагревали до 80°С, подкисляли до рН 2,9 добавкой фосфорной кислоты концентрации 77,5% масс. и быстро вводили отдельно приготовленный раствор 115 г карбамидоформальдегидного концентрата КФК-85 в 180 см3 обессоленной воды, содержащего 58,2 масс. % формальдегида и 24,9 масс. % карбамида с мольным соотношением карбамид: формальдегид =1:4,67. Реакционную смесь выдерживали в данных условиях в течение 60 мин. до содержания остаточного формальдегида в водной фазе не более 60 мг/л, нейтрализовали суспензию подачей аммиака водного технического до рН 7,2, охлаждали, фильтровали, а осадок подвергали сушке при 80°С.
Выход составил:
- сухое азотное удобрение пролонгированного действия - 231 г;
- фильтрат водной фазы - 188 см3.
Результаты исследования полученных карбамидоформальдегидных удобрений пролонгированного действия представлены в таблице.
Figure 00000001
Из нее следует, что по сравнению с прототипом, продукты с аналогичными мольными соотношениями К/Ф, синтезированные с использованием карбамидоформальдегидного концентрата в качестве метилолмочевинной композиции, характеризуются меньшей растворимостью в холодной (20°С) и кипящей (100°С) воде, более высокими значениями величины (mАНХВ - mАНГВ), что свидетельствует о лучшем пролонгирующем эффекте при их внесении в почву для подкормки растений.
Только соблюдение всех условий осуществления разработанного процесса позволит достичь полученный результат.
Из описания изобретения и примеров также видно, что по заявленному техническому решению удается существенно упростить технологию получения удобрение пролонгированного действия, свести к минимуму его негативное воздействие на окружающую среду, получить продукт с улучшенным комплексом свойств.

Claims (1)

  1. Способ получения удобрения пролонгированного действия путем конденсации карбамида с метилолмочевинной композицией в водной среде в присутствии фосфорной кислоты при температуре (80±3)°С и рН 2,6÷3,3, нейтрализацией полученной суспензии до рН (7±0,3) добавлением мела, доломитовой пыли или аммиака водного, с последующей фильтрацией осадка и его сушкой, а также возвращением водного фильтрата для приготовления исходного раствора карбамида, отличающийся тем, что в качестве метилолмочевинной композиции используется карбамидоформальдегидный концентрат КФК-85, а мольное соотношение карбамид : формальдегид в получаемом азотном удобрении составляет (2÷1):1.
RU2020142604A 2020-12-22 2020-12-22 Способ получения удобрения пролонгированного действия RU2752942C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020142604A RU2752942C1 (ru) 2020-12-22 2020-12-22 Способ получения удобрения пролонгированного действия

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020142604A RU2752942C1 (ru) 2020-12-22 2020-12-22 Способ получения удобрения пролонгированного действия

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2752942C1 true RU2752942C1 (ru) 2021-08-11

Family

ID=77349210

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020142604A RU2752942C1 (ru) 2020-12-22 2020-12-22 Способ получения удобрения пролонгированного действия

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2752942C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2805182C1 (ru) * 2023-01-23 2023-10-11 Сергей Васильевич Афанасьев Способ получения комплексного азотного удобрения пролонгированного действия

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1047913A (en) * 1964-03-14 1966-11-09 Skanska Attikfabriken Aktiebol Process for manufacturing a urea-formaldehyde fertilizer
SU1024445A1 (ru) * 1982-01-07 1983-06-23 Предприятие П/Я В-8830 Способ получени гранулированного медленнодействующего удобрени
RU2144012C1 (ru) * 1995-07-28 2000-01-10 Кемира Агро Ой Способ получения удобрения
RU2219147C2 (ru) * 2002-03-14 2003-12-20 Ковалев Константин Евгеньевич Способ получения комплексного органоминерального удобрения
RU2619301C2 (ru) * 2014-12-23 2017-05-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянская государственная инженерно-технологическая академия" Способ получения медленно действующего комплексного удобрения на основе мочевино-формальдегидного полимера

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1047913A (en) * 1964-03-14 1966-11-09 Skanska Attikfabriken Aktiebol Process for manufacturing a urea-formaldehyde fertilizer
SU1024445A1 (ru) * 1982-01-07 1983-06-23 Предприятие П/Я В-8830 Способ получени гранулированного медленнодействующего удобрени
RU2144012C1 (ru) * 1995-07-28 2000-01-10 Кемира Агро Ой Способ получения удобрения
RU2219147C2 (ru) * 2002-03-14 2003-12-20 Ковалев Константин Евгеньевич Способ получения комплексного органоминерального удобрения
RU2619301C2 (ru) * 2014-12-23 2017-05-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянская государственная инженерно-технологическая академия" Способ получения медленно действующего комплексного удобрения на основе мочевино-формальдегидного полимера

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2805182C1 (ru) * 2023-01-23 2023-10-11 Сергей Васильевич Афанасьев Способ получения комплексного азотного удобрения пролонгированного действия
RU2811540C1 (ru) * 2023-04-03 2024-01-15 Сергей Васильевич Афанасьев Способ получения комплексного метиленмочевинного удобрения пролонгированного действия

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5118337A (en) Method for preparing granular fertilizer from manure
US5411568A (en) Highly available waste based nitrogen fertilizer
DE3245139C2 (de) Verwendung von Polykondensationsprodukten aus Acrolein und Formaldehyd zur Beseitigung von Schwefelwasserstoff und Eisensulfid in wässrigen Systemen
EP3544941B1 (de) Gesamtverfahren zur aufbereitung von biologischen abfällen
DE102016116633A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Düngemittelgranulat; Düngemittelgranulat
CN112174729A (zh) 一种高浓度液体缓释氮肥及其制备方法
DE3422167C2 (de) Festes organisches Düngemittel
DE2355212C2 (de) Verfahren zur Herstellung von körnigem Isobutylidendiharnstoff
RU2752942C1 (ru) Способ получения удобрения пролонгированного действия
DE2515425C3 (de) Brikettiertes Düngemittel aus Isoburylidendiharnstoff
RU2805182C1 (ru) Способ получения комплексного азотного удобрения пролонгированного действия
RU2811540C1 (ru) Способ получения комплексного метиленмочевинного удобрения пролонгированного действия
DE3237905C2 (ru)
EP0071128B1 (de) Granuliertes Düngemittel mit gesteuerter Wirkstofffreigabe
EP0340560B1 (de) Aldolkondensation von Nitroparaffinen
DE3422177C2 (de) Festes organisch-mineralisches Düngemittel
DE1745173A1 (de) Duengemittel und Verfahren zu seiner Herstellung
DE2234819A1 (de) Verfahren zur herstellung von in der landwirtschaft einsetzbaren stickstoff langsam freisetzenden produkten
EP1378511B1 (de) Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Acetylendiharnstoff
US3135596A (en) Process for preparing quick release high-nitrogen fertilizer
DE202017105391U1 (de) Düngemittel mit Harnstoff-Dünger
DE1595497C3 (ru)
RU2008302C1 (ru) Способ получения мелиоранта для солонцовых почв
DE2924693A1 (de) Fluessigduenger auf der basis von methylenharnstoffen und verfahren zu seiner herstellung
Thorarit et al. EFFECT OF CHEMICAL FERTILIZERS AND ORGANIC FERTILIZERS ON VOLUME OF RUBBER LATEX