RU2805182C1 - Method for producing complex nitrogen fertilizer with prolonged action - Google Patents

Method for producing complex nitrogen fertilizer with prolonged action Download PDF

Info

Publication number
RU2805182C1
RU2805182C1 RU2023101385A RU2023101385A RU2805182C1 RU 2805182 C1 RU2805182 C1 RU 2805182C1 RU 2023101385 A RU2023101385 A RU 2023101385A RU 2023101385 A RU2023101385 A RU 2023101385A RU 2805182 C1 RU2805182 C1 RU 2805182C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
urea
formaldehyde
mixture
complex nitrogen
fertilizers
Prior art date
Application number
RU2023101385A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Васильевич Афанасьев
Анатолий Александрович Шаблинский
Original Assignee
Сергей Васильевич Афанасьев
Публичное акционерное общество "Тольяттиазот"
Filing date
Publication date
Application filed by Сергей Васильевич Афанасьев, Публичное акционерное общество "Тольяттиазот" filed Critical Сергей Васильевич Афанасьев
Application granted granted Critical
Publication of RU2805182C1 publication Critical patent/RU2805182C1/en

Links

Abstract

FIELD: fertilizers.
SUBSTANCE: invention relates to methods for producing complex nitrogen fertilizers comprising microelements, used in various soil and climatic conditions for a variety of agricultural crops. A method has been proposed for producing a complex nitrogen fertilizer with prolonged action, which involves mixing prilled urea with an inorganic salt in the form of sodium tetraborate, or magnesium sulfate, or zinc sulfate, or a mixture thereof, with heating to 40°C, then urea-formaldehyde concentrate “КФК-85” is added to the mixture with the addition of orthophosphoric acid, the reaction mass is continuously stirred and heated to 90±2°C and held under these conditions for 30 minutes, followed by cooling the product to room temperature and grinding, while the mass ratio of the initial components is as follows: prilled urea : inorganic salt : urea-formaldehyde concentrate “КФК-85” : orthophosphoric acid – 100: (3-8) : (3-7) : (1.4-2.2).
EFFECT: improving the method for producing complex nitrogen fertilizer, eliminating residual formaldehyde from its composition with expanding the areas of its use in agriculture, while the developed complex fertilizers more effectively increase productivity, are not washed out of the soil by precipitation and are characterized by a slow release of bound nitrogen both alone and in combination with other products.
1 cl, 1 tbl, 5 ex

Description

Изобретение относится к способам получения комплексных азотных удобрений, содержащих микроэлементы, применяемых в различных почвенно-климатических условиях под разнообразные сельскохозяйственные культуры. В отличие от традиционных агрохимикатов, они дополнительно повышают урожайность, не вымываются из почвы атмосферными осадками и характеризуются замедленным выделением связанного азота, как сами по себе, так и в комбинации с другими продуктами. Благодаря этому предотвращается попадание нитратного азота в водоемы и существенно замедляется процесс цветения воды в жаркую летнюю погоду.The invention relates to methods for producing complex nitrogen fertilizers containing microelements, used in various soil and climatic conditions for a variety of agricultural crops. Unlike traditional agrochemicals, they additionally increase productivity, are not washed out of the soil by precipitation and are characterized by a slow release of fixed nitrogen, both on their own and in combination with other products. This prevents nitrate nitrogen from entering water bodies and significantly slows down the process of water blooming in hot summer weather.

Согласно опубликованным результатам исследований [RU №2457666, МПК A01G 1/00, А01В 79/02, A23K 1/00, С05С 9/02, 2011 г.] замена мочевины на карбамидоформальдегидное удобрение пролонгированного действия способствует увеличению сбора кормов суданской травы на 12%, а проса на 6%. Существенный рост урожайности отмечен и для других сельскохозяйственных культур.According to published research results [RU No. 2457666, IPC A01G 1/00, A01B 79/02, A23K 1/00, C05C 9/02, 2011], replacing urea with long-acting urea-formaldehyde fertilizer helps increase the collection of Sudan grass feed by 12% , and millet by 6%. A significant increase in yield was also noted for other agricultural crops.

Известен способ получения медленно действующего комплексного карбамидоформальдегидного удобрения [RU №2619301, МПК С05С 9/02, 2017 г.], 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 оксида калия не ниже 10%, масс.There is a known method for producing a slow-acting complex urea-formaldehyde fertilizer [RU No. 2619301, IPC S05S 9/02, 2017], which involves adding orthophosphoric acid to the wastewater of a woodworking enterprise containing dissolved formaldehyde and urea-formaldehyde resin in order to reduce their pH to a level of 2.0 , subsequent introduction of urea into them to establish a molar ratio of formaldehyde: urea equal to 1.0÷1.5, keeping the treated wastewater for 3.5-4.0 hours, filtering it and drying the resulting sediment, mixing it with ash to achieve potassium oxide content not lower than 10%, wt.

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.The disadvantages of the method include its low efficiency due to the low content of formaldehyde and urea-formaldehyde resin in industrial wastewater, as well as contamination of the resulting fertilizer with undesirable impurities.

Известен [SU №1047892, МПК С05С 9/02,1983 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.There is a known [SU No. 1047892, IPC C05C 9/02,1983] method of producing granular urea-formaldehyde fertilizer, including mixing urea with formaldehyde and a catalyst, drying, crushing and classification of the finished product with separation of dust, which in an amount of 7÷17% by weight, returned to the original reaction mixture, followed by extrusion in the form of bundles, grinding in a disintegrator and classification of the crushed product on a screen.

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.The described technology is energy-consuming and involves the use of corrosive sulfuric acid as an acid catalyst, which causes destruction of the technological equipment used. To this should be added the insufficiently high quality of the resulting crushed fertilizer, and, above all, the wide variation in its fractional composition.

Наиболее близким по технической сущности может рассматриваться способ получения агрохимиката, описанный в [RU №2752942, МПК С05С 9/02, 2021 г.].The method for producing an agrochemical described in [RU No. 2752942, IPC C05C 9/02, 2021] can be considered the closest in technical essence.

Он предусматривает конденсацию 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, причем в качестве метилолмочевинной композиции используется карбамидоформальдегидный концентрат КФК-85, а мольное соотношение карбамид: формальдегид в получаемом продукте составляет (2÷1):1.It involves the condensation of urea with a methylol urea composition in an aqueous medium in the presence of phosphoric acid at a temperature of (80±3)°C and pH 2.6÷3.3, neutralization of the resulting suspension to pH (7±0.3) by adding chalk and dolomite dust or aqueous ammonia, followed by filtration of the precipitate and its drying, as well as the return of the aqueous filtrate to prepare the initial solution of urea, and urea-formaldehyde concentrate KFK-85 is used as the methylol urea composition, and the molar ratio of urea: formaldehyde in the resulting product is (2÷1) :1.

Синтезируемый подобным способом агрохимикат является азотным удобрением пролонгированного действия с высоким содержанием аммонийного азота и дополнительно включает в качестве микроэлементов фосфор, кальций или магний. К его недостаткам следует отнести возможное присутствие в получаемой композиции небольших количеств свободного формальдегида, которое не превышает 0,1% масс.The agrochemical synthesized in this way is a long-acting nitrogen fertilizer with a high content of ammonium nitrogen and additionally includes phosphorus, calcium or magnesium as microelements. Its disadvantages include the possible presence in the resulting composition of small amounts of free formaldehyde, which does not exceed 0.1% by weight.

Технической задачей изобретения является усовершенствование способа получения комплексного азотного удобрения, исключение из его состава остаточного формальдегида, с расширением областей его использования в сельском хозяйстве.The technical objective of the invention is to improve the method for producing complex nitrogen fertilizer, eliminating residual formaldehyde from its composition, with expanding the areas of its use in agriculture.

Указанная цель достигается путем обработки гранул приллированного карбамида неорганическими солями и смесью формальдегидсодержащего продукта и ортофосфорной кислоты с последующим прогревом композиции при (90±2)°С в течение 30 мин, причем в качестве солей применяются дека-гидрат тетрабората натрия, сульфат магния, доломитовая мука, сульфат цинка, внесение которых в почву стимулирует рост растений и повышение их урожайности.This goal is achieved by treating prilled urea granules with inorganic salts and a mixture of a formaldehyde-containing product and orthophosphoric acid, followed by heating the composition at (90±2)°C for 30 minutes, and sodium tetraborate deca-hydrate, magnesium sulfate, and dolomite flour are used as salts , zinc sulfate, the introduction of which into the soil stimulates plant growth and increases their productivity.

В качестве формальдегидсодержащего продукта наиболее подходящим является карбамидоформальдегидный концентрат марки КФК-85 но ТУ 2223-009-00206492-98 с мольным соотношением формальдегид: карбамид равным 4,8+0,2, содержащий около 85 мас.% смеси моно-, ди- и триметилолмочевин, и формальдегида и примерно 15 масс. % воды [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.].As a formaldehyde-containing product, the most suitable is urea-formaldehyde concentrate brand KFK-85 no TU 2223-009-00206492-98 with a molar ratio of formaldehyde: urea equal to 4.8 + 0.2, containing about 85 wt.% a mixture of mono-, di- and trimethylolureas, and formaldehyde and about 15 wt. % water [S.V. Afanasyev, S.V. Makhlai. Urea-formaldehyde concentrate. Technology. Recycling. Monograph ed. Doctor of Technical Sciences Afanasyeva S.V. - Samara. Ed. Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences. 2012. - 298 p.].

Важно подчеркнуть, что предлагаемый способ предусматривает использование упрощенного технологического устройства для осуществления процесса, и, как результат, сокращаются энергетические затраты и время синтеза агрохимикатов.It is important to emphasize that the proposed method involves the use of a simplified technological device to carry out the process, and, as a result, energy costs and time for the synthesis of agrochemicals are reduced.

Таким образом, сущностью предлагаемого технического решения является способ получения комплексного азотного удобрения пролонгированного действия обработкой приллированного карбамида неорганическими солями и смесью формальдегидсодержащего продукта и ортофосфорной кислоты с последующим прогревом композиции при (90±2)°С в течение 30 мин, причем в качестве неорганических солей используются декагидрат тетрабората натрия, сульфат магния, сульфат цинка или их смесь, а формальдегидсодср-жащим продуктом является карбамидоформальдегидный концентрат КФК-85, при следующем массовом соотношении компонентов, масс.%: карбамид: неорганическая соль или смесь солей: карбамидоформальдегидный концентрат: ортофосфорная кислота=100:(3÷8):(3÷7):(1,4÷2,2).Thus, the essence of the proposed technical solution is a method for obtaining a complex nitrogen fertilizer of prolonged action by treating prilled urea with inorganic salts and a mixture of a formaldehyde-containing product and orthophosphoric acid, followed by heating the composition at (90±2)°C for 30 minutes, and inorganic salts are used sodium tetraborate decahydrate, magnesium sulfate, zinc sulfate or a mixture thereof, and the formaldehyde-containing product is urea-formaldehyde concentrate KFK-85, with the following mass ratio of components, wt.%: urea: inorganic salt or mixture of salts: urea-formaldehyde concentrate: orthophosphoric acid = 100 :(3÷8):(3÷7):(1.4÷2.2).

Его реализация осуществляется следующим образом.Its implementation is carried out as follows.

Пример №1Example No. 1

В лабораторный реактор емкостью 0,5 л, снабженный мешалкой и обогревом, загружали 200 г приллированного карбамида по ГОСТ 2081 2010 и 14.4 г декагидрата тетрабората натрия. Содержимое тщательно перемешивали, нагревали до 40°С и вносили 12,0 г карбамидоформальдегидного концентрата КФК-85 с добавкой к нему 3,8 г ортофосфорной кислоты концентрации 77,5% масс. При непрерывном перемешивании температуру реакционной массы поднимали до (90±2)°С и выдерживали при этих условиях в течение 30 минут. Продукт выгружали из реактора, охлаждали до комнатной температуры и измельчали до необходимого размера частиц.200 g of prilled urea according to GOST 2081 2010 and 14.4 g of sodium tetraborate decahydrate were loaded into a laboratory reactor with a capacity of 0.5 l, equipped with a stirrer and heating. The contents were thoroughly mixed, heated to 40°C and 12.0 g of urea-formaldehyde concentrate KFK-85 was added with the addition of 3.8 g of orthophosphoric acid with a concentration of 77.5% by weight. With continuous stirring, the temperature of the reaction mass was raised to (90±2)°C and maintained under these conditions for 30 minutes. The product was discharged from the reactor, cooled to room temperature and ground to the required particle size.

Состав полученного удобрения и его свойства приведены в таблице.The composition of the resulting fertilizer and its properties are shown in the table.

Пример №2Example No. 2

Условия проведения синтеза по примеру 1.Conditions for the synthesis according to example 1.

Вместо декагидрата тетрабората натрия взят безводный сульфат магния в количестве 15,0 г.Instead of sodium tetraborate decahydrate, anhydrous magnesium sulfate was taken in the amount of 15.0 g.

Состав и свойства полученного комплексного азотного удобрения приведены в таблице.The composition and properties of the resulting complex nitrogen fertilizer are shown in the table.

Пример №3Example No. 3

Условия проведения по примеру 1. Вместо декагидрата тетрабората натрия взято 8 г ZnSO4, а навески карбамидоформальдегидного концентрата и ортофосфорной кислоты снижены до 10 г и 3,2 г, соответственно. Состав и свойства полученного удобрения изложены в таблице.Carrying out conditions according to example 1. Instead of sodium tetraborate decahydrate, 8 g of ZnSO 4 was taken, and the weights of urea-formaldehyde concentrate and orthophosphoric acid were reduced to 10 g and 3.2 g, respectively. The composition and properties of the resulting fertilizer are presented in the table.

Пример №4Example No. 4

Условия синтеза по примеру 1. Вместо декагидрата тетрабората натрия взята смесь, состоящая из 8 г MgSO4 и 6 г ZnSO4. Свойства комплексного азотного удобрения приведены в таблице.Synthesis conditions according to example 1. Instead of sodium tetraborate decahydrate, a mixture consisting of 8 g of MgSO 4 and 6 g of ZnSO 4 was taken. The properties of complex nitrogen fertilizer are shown in the table.

Пример №5Example No. 5

Условия синтеза по примеру 1. Вместо 14,4 г декагидрата тетрабората натрия взята смесь неорганических солей, состоящая из 8 г декагидрата тетрабората натрия, 4 г сульфата магния и 3,4 г сульфата цинка.Synthesis conditions according to example 1. Instead of 14.4 g of sodium tetraborate decahydrate, a mixture of inorganic salts was taken, consisting of 8 g of sodium tetraborate decahydrate, 4 g of magnesium sulfate and 3.4 g of zinc sulfate.

Состав и свойства синтезированного удобрений по примерам №1-5 изложены в таблице.The composition and properties of the synthesized fertilizer according to examples No. 1-5 are presented in the table.

Из нее следует, что получаемые составы обладают эффектом пролонгации, так как время их растворения в воде при 25°С примерно в 5-6 раз выше, чем у карбамида.It follows from it that the resulting compositions have a prolongation effect, since the time of their dissolution in water at 25°C is approximately 5-6 times higher than that of urea.

По сравнению с прототипом, предложенный способ получения комплексных азотных удобрений имеет ряд других существенных преимуществ:Compared to the prototype, the proposed method for producing complex nitrogen fertilizers has a number of other significant advantages:

- отсутствие свободного формальдегида в получаемых продуктах, так как мольное соотношение карбамид: формальдегид при их получении свыше 10;- absence of free formaldehyde in the resulting products, since the molar ratio of urea: formaldehyde during their production is over 10;

- наличие в их составе микроэлементов (В, Mg, Zn. Р и S), повышающих урожайность различных сельскохозяйственных культур и расширяющих область использования карбамида;- the presence in their composition of microelements (B, Mg, Zn. P and S), which increase the productivity of various agricultural crops and expand the scope of urea use;

- отсутствие нерастворимых смолосодержащих осадков при растворении синтезированных удобрений в воде.- absence of insoluble resin-containing sediments when synthesized fertilizers are dissolved in water.

Применение ортофосфорной кислоты играет позитивную роль, ибо в се присутствии декагидрат тетрабората натрия превращается в борную кислоту и фосфат натрия, которые лучше усваиваются сельскохозяйственными культурами.The use of orthophosphoric acid plays a positive role, because in its presence, sodium tetraborate decahydrate is converted into boric acid and sodium phosphate, which are better absorbed by agricultural crops.

И наконец, обработка гранул приллированного карбамида добавкой карбамидоформальдегидного концентрата КФК-85, подавляет слеживаемость при хранении получаемых комплексных удобрений.And finally, treating prilled urea granules with the addition of urea-formaldehyde concentrate KFK-85 suppresses caking during storage of the resulting complex fertilizers.

Claims (1)

Способ получения комплексного азотного удобрения пролонгированного действия, характеризующийся тем, что предусматривает перемешивание приллированного карбамида с неорганической солью в виде тетрабората натрия, или сульфата магния, или сульфата цинка, или их смеси с нагревом до 40°С, затем в смесь вносят карбамидоформальдегидный концентрат КФК-85 с добавкой к нему ортофосфорной кислоты, осуществляют непрерывное перемешивание реакционной массы с прогревом до 90±2°С и выдерживание при этих условиях в течение 30 мин с последующим охлаждением продукта до комнатной температуры и измельчением, при этом массовое соотношение исходных компонентов составляет: приллированный карбамид : неорганическая соль : карбамидоформальдегидный концентрат КФК-85 : ортофосфорная кислота - 100 : (3-8) : (3-7) : (1,4-2,2).A method for producing complex nitrogen fertilizer with prolonged action, characterized in that it involves mixing prilled urea with an inorganic salt in the form of sodium tetraborate, or magnesium sulfate, or zinc sulfate, or a mixture thereof, heated to 40°C, then urea-formaldehyde concentrate KFK- is added to the mixture. 85 with the addition of orthophosphoric acid, continuously stir the reaction mass with heating to 90±2°C and maintaining under these conditions for 30 minutes, followed by cooling the product to room temperature and grinding, while the mass ratio of the initial components is: prilled urea : inorganic salt: urea-formaldehyde concentrate KFK-85: orthophosphoric acid - 100: (3-8) : (3-7) : (1.4-2.2).
RU2023101385A 2023-01-23 Method for producing complex nitrogen fertilizer with prolonged action RU2805182C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2805182C1 true RU2805182C1 (en) 2023-10-11

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2193546C2 (en) * 2000-11-24 2002-11-27 Кемеровский агрохимический завод Закрытое акционерное общество "Вика" Prolonged-effect complex granulated fertilizer with trace minerals and a method for fabrication thereof
RU2222514C2 (en) * 2002-04-04 2004-01-27 Промышленная группа "Алсико" Prolonged-activity nitrogen-zeolite fertilizer
EP1220815B1 (en) * 1999-07-08 2004-04-28 Kemira GrowHow Oy Method for treating fertilizer process solutions
RU2407721C1 (en) * 2009-07-06 2010-12-27 Александр Леонидович Таран Method of producing granular compound fertiliser
RU2619301C2 (en) * 2014-12-23 2017-05-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянская государственная инженерно-технологическая академия" Method for producing slow-acting comlex fertilizer based on urea-formaldehyde resin
RU2752942C1 (en) * 2020-12-22 2021-08-11 Сергей Васильевич Афанасьев Method for obtaining slow-release fertilizer

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1220815B1 (en) * 1999-07-08 2004-04-28 Kemira GrowHow Oy Method for treating fertilizer process solutions
RU2193546C2 (en) * 2000-11-24 2002-11-27 Кемеровский агрохимический завод Закрытое акционерное общество "Вика" Prolonged-effect complex granulated fertilizer with trace minerals and a method for fabrication thereof
RU2222514C2 (en) * 2002-04-04 2004-01-27 Промышленная группа "Алсико" Prolonged-activity nitrogen-zeolite fertilizer
RU2407721C1 (en) * 2009-07-06 2010-12-27 Александр Леонидович Таран Method of producing granular compound fertiliser
RU2619301C2 (en) * 2014-12-23 2017-05-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянская государственная инженерно-технологическая академия" Method for producing slow-acting comlex fertilizer based on urea-formaldehyde resin
RU2752942C1 (en) * 2020-12-22 2021-08-11 Сергей Васильевич Афанасьев Method for obtaining slow-release fertilizer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5411568A (en) Highly available waste based nitrogen fertilizer
US5118337A (en) Method for preparing granular fertilizer from manure
US5240490A (en) Non-destructive recovery of natural nitrogen products
US5039328A (en) Process for producing a granular slow-acting nitrogenous fertilizer
CN112174729A (en) High-concentration liquid slow-release nitrogen fertilizer and preparation method thereof
RU2629215C1 (en) Fertiliser and method of its obtaining
RU2805182C1 (en) Method for producing complex nitrogen fertilizer with prolonged action
DE3128673A1 (en) Process and unit for the production of a sewage-sludge-based soil conditioner
EP0314159A1 (en) Process for treating animal manure, a high-grade fertilizer according to this process, and its application
US7252697B2 (en) Methods for making controlled-release ammonium phosphate fertilizer
US5352264A (en) Seed hull extracts
US5174806A (en) Neutral solid fertilizer
RU2752942C1 (en) Method for obtaining slow-release fertilizer
RU2811540C1 (en) Method of producing complex nitrogen fertilizer with prolonged action
RU2557776C1 (en) Granulated complex nitrogen-magnesium fertiliser and method of its preparation
RU2709737C1 (en) Biologically active organo-mineral complex and a method for production thereof
EP0071128A2 (en) Granulated fertilizer with regulated solvability
US3135596A (en) Process for preparing quick release high-nitrogen fertilizer
DE3422177C2 (en) Solid organic-mineral fertilizer
RU2795310C1 (en) Method for obtaining granulated organo-mineral complex fertilizer of prolonged action
RU2099315C1 (en) Method of producing multipurpose fertilizer with bioactive mass
CN115466144B (en) Method for preparing calcium-phosphorus fertilizer from kitchen garbage
RU2676710C1 (en) Fertilizer and method for its obtaining
CN107892597B (en) Urea thiophosphate fertilizer and preparation method and application thereof
DE1247354B (en) Process for the production of liquid or solid fertilizers on the basis of stable, aqueous fertilizer solutions or suspensions of urea-formaldehyde condensation products