УСОВЕРШЕНСТВОВАННАЯ КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ МОЧЕВИНЫ-СУЛЬФАТА АММОНИЯ И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ Российский патент 2023 года по МПК C05C9/00 C05D5/00 C05D9/02 C05G1/00 C05G3/90 

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к гомогенной твердой композиции в форме частиц на основе мочевины-сульфата аммония, дополнительно содержащей ингибитор уреазы типа триамида фосфорной кислоты, в частности триамид N-(н-бутил)тиофосфорной кислоты (nBTPT), и сульфат магния, которая улучшает свойства уменьшать потерю аммиака в почве за счет активности уреазы. Кроме того, изобретение относится к способу изготовления гомогенной твердой композиции в форме частиц на основе мочевины-сульфата аммония, содержащей мочевину, сульфат аммония, ингибитор уреазы типа триамида фосфорной кислоты, в частности триамид N-(н-бутил)тиофосфорной кислоты (nBTPT), и сульфат магния. Продукт особенно пригоден в качестве удобрения.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Мочевина является наиболее распространенным азотсодержащим удобрением. Мочевина имеет самое высокое содержание азота среди всех обычно используемых азотсодержащих удобрений (46%). Ее потребление во всем мире значительно возросло от около 20 миллионов тонн в начале семидесятых годов до около 100 миллионов тонн в начале двадцать первого века. Азот является основным компонентом любой живой системы как составляющая часть белка.

Благодаря интенсивному земледелию и сокращению выбросов серы в атмосферу промышленными предприятиями и последующего ее поступления в почву с дождями, современному сельскому хозяйству в дополнение к азоту требуется сера.

Современная сельскохозяйственная практика обычно требует азота и серы в соотношении от 10/1 до 5/1, чтобы удовлетворить спрос на сельскохозяйственные культуры, например, 150 кг азота/га/год и 30 кг серы/га/год.

Недостаток серы приводит как к пониженному количеству, так и к снижению качества сельскохозяйственных культур, и дефицит серы часто отражается на содержании и типе белков. Действительно, сера является основным элементом, входящим в химический состав клеток в молекулах, таких как аминокислоты (цистеин, метионин и т.д.). Она также является катализатором фотосинтеза и в некоторых случаях может улучшать фиксацию атмосферного азота.

Обычно сера вносится в почву в форме элементарной серы или в виде соединений, таких как сульфат аммония, бисульфат аммония, тиосульфаты, сульфиды или гипс, или в комбинации с другими удобрениями, такими как мочевина, например, в виде физической смеси мочевины и сульфата аммония, или в виде совместного гранулята мочевины и сульфата аммония, последний в дальнейшем именуется как мочевина-сульфат аммония, сокращенно UAS.

Как и сама мочевина, мочевина, которая присутствует в UAS, также гидролизуется в почве под действием ферментного катализатора, обычно называемого уреазой, с образованием аммиака и диоксида углерода. Уреазы обнаружены в многочисленных бактериях, грибах, водорослях, растениях и некоторых беспозвоночных, а также в почвах в виде почвенного фермента. Активность уреазы имеет тенденцию увеличивать рН окружающей ее среды по мере растворения аммиака в воде в почве, который усваивается растениями в качестве основного источника азота. Однако аммиак также может высвобождаться в атмосферу, что делает его недоступным для корневой системы растений, и этот процесс называется улетучиванием аммиака. В зависимости от вида почвы, содержания воды, величины рН, климатических условий и т.д. в результате улетучивания аммиака может быть потеряно до 50 масс. % азота.

Доступность азота из мочевины для корневой системы растений может быть повышена путем комбинирования (то есть, путем введения или добавления) ингибитора уреазы с удобрением, содержащим мочевину. Ингибиторы уреазы представляют собой соединения, которые способны временно снижать активность фермента и замедлять скорость гидролиза мочевины. Существует множество соединений, которые могут ингибировать уреазу, но лишь немногие из них нетоксичны, эффективны при низких концентрациях, в достаточной степени химически стабильны и способны соединяться с удобрениями, содержащими мочевину.

Среди наиболее эффективных ингибиторов уреазы, известных на сегодняшний день, находятся соединения триамида фосфорной кислоты, впервые описанные в патенте США №4,530,714 (Allied Corporation, 1985).

Примером эффективного ингибитора уреазы, описанного в указанном патенте, является триамид N-(н-бутил)тиофосфорной кислоты, который будет обозначаться в настоящей заявке как nBTPT. Это соединение фактически является предшественником активного соединения триамид N-(н-бутил)фосфорной кислоты (nBPT), полученного путем окисления тиосоединения, и именно это тиосоединение обычно производится, продается и применяется. Во всем тексте данной заявки, когда речь идет о ингибиторах уреазы типа триамида фосфорной кислоты, подразумевается, что эти термины охватывают все активные соединения, активные предшественники и активные продукты превращения, полученные из указанных триамидов фосфорной кислоты.

При соединении с удобрением, содержащим мочевину, триамиды фосфорной кислоты понижают скорость гидролиза мочевины до аммиака в почве. Преимущества, которые достигаются в результате замедленного гидролиза мочевины, включают следующее: (1) питательный азот доступен для растений в течение более длительного периода времени, (2) отсутствует чрезмерное накопление аммиака в почве после внесения удобрения, содержащего мочевину, (3) снижается вероятность потери азота из-за улетучивания аммиака, (4) снижается вероятность повреждения всходов и молодых растений высокими уровнями аммиака, (5) увеличивается усвоение азота растениями и (6) достигается повышение урожайности культур. Хотя триамиды фосфорной кислоты не влияют непосредственно на скорость нитрификации аммиака, они регулируют уровни аммиака, который подвергается нитрификации, и тем самым косвенно регулируют уровни нитратного азота в почве.

Неожиданно изобретатели столкнулись с проблемой, заключающейся в том, что ингибитор уреазы типа триамида фосфорной кислоты, особенно при применении в виде жидкости, которая является наиболее распространенной коммерчески доступной формой, не является стабильным при контакте с композицией на основе мочевины-сульфата аммония, несмотря на то, что ингибитор уреазы типа триамида фосфорной кислоты обычно описывается для применения в удобрениях на основе мочевины-сульфата аммония. Более того, даже ингибитор уреазы типа триамида фосфорной кислоты в щелочном органическом растворителе, таком как смесь пропиленгликоля и N-метилпирролидина, стабилизированный для обеспечения длительного хранения раствора, быстро разлагается после внесения в композицию на основе мочевины-сульфата аммония. Кроме того, ингибитор уреазы типа триамида фосфорной кислоты, также применяемый в твердом виде, является нестабильным при контакте с композицией на основе мочевины-сульфата аммония. Проблема является наиболее актуальной для хранения указанной композиции на основе мочевины-сульфата аммония, где композиция на основе мочевины-сульфата аммония в форме частиц и ингибитор уреазы типа триамида фосфорной кислоты находятся в тесном контакте друг с другом в течение длительного периода времени.

Этот факт был наиболее неожиданным, но он побудил изобретателей к поиску решения проблемы стабилизации ингибитора уреазы (а именно: уменьшения степени его разложения) в присутствии композиции на основе мочевины-сульфата аммония в форме частиц. В этом контексте стабильность относится к свойству химического соединения, в частности соединения-ингибитора уреазы, противостоять химическому разложению в присутствии композиции на основе мочевины-сульфата аммония в форме частиц. Повышенная стабильность означает более длительный срок службы (или срок хранения).

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Проблема стабилизации ингибитора уреазы (а именно, уменьшения его разложения), в частности nBTPT, в присутствии мочевины и сульфата аммония раскрыта в международной заявке WO 2017042194 (Yara International, 2017), в которой описано добавление щелочного или щелочеобразующего неорганического или органического соединения, выбранного из группы оксидов, карбонатов, гидроксидов, ацетатов и органических оснований металлов и их смесей, в частности выбранного из группы, состоящей из оксида кальция, оксида цинка, оксида магния, карбоната кальция и их смесей. Однако было обнаружено, что, несмотря на их стабилизирующее действие, добавление указанных соединений индуцировало образование аммиака в результате реакции мочевины-сульфата аммония с щелочным соединением, таким как СаО. При нанесении покрытия выделение аммиака может составлять от 0,1 до 0,2 об. %. Следовательно, существует потребность в лучшем стабилизаторе, который стабилизирует ингибитор уреазы типа триамида фосфорной кислоты в присутствии продукта мочевины-сульфата аммония, но не вызывает образования существенных количеств аммиака, в частности путем реакции с мочевиной-сульфатом аммония, в частности менее чем 0,1 об. %. В публикации CN 106069441 (Xu et al., 2016) описана композиция твердого удобрения, содержащая 20 масс. % мочевины, 3 масс. % сульфата аммония, 0,4 масс. % сульфата магния и 0,04 масс. % nBPT. В публикации CN 103896673 (Li et al., 2014) описана композиция твердого удобрения, содержащая 10 масс. % мочевины, 40 масс. % сульфата аммония, 0,5 масс. % сульфата магния и 0,5 масс. % nBPT. В публикации CN 103896672 (Li et al., 2014) описана композиция твердого удобрения, содержащая 60 масс. % мочевины, 20 масс. % сульфата аммония, 5,0 масс. % сульфата магния и 1,5 масс. % nBPT.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Неожиданно авторы изобретения обнаружили, что стабильность ингибитора уреазы типа триамида фосфорной кислоты в присутствии продукта мочевина-сульфат аммония может быть значительно увеличена, когда к мочевине-сульфату аммония добавляется сульфат магния.

В самом широком смысле данное изобретение касается гомогенной твердой композиции в форме частиц на основе мочевины-сульфата аммония, содержащей мочевину-сульфат аммония, ингибитор уреазы типа триамида фосфорной кислоты и сульфат магния, характеризующейся тем, что композиция на основе UAS содержит от 0,02 до 1 масс. % сульфата магния, от 0,0001 до 1 масс. % ингибитора уреазы и от около 5 до около 30 масс. % сульфата аммония.

Путем введения сульфата магния в композицию на основе мочевины-сульфата аммония, содержащую мочевину-сульфат аммония и ингибитор уреазы типа триамида фосфорной кислоты, значительно повышается стабильность ингибитора уреазы типа триамида фосфорной кислоты, что приводит, среди прочего, к снижению выделения аммиака, даже когда ингибитор уреазы типа триамида фосфорной кислоты был добавлен к композиции на основе мочевины-сульфата аммония задолго до фактического применения в полевых условиях в качестве удобрения. Кроме того, было обнаружено, что стабилизатор по изобретению стабилизирует ингибитор уреазы типа триамида фосфорной кислоты в присутствии продукта мочевина-сульфат аммония и не вызывает образование аммиака, в частности путем реакции с продуктом мочевина-сульфат аммония.

Путем включения стабилизатора в композицию на основе мочевины-сульфата аммония, содержащую ингибитор уреазы типа триамида фосфорной кислоты, стабильность ингибитора уреазы типа триамида фосфорной кислоты значительно повышается, особенно во время хранения, так что могут применяться меньшие количества указанного ингибитора уреазы.

В соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения сульфат магния присутствует в композиции в количестве от 0,02 до 1 масс. %, предпочтительно от 0,05 до 1 масс. % по отношению к общей массе композиции.

В соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения сульфат магния выбран из группы, состоящей из безводных, моно-, ди-, три-, тетра-, пента-, гекса-, гептагидратов и их смесей.

В соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения сульфат магния имеет степень чистоты > 70%, предпочтительно>80%, более предпочтительно > 90%, наиболее предпочтительно > 99%.

В соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения ингибитор уреазы типа триамида фосфорной кислоты представляет собой соединение формулы I:

где:

X представляет собой кислород или серу;

R₁ представляет собой алкил, циклоалкенил, аралкил, арил, алкенил, алкинил или циклоалкил;

R₂ представляет собой водород, алкил, циклоалкенил, аралкил, арил, алкенил, алкинил или циклоалкил; или R₁ и R₂ совместно могут образовывать алкиленовую или алкениленовую цепь, которая необязательно может включать один или более гетероатомов двухвалентного кислорода, азота или серы, образуя 4, 5, 6, 7 или 8-членную кольцевую систему;

R₃, R₄, R₅ и R₆ каждый отдельно представляют собой водород или алкил, содержащий от 1 до 6 атомов углерода; и

алкил, циклоалкенил, аралкил, арил, алкенил, алкинил и циклоалкил относятся к соединениям, содержащим от 1 до 10 атомов углерода, предпочтительно от 1 до 6 атомов углерода.

В соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения ингибитор уреазы представляет собой триамид N-(н-бутил)тиофосфорной кислоты (nBTPT).

В соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения ингибитор уреазы, в частности триамид N-(н-бутил)тиофосфорной кислоты (nBTPT), присутствует в композиции на основе смеси мочевины в количестве от 0,0001 до 1 масс. %, предпочтительно от 0,02 до 0,2 масс. %, наиболее предпочтительно от 0,03 до 0,06 масс. % по отношению к общей массе композиции на основе смеси мочевины.

В соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения отношение по массе ингибитора уреазы типа триамида фосфорной кислоты к сульфату магния находится в диапазоне от 1:20 до 1:1, предпочтительно от 1:15 до 1:1, более предпочтительно от 1:10 до 1:1.

В соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения ингибитор уреазы вносят в композицию на основе мочевины-сульфата аммония в жидкой форме или в форме частиц, смешивают в расплаве с соединением на основе мочевины-сульфата аммония, или путем их комбинации.

В соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения композиция на основе мочевины-сульфата аммония дополнительно содержит щелочное или щелочеобразующее соединение, выбранное из группы, состоящей из оксида кальция, оксида цинка, оксида магния, карбоната кальция и их смесей.

В соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения массовое отношение указанного щелочного или щелочеобразующего соединения к сульфату магния находится в диапазоне от 1:20 до 1:2, предпочтительно от 1:15 до 1:2, более предпочтительно от 1:10 до 1:2.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения композиция на основе мочевины-сульфата аммония дополнительно содержит вещество, препятствующее слеживанию, и/или влагоотталкивающее, и/или противопылевое вещество, предпочтительно нанесенное в виде покрытия на мочевино-аммониевые частицы.

В соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения препятствующее слеживанию, и/или водоотталкивающее, и/или противопылевое покрытие, содержащее по меньшей мере неполярное соединение, в частности жидкое органическое соединение, такое как масло, воск, смола или тому подобные, и любую их смесь, присутствует в композиции в диапазоне от 0,0001 до 1 масс. %, предпочтительно от 0,02 до 0,5 масс. %, наиболее предпочтительно от 0,1 до 0,2 масс. % по отношению к общей массе композиции.

В соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения UAS представляет собой совместно гранулированный продукт, предпочтительно полученный путем смешения в расплаве расплавленной мочевины и сульфата аммония в форме твердых частиц, полученный прессованием тонко дисперсных твердых порошков мочевины и сульфата аммония, или полученный химическим способом получения мочевины из диоксида углерода и аммиака, при котором аммиак нейтрализуется с образованием сульфата аммония (AS) в расплаве или растворе мочевины с получением UAS, или где UAS представляет собой смесь в форме частиц мочевины в форме частиц и сульфата аммония в форме частиц.

В соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения средний размер частиц (dp50) соединения на основе мочевины-сульфата аммония в форме частиц составляет от 1 мм до 5 см, как определено методом ситового анализа.

В соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения композиция на основе мочевины-сульфата аммония содержит от около 5 до около 30 масс. % сульфата аммония, от 0,03 до 0,06 масс. % nBTPT, от 0,05 до 0,1 масс. % сульфата магния и от 0,015 до 0,03 масс. % оксида магния; добавляя до 100 масс. % от общей массы композиции.

В самом широком смысле изобретение также относится к применению гомогенной твердой композиции в форме частиц на основе мочевины-сульфата аммония по изобретению в качестве удобрения, в частности для поддержки роста сельскохозяйственных продуктов на почве с дефицитом серы.

В самом широком смысле изобретение также относится к способу получения гомогенной, твердой, композиции в форме частиц на основе мочевины-сульфата аммония по изобретению, причем данный способ включает стадии:

1) обеспечение продукта мочевина-сульфат аммония, содержащего от около 5 до около 30 масс. % сульфата аммония;

2) обеспечение от 0,02 до 1 масс. % сульфата магния по отношению к общей массе композиции;

3) обеспечение от 0,0001 до 1 масс. % по отношению к общей массе композиции ингибитора уреазы типа триамида фосфорной кислоты, предпочтительно триамида N-(н-бутил)тиофосфорной кислоты (nBTPT);

4) необязательно, обеспечение от 0,001 до 0,5 масс. % по отношению к общей массе композиции щелочного или щелочеобразующего соединения, выбранного из группы, состоящей из оксида кальция, оксида цинка, оксида магния, карбоната кальция и их смесей, и

5) необязательно, обеспечение покрытия, которое способно повышать, по меньшей мере, антислеживаемость, и/или влагоотталкивающие, и/или противопылевые свойства указанной композиции на основе мочевины-сульфата аммония; и

6) добавление компонентов, предусмотренных на стадиях 2), 3), 4) и 5), в любом порядке к компоненту, предусмотренному на стадии 1).

В самом широком смысле изобретение также относится к набору из частей, содержащему количество

a) сульфата магния;

b) ингибитора уреазы типа триамида фосфорной кислоты, предпочтительно триамид N-(н-бутил)тиофосфорной кислоты (nBTPT);

c) щелочного или щелочеобразующего соединения, выбранного из группы, состоящей из оксида кальция, оксида цинка, оксида магния, карбоната кальция и их смесей, и

d) необязательно, одного или более препятствующих слеживанию, и/или влагоотталкивающих, и/или противопылевых соединений.

В самом широком смысле изобретение также относится к способу повышения стабильности ингибитора уреазы типа триамида фосфорной кислоты, в частности триамида N-(н-бутил)тиофосфорной кислоты (nBTPT) в композиции на основе мочевины-сульфата аммония, содержащей мочевину-сульфат аммония и от 0,0001 до 1 масс. % ингибитора уреазы, путем добавления к указанной композиции от 0,02 до 1 масс. % по отношению к общей массе композиции сульфата магния и, необязательно, путем добавления от 0,001 до 0,5 масс. % по отношению к общей массе композиции щелочного или щелочеобразующего соединения, выбранного из группы, состоящей из оксида кальция, оксида цинка, оксида магния, карбоната кальция и их смесей.

Далее изобретение будет описано более подробно.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В контексте данной заявки под в форме частиц подразумевается физическая форма, которая также может быть обозначена как гранулированная, приллированная, кристаллическая, спрессованная, порошкообразная и тому подобное, в которой соответствующее соединение находится в форме небольших частиц.

Термин «около» в контексте настоящего описания, относящийся к измеряемому значению, такому как параметр, количество, временная продолжительность и тому подобное, означает, что он охватывает варианты в +/-20% или менее, предпочтительно +/-10% или менее, более предпочтительно +/-5% или менее, даже более предпочтительно +/-1% или менее, и еще более предпочтительно +/-0,1% или менее от указанного значения, насколько такие варианты подходят для выполнения в раскрытом изобретении. Однако следует понимать, что значение, к которому относится определение «около», также конкретно раскрывается.

Сульфат магния

В соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения данное изобретение относится к гомогенной, твердой, композиции в форме частиц на основе мочевины-сульфата аммония, содержащей мочевину-сульфат аммония, ингибитор уреазы типа триамида фосфорной кислоты и сульфат магния, отличающейся тем, что композиция на основе UAS содержит от 0,02 до 1 масс. % сульфата магния, от 0,0001 до 1 масс. % ингибитора уреазы и от около 5 до около 30 масс. % сульфата аммония.

В соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения сульфат магния присутствует в композиции в диапазоне от 0,02 до 1 масс. %, предпочтительно от 0,05 до 1 масс. % по отношению к общей массе композиции. В результате экспериментов было обнаружено, что более 1 масс. % не вызывает пропорционально лучшего стабилизирующего эффекта.

Сульфат магния представляет собой неорганическую соль с химической формулой MgSO₄⋅x(H₂O), где 0≤х≤7. Он является твердым при комнатной температуре и доступен в виде порошка с различным средним размером частиц (d₅₀), например, от 5 до 1000 мкм. Известно множество гидратов. Гептагидрат MgSO₄⋅7(H₂O) (эпсомит) может быть получен путем нейтрализации серной кислоты карбонатом или оксидом магния, но обычно его получают непосредственно из природных источников. Гептагидрат легко теряет один эквивалент воды с образованием гексагидрата. Моногидрат MgSO₄⋅H₂O встречается в виде минерала кизерита. Он может быть получен путем нагревания гексагидрата приблизительно до 150°С. При дальнейшем нагревании приблизительно до 200°С получают безводный сульфат магния.

В соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения сульфат магния выбран из группы, состоящей из безводных, моно-, ди-, три-, тетра-, пента-, гекса-, гептагидратов и их смесей. Предпочтительно сульфат магния представляет собой безводный сульфат магния. Было обнаружено, что присутствие молекул воды в сульфате магния отрицательно влияет на гигроскопичность мочевины-сульфата аммония.

В соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения сульфат магния имеет степень чистоты > 70%, предпочтительно > 80%, более предпочтительно > 90%, наиболее предпочтительно > 99%.

Сульфат магния может быть введен в композицию по настоящему изобретению обычными способами нанесения, такими как способы нанесения покрытия и смешения, хорошо известные специалистам, такие как нанесение покрытия распылением и с помощью барабана. Предпочтительно чтобы сульфат магния и ингибитор уреазы типа триамида фосфорной кислоты находились в непосредственном контакте друг с другом, чтобы сульфат магния был эффективен. Это может быть достигнуто, наиболее предпочтительно путем нанесения ингибитора уреазы типа триамида фосфорной кислоты, сульфата магния и, необязательно, антислеживающего и/или влагоотталкивающего покрытия на частицы или последовательно, или одновременно, например, в виде жидкой антислеживающей и/или влагоотталкивающей композиции для покрытия, содержащей ингибитор уреазы типа триамида фосфорной кислоты и сульфат магния.

Ингибитор уреазы

В соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения данное изобретение относится к гомогенной твердой композиции в форме частиц на основе мочевины-сульфата аммония, содержащей мочевину-сульфат аммония и ингибитор уреазы типа триамида фосфорной кислоты, в частности триамид N-(н-бутил)тиофосфорной кислоты (nBTPT), где ингибитор уреазы типа триамида фосфорной кислоты представляет собой соединение формулы I:

где:

X представляет собой кислород или серу;

R₁ представляет собой алкил, циклоалкенил, аралкил, арил, алкенил, алкинил или циклоалкил;

R₂ представляет собой водород, алкил, циклоалкенил, аралкил, арил, алкенил, алкинил или циклоалкил, или R₁ и R₂ совместно могут образовывать алкиленовую или алкениленовую цепь, которая необязательно может включать один или более гетероатомов двухвалентного кислорода, азота или серы, образуя 4, 5, 6, 7 или 8-членную кольцевую систему; и

R₃, R₄, R₅ и R₆ по отдельности представляют собой водород или алкил, содержащий от 1 до 6 атомов углерода. В настоящем описании и формуле изобретения термин «соединения триамида фосфорной кислоты» применяется для обозначения соединений формулы I.

Термины алкил, циклоалкенил, аралкил, арил, алкенил, алкинил и циклоалкил, в контексте данного документа, относятся к соединениям, содержащим до 10 атомов углерода, предпочтительно до 6 атомов углерода. Наименьшее количество атомов углерода составляет от 1 до 3 в зависимости от структуры заместителя.

nBTPT продается как наиболее эффективный известный ингибитор уреазы и имеет следующую химическую формулу II

Следует понимать, что термин nBTPT в контексте данного описания относится не только к триамиду N-(н-бутил)тиофосфорной кислоты в чистом виде, но также к промышленным видам этого соединения, которые могут содержать до 50 масс. % примесей в зависимости от способа синтеза и схемы (схем) очистки, если таковые имеются, применяемых при получении nBTPT.

Для обеспечения эффективности ингибитор уреазы типа триамида фосфорной кислоты, в частности триамид N-(н-бутил)тиофосфорной кислоты (nBTPT), присутствует в композиции на основе мочевины-сульфата аммония в пределах от 0,0001 до 1 масс. %, предпочтительно от 0,02 до 0,2 масс. %, наиболее предпочтительно от 0,03 до 0,06 масс. % по отношению к общей массе композиции на основе мочевины-сульфата аммония.

Как в общем упоминается в данном документе и если не указано иное, масс. % относится к массовому проценту ингредиента композиции по отношению к общей массе указанной композиции.

Согласно одному варианту осуществления массовое отношение ингибитора уреазы типа триамида фосфорной кислоты к сульфату магния находится в пределах от 1:20 до 1:1, предпочтительно от 1:15 до 1:1, более предпочтительно от 1:10 до 1:1. Иллюстративное массовое соотношение составляет 1:10.

Согласно одному варианту осуществления ингибитор уреазы может представлять собой жидкость при комнатной температуре, жидкость при повышенной температуре или твердое вещество, которое растворено (раствор) или суспендировано (суспензия) в жидком носителе, при этом все они представляют собой различные жидкие формы ингибитора уреазы типа триамида фосфорной кислоты, в частности триамида N-(н-бутил)тиофосфорной кислоты (nBTPT).

В вариантах осуществления, где ингибитор уреазы типа триамида фосфорной кислоты, в частности триамид N-(н-бутил)тиофосфорной кислоты (nBTPT), применяется в виде жидкости, его предпочтительно применяют в виде раствора в количестве от 0,1 до 75 масс. %, предпочтительно в виде раствора в количестве от 15 до 30 масс. % по отношению к общей массе раствора. Доступны такие промышленные растворы, как, например, Agrotain® Ultra (Koch, US), N Yield™ (Eco Agro, The Netherlands), Rhodia Ag-Rho™ N Protect В (Solvay, Germany), Iper N-Protect Liquid (Van Iperen, The Netherlands) и BASF Limus (BASF, Germany).

В вариантах осуществления, где ингибитор уреазы nBTPT применяется в виде жидкости, растворенной в носителе, его можно применять в виде порошка, растворенного в пропиленгликоле, например, в количестве 17,5 масс. % nBTPT. Он доступен от Yara International ASA (Норвегия) в виде жидкости Amiplus®.

Эксперименты показали, что в композициях по изобретению необходимо применять меньшее количество ингибитора уреазы типа триамида фосфорной кислоты, в частности триамида N-(н-бутил)тиофосфорной кислоты (nBTPT), чем обычно применяется в предшествующем уровне техники. Например, согласно изобретению наиболее предпочтительным является количество 0,05 масс. %, в то время как для применения Agrotain® Ultra рекомендуется количество, равное 0,09 масс. %. Этот установленный факт, по крайней мере, частично, может быть приписан тому, что в композициях по изобретению ингибитор уреазы типа триамида фосфорной кислоты, в частности триамид N-(н-бутил)тиофосфорной кислоты (nBTPT), является стабилизированным, в то время как в предшествующем уровне техники необходима избыточная доза для компенсации разложения ингибитора уреазы и увеличения срока его годности. Выявление этого факта также приводит к тому, что в окружающую среду попадает меньшее количество ингибитора уреазы типа триамида фосфорной кислоты, в частности триамида N-(н-бутил)тиофосфорной кислоты (nBTPT).

В случае вариантов осуществления, когда ингибитор уреазы применяется в твердой форме, он применяется в виде порошка, предпочтительно со степенью чистоты 99 масс. % или более. Такой ингибитор доступен, например, от Sunfit Chemical Co. (China).

Ингибитор уреазы типа триамида фосфорной кислоты, в частности триамид N-(н-бутил)тиофосфорной кислоты (nBTPT), может вводиться в композицию, содержащую частицы мочевины и сульфата аммония, с помощью общепринятых методик нанесения покрытия и смешения, хорошо известных специалисту в данной области, таких как нанесение распылением и при помощи барабана.

Ингибитор уреазы типа триамида фосфорной кислоты, в частности триамид N-(h-бутил)тиофосфорной кислоты (nBTPT), также может быть введен в композицию на основе мочевины-сульфата аммония путем смешения в горячем расплаве, как описано в патенте США 5,352,265 (Weston et al., 1994) для мочевины, в котором раскрыто, что nBTPT включается в гомогенную гранулированную композицию удобрения путем смешения концентрированного раствора nBTPT в растворителе, выбранном из жидких амидов, 2-пирролидона и N-алкил 2-пирролидонов, непосредственно с расплавленной мочевиной перед ее гранулированием.

Дополнительные щелочные или щелочеобразующие соединения (состабилизатор) Согласно конкретному варианту осуществления изобретения композиция на основе мочевины-сульфата аммония дополнительно содержит щелочное или щелочеобразующее соединение, выбранное из группы, состоящей из оксида кальция, оксида цинка, оксида магния, карбоната кальция и их смесей.

Неожиданно было обнаружено, что добавление некоторого количества одного или более из вышеупомянутых соединений улучшает стабилизирующие свойства сульфата магния для стабилизации ингибитора уреазы типа триамида фосфорной кислоты в присутствии продукта мочевина-сульфат аммония без образования значительных количеств аммиака, в частности путем реакции с продуктом мочевина-сульфат аммония.

Согласно одному варианту осуществления массовое отношение указанного щелочного или щелочеобразующего соединения к сульфату магния находится в диапазоне от 1:20 до 1:2, предпочтительно от 1:15 до 1:2, более предпочтительно от 1:10 до 1:2. Иллюстративные массовые соотношения составляют около 1:10 и около 1:3, то есть, количество щелочного или щелочеобразующего соединения всегда меньше, чем количество сульфата магния. Согласно одному варианту осуществления количество щелочного или щелочеобразующего соединения в 2, 3, 5 или даже 10 раз меньше, чем количество сульфата магния. Согласно одному варианту осуществления количество щелочного или щелочеобразующего соединения находится в диапазоне от 0,001 до 0,5 масс. % по отношению к общей массе композиции на основе UAS.

Покрытие

В соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения композиция на основе мочевины-сульфата аммония по изобретению дополнительно содержит вещество, препятствующее слеживанию, и/или влагоотталкивающее, и/или противопылевое вещество, нанесенное в виде покрытия на компоненты в виде частиц композиции на основе мочевины-сульфата аммония, где покрытие включает, по меньшей мере, неполярное соединение, в частности жидкое органическое соединение, такое как масло, воск, смолу и тому подобное и любую их смесь, и присутствует в композиции в диапазоне от 0,0001 до 1 масс. %, предпочтительно от 0,02 до 0,5 масс. %, наиболее предпочтительно от 0,1 до 0,2 масс. % по отношению к общей массе композиции.

Примерами подходящих препятствующих слеживанию и/или влагоотталкивающих покрытий являются растительное масло (например, из семян рапса или нима), парафин и препятствующие слеживанию и/или влагоотталкивающие агенты Novoflow (Novochem Fertilizer Additives, The Netherlands).

Предпочтительно влагоотталкивающее покрытие представляет собой покрытие, описанное в заявке ЕР 0768993 A1 (Norsk Hydro ASA) для азотсодержащих удобрений, содержащее, по меньшей мере, воск, масло и смолу, растворимую в масле и смешивающуюся с воском.

Мочевина-сульфат аммония

Мочевина-сульфат аммония представляет собой совместно гранулированный продукт и может быть получен несколькими способами, такими как смешение в расплаве расплавленной мочевины и сульфата аммония в форме твердых частиц путем добавления сульфата аммония в форме твердых частиц в расплавленную мочевину на стадии гранулирования, например, в барабане или котле, как описано в патенте США №3,785,796 (Tennessee Valley Authority, 1974), или с использованием гранулятора с псевдоожиженным слоем, как описано, например, в заявке WO 99/65845 (SKW StickstofFwerke Piesteritz GmbH, 1999), или как использовалось Yara на своих заводах в Sluiskil (The Netherlands).

В качестве альтернативы, продукт мочевина-сульфат аммония также может быть получен в соответствии со способом по заявке WO 92/12633 (FMC Corp., USA) или тому подобное в виде спрессованного материала, где тонкодисперсная твердая мочевина и порошкообразный сульфат аммония подвергнуты прессованию вместе с микрокристаллической целлюлозой с образованием пастилок, таблеток и тому подобное.

В качестве альтернативы, продукт мочевина-сульфат аммония может быть получен химическим способом получения мочевины из диоксида углерода и аммиака, при этом аммиак нейтрализуют с образованием сульфата аммония (AS) в расплаве или растворе мочевины с получением UAS, как описано в заявке WO 2006/004424 A1 (Yara International ASA, Norway), и более конкретно, при применении трубчатого реактора в конце процесса на классическом заводе по получению мочевины, как описано в заявке WO 2006/093413 А1 (Yara International ASA, Norway). Согласно конкретному варианту осуществления нейтрализацию аммиака можно осуществлять серной кислотой в скруббере и возвращать продукт в расплав мочевины с последующим гранулированием.

В вышеупомянутых случаях гранулы UAS в композиции являются гомогенными, то есть, каждая гранула состоит в принципе из одинаковых веществ.

В качестве альтернативы, UAS может представлять собой смесь в форме частиц мочевины в форме частиц и сульфата аммония в форме частиц, например, в форме порошка, нанесенного на мочевину в форме частиц. В этом случае каждая гранула содержит не одни и те же вещества.

Независимо от способа получения UAS может содержать от около 5 до около 30 масс. % сульфата аммония (AS), предпочтительно 10 масс. % или более, по отношению к общей массе UAS, в котором оставшуюся массу предпочтительно составляет мочевина. Предпочтительные сорта продукта содержат от около 23 до около 30 масс. % AS [такой как YaraVera® Amidas™ (40-0-0 5.5 S), Yara International ASA, который представляет собой гомогенное гранулированное удобрение, содержащее мочевину и сульфат аммония с соотношением N к S, равным 7,3:1, и YaraVera® Ureas™ (38-0-0 7.5 S), Yara International ASA, который представляет собой гомогенное гранулированное удобрение, содержащее мочевину и сульфат аммония с соотношением N к S, равным 5:1].

Для применения в качестве удобрения средний размер частиц (dp50) соединения на основе мочевины-сульфата аммония должен находиться между 1 мм и 5 см, предпочтительно между 1 и 20 мм, предпочтительно между 1 и 10 мм, предпочтительно между 1 и 6 мм, предпочтительно между 2 и 4 мм, наиболее предпочтительно между 3,2 и 3,5 мм, что определяется методом ситового анализа.

В соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения композиция на основе мочевины-сульфата аммония содержит от около 5 до около 30 масс. % сульфата аммония, от 0,03 до 0,06 масс. % nBTPT, от 0,05 до 0,1 масс. % сульфата магния и от 0,015 до 0,03 масс. % оксида магния, с добавлением до 100 масс. %, что составляет общую массу композиции.

Применение

В соответствии с конкретным вариантом осуществления изобретения настоящее изобретение дополнительно предусматривает применение гомогенной твердой композиции в форме частиц на основе мочевины-сульфата аммония в качестве удобрения, в частности для поддержки роста сельскохозяйственных продуктов на почве с дефицитом серы. Почвы с дефицитом серы представляют собой растущую проблему: поскольку сера является компонентом многочисленных белковых ферментов, регулирующих фотосинтез и фиксацию азота, при ограничении содержания серы образуется меньше хлорофилла, из-за чего молодые листья растения становятся желтыми, симптом, который иногда путают с дефицитом азота.

Получение

В соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения изобретение также относится к способу получения гомогенной твердой композиции в форме частиц на основе мочевины-сульфата аммония, содержащей мочевину-сульфат аммония, сульфат магния и ингибитор уреазы типа триамида фосфорной кислоты, в частности триамид N-(н-бутил)тиофосфорной кислоты (nBTPT).

В частности изобретение относится к способу получения гомогенной, твердой композиции в форме частиц на основе мочевины-сульфата аммония по изобретению, причем данный способ включает стадии:

1) обеспечение продукта мочевина-сульфат аммония, содержащего от около 5 до около 30 масс. % сульфата аммония;

2) обеспечение от 0,02 до 1 масс. % сульфата магния по отношению к общей массе композиции;

3) обеспечение от 0,0001 до 1 масс. % по отношению к общей массе композиции ингибитора уреазы типа триамида фосфорной кислоты, предпочтительно триамида N-(н-бутил)тиофосфорной кислоты (nBTPT);

4) необязательно, обеспечение от 0,001 до 0,5 масс. % по отношению к общей массе композиции соединения, выбранного из группы, состоящей из оксида кальция, оксида цинка, оксида магния, карбоната кальция и их смесей,

5) необязательно, обеспечение покрытия, которое способно, по меньшей мере, повышать антислеживаемость, и/или влагоотталкивающие, и/или противопылевые свойства указанной композиции на основе мочевины-сульфата аммония; и

6) добавление компонентов, предусмотренных на стадиях 2), 3), 4) и 5), в любом порядке к компоненту, предусмотренному на стадии 1).

Было обнаружено, что порядок добавления компонентов сульфата магния, ингибитора уреазы типа триамида фосфорной кислоты, стабилизатора, состабилизатора и материала покрытия мало влиял на достижение заявленных результатов.

Набор частей

В соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения изобретение дополнительно относится к набору частей, содержащему количество

a) сульфата магния;

b) ингибитора уреазы типа триамида фосфорной кислоты, предпочтительно триамида N-(н-бутил)тиофосфорной кислоты (nBTPT);

c) соединения, выбранного из группы, состоящей из оксида кальция, оксида цинка, оксида магния, карбоната кальция и их смесей, и

d) необязательно, одного или более препятствующих слеживанию, и/или влагоотталкивающих, и/или противопылевых соединений.

Компоненты такого набора частей затем могут быть добавлены к мочевина-сульфату аммония в форме твердых частиц в желательном количестве для получения гомогенной твердой композиции в форме частиц на основе мочевины-сульфата аммония, содержащей мочевину-сульфат аммония и ингибитор уреазы типа триамида фосфорной кислоты по данному изобретению.

Согласно одному варианту осуществления компоненты предоставляются в виде отдельных частей. Согласно другому варианту осуществления компоненты предварительно смешиваются и предоставляются в виде объединенной части. Предпочтительно они предварительно смешиваются в данном массовом отношении ингибитора уреазы типа триамида фосфорной кислоты к сульфату аммония, равном от 1:20 до 1:1, предпочтительно от 1:15 до 1:1, более предпочтительно от 1:10 до 1:1.

Наконец, данное изобретение относится к способу повышения стабильности ингибитора уреазы типа триамида фосфорной кислоты, в частности триамида N-(н-бутил)тиофосфорной кислоты (nBTPT), в композиции на основе мочевины-сульфата аммония, содержащей мочевину-сульфат аммония и от 0,0001 до 1 масс. % ингибитора уреазы, путем добавления к указанной композиции от 0,02 до 1 масс. % сульфата магния по отношению к общей массе композиции.

Подробные варианты осуществления обсуждались в данном документе выше и в следующих примерах.

Предпочтительные варианты осуществления способа по изобретению теперь будут проиллюстрированы с помощью следующих неограничивающих примеров.

ПРИМЕРЫ

Описание Фигур

Фиг. 1. Выделение аммиака из продукта YaraVera® Amidas, содержащего 462 ppm (частей на миллион) nBTPT, обработанного несколькими стабилизаторами (см. Таблицу 1).

Фиг. 2А. Стабильность nBTPT в продукте YaraVera® Amidas, содержащем 462 ppm nBTPT, в пластиковых контейнерах, открытых для доступа воздуха при комнатной температуре, через 40 дней [А = без стабилизатора; В = СаО (2541 ppm); С = MgSO₄, степень чистоты 99,5% (4957 ppm)].

Фиг. 2В. Стабильность nBTPT в продукте YaraVera® Amidas, содержащем 462 ppm nBTPT, в пакетах при 40°С через 8 дней [А = без стабилизатора; В = СаО (2541 ppm); С = MgSO₄, степень чистоты 99,5% (4957 ppm)].

Фиг. 3. Стабильность nBTPT в продукте YaraVera® Amidas, содержащем 462 ppm nBTPT, с применением различных сортов и форм MgSO₄ и Na₂SO₄, хранимых в открытых пластиковых контейнерах при комнатной температуре в течение 21 дня [А = без стабилизатора; В = СаО (2541 ppm); С = MgSO₄, степень чистоты 99,5% (4957 ppm); D = MgSO₄, степень чистоты 99,999% (4957 ppm); Е = MgSO₄ 7Н₂О (10163 ppm); F = Na₂SO₄ (5849 ppm)].

Фиг. 4. Стабильность nBTPT в продукте YaraVera® Amidas, содержащем 462 ppm nBTPT, с применением различных комбинаций MgSO₄/MgO [А = без стабилизатора; В = СаО (2310 ppm); С = MgO (212 ppm); D = MgSO₄, содержание > 98% (4620 ppm); E = MgSO₄, содержание > 98% (924 ppm)/MgO (212 ppm)].

Экспериментальная часть

1. Измерения улетучивания (диффузионный набор 2 л для определения выделения аммиака)

200 г продукта UAS, обработанного nBTPT/стабилизатором, помещали в пластиковый контейнер объемом 2 л. Через крышку помещается трубка Дрегера для измерения об. % аммиака. Трубка Дрегера меняет цвет с желтого на голубой/пурпурный, когда аммиак абсорбируется в трубке. Количество (об. %) выделившегося аммиака можно отслеживать во времени.

2. Измерения nBTPT

Для лабораторных экспериментов 1,2 кг твердого удобрения помещали в лабораторный барабан. На следующей стадии медленно добавляли nBTPT/стабилизатор. Время контакта составляло 10 минут, и, соответственно, скорость вращения барабана в каждом эксперименте была одна и та же. В случае, когда добавляли гидрофобное покрытие, применяли распылитель, и в зависимости от порядка добавления гидрофобное покрытие добавляли до или после добавления nBTPT. Перед применением гидрофобное покрытие предварительно нагревали до 80°С. Эксперименты в больших масштабах, вплоть до 40 кг удобрения, проводили в бетоносмесителе.

Образцы хранили в различных условиях в зависимости от типа образцов:

• Упакованные в мешки, при комнатной температуре (18-25°С);

• Упакованные в мешки, при 40°С;

• С доступом воздуха при комнатной температуре (18-25°С).

3. ВЭЖХ анализ содержания nBTPT

ВЭЖХ анализ nBTPT проводили, как описано в методике согласно европейскому стандарту CEN 15688-2007.

4. Продукты

UAS получали от Yara в виде гранул YaraVera® Amidas 40-0-0 (код продукта РА421Х).

Твердый триамид N-(н-бутил)тиофосфорной кислоты получали от Sunfit Chemical Co. (China) (CAS-Nr. 94317-64-3) в виде белого кристаллического твердого вещества с температурой плавления 58-60°С.

MgO технического сорта получали от Mannekus & Со B.V., Schiedam, The Netherlands (dp(50) = 27 мкм, степень чистоты +/- 90%, 2-2,9% СаО, 1,1% SiO₂).

СаО технического сорта получали от VWR International, Oud-Heverlee, Belgium (степень чистоты 91,3%, 2,7% СаСО₃ и 6% Са(ОН)₂, dp(50) = 22 мкм).

СаСО₃ (известняковый порошок) получали от Nordkalk АВ, Finland (степень чистоты 98,5%, dp(50) = 7 мкм).

CaSO₄, безводный, получали от Alfa Aesar, Haverhill, USA.

MgSO₄, безводный, 99,999%, получали от Alfa Aesar, Haverhill, USA.

MgSO₄, безводный, >99,5%, получали от Alfa Aesar, Haverhill, USA.

MgSO₄, безводный, >98%, получали от Ekmekciogullari, Turkey.

MgSO₄⋅7H₂O, >99,5%, получали от Merck KGaA, Darmstadt, Germany.

Покрытие: Гидрофобное (MR) покрытие готовили в соответствии с Европейской заявкой на патент ЕР 0768993 A1 (Norsk Hydro ASA) путем смешения около 28 масс. % воска, около 68 масс. % масла и около 4 масс. % смолы и наносили на удобрение в количестве около 0,1-0,5 масс. %. В настоящей заявке это покрытие именуется как NH покрытие.

ЭКСПЕРИМЕНТ 1 (выделение аммиака)

В эксперименте 1 определяется задача. На Фиг. 1 показано выделение аммиака из продукта YaraVera® Amidas, содержащего 462 ppm nBTPT, обработанного несколькими стабилизаторами. Цифры в скобках для каждого соединения-стабилизатора представляют собой массовое соотношение указанного соединения-стабилизатора и nBTPT.

Хотя такие соединения, как MgO и СаО, упомянуты в документе предшествующего уровня техники WO 2017042194 (Yara International, 2017) как наиболее эффективные стабилизаторы nBTPT в присутствии продукта мочевина-сульфат аммония, экспериментально определено, что эти соединения являются причиной выделения аммиака в присутствии указанного продукта, что является нежелательным действием этих стабилизаторов. Только без стабилизатора и в присутствии MgSO₄ и CaSO₄ не происходит выделения аммиака.

ЭКСПЕРИМЕНТ 2

Этот эксперимент проводили, чтобы показать разницу между положительным эффектом, вызванным добавлением щелочного или щелочеобразующего неорганического или органического соединения (СаО - предшествующий уровень техники) и MgSO₄ (степень чистоты VWR 99,5%) к UAS на стабильность nBTPT в присутствии UAS, открытого для доступа воздуха при комнатной температуре (Фиг. 2А) и в мешках при повышенной температуре (Фиг. 2 В). Как можно видеть, стабилизирующее действие MgSO₄ сравнимо с действием соединения предшествующего уровня техники (СаО), но аммиак не образуется (как показано на Фиг. 1).

ЭКСПЕРИМЕНТ 3 (различные марки)

Этот эксперимент показывает эффект добавления различных марок и форм MgSO₄, а также другого сульфата, Na₂SO₄, по сравнению с соединением СаО предшествующего уровня техники для условий хранения на открытом воздухе при комнатной температуре (Фиг. 3). Все марки MgSO₄ показывают сопоставимую стабильность nBTPT в продукте YaraVera® Amidas. Этот эксперимент показывает, что стабилизирующее действие MgSO₄ на nBTPT в UAS не является 100% на основании определения рН (щелочной рН 8,5 для MgSO₄ 99,5% по сравнению с кислотным рН 6,1 для MgSO₄ 99,999%), а также не является 100%, основываясь на водосвязывающей способности безводного MgSO₄, поскольку MgSO₄⋅7H₂O обеспечивает аналогичную стабильность nBTPT. Na₂S04 действительно оказывает отрицательное воздействие на стабильность nBTPT. Это показывает уникальное стабилизирующее действие сульфата магния.

ЭКСПЕРИМЕНТ 4 (эффект от добавления оксидов и синергический эффект MgSO₄ и MgO)

Этот эксперимент показывает эффект от добавления небольшого количества оксида к стабилизатору. Небольшие количества MgSO₄, которые имеют небольшой эффект, становятся очень эффективными в комбинации с MgO (см. D по сравнению с F). Эффект является синергическим (см. С + D по сравнению с F), а не аддитивным. Практически нет разницы в стабильности в зависимости от способа комбинирования компонентов композиции стабилизатора (то есть, добавление компонентов последовательно в любом порядке/предварительное смешение компонентов и добавление предварительной смеси к UAS). Было обнаружено, что MgO более эффективен, чем СаО, но предполагается, что любое щелочное или щелочеобразующее соединение, выбранное из группы, состоящей из оксида кальция, оксида цинка, оксида магния, карбоната кальция и их смесей, является эффективным.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к удобрениям на основе мочевины-сульфата аммония. Гомогенная твердая композиция удобрения в форме частиц на основе мочевины-сульфата аммония (UAS) содержит мочевину-сульфат аммония, ингибитор уреазы типа триамида фосфорной кислоты и сульфат магния, содержание сульфата аммония в композиции удобрения мочевина-сульфат аммония составляет от 5 до 30 мас.%, содержание сульфата магния составляет от 0,02 до 1 мас.% и содержание ингибитора уреазы составляет от 0,0001 до 1 мас.%. Композиция удобрения дополнительно содержит щелочное или щелочеобразующее соединение, выбранное из группы, состоящей из оксида кальция, оксида цинка, оксида магния, карбоната кальция и их смесей, и необязательно одно или более препятствующих слеживанию, и/или влагоотталкивающих, и/или противопылевых соединений. Предлагаемая композиция удобрения на основе мочевины-сульфата аммония обладает улучшенными свойствами по снижению потерь аммиака из-за активности уреазы в почве. 4 н. и 21 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 ил., 4 пр.

1. Гомогенная твердая композиция удобрения в форме частиц на основе мочевины-сульфата аммония (UAS), содержащая мочевину-сульфат аммония, ингибитор уреазы типа триамида фосфорной кислоты и сульфат магния, отличающаяся тем, что композиция удобрения на основе UAS содержит от 5 до 30 мас.% сульфата аммония, от 0,02 до 1 мас.% сульфата магния и от 0,0001 до 1 мас.% ингибитора уреазы.

2. Композиция удобрения на основе мочевины-сульфата аммония по п. 1, отличающаяся тем, что сульфат магния присутствует в композиции в пределах от 0,05 до 1 мас.% по отношению к общей массе композиции.

3. Композиция удобрения на основе мочевины-сульфата аммония по любому из пп. 1, 2, в которой сульфат магния выбран из группы, состоящей из безводного моно-, ди-, три-, тетра-, пента-, гекса-, гептагидрата и их смесей.

4. Композиция удобрения на основе мочевины-сульфата аммония по п. 3, в которой сульфат магния имеет степень чистоты >70%.

5. Композиция удобрения на основе мочевины-сульфата аммония по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что ингибитор уреазы типа триамида фосфорной кислоты представляет собой соединение формулы I:

где X представляет собой кислород или серу,

R₁ представляет собой алкил, циклоалкенил, аралкил, арил, алкенил, алкинил или циклоалкил;

R₂ представляет собой водород, алкил, циклоалкенил, аралкил, арил, алкенил, алкинил или циклоалкил или R₁ и R₂ совместно могут образовывать алкиленовую или алкениленовую цепь, которая необязательно может включать один или более гетероатомов двухвалентного кислорода, азота или серы, образуя 4-, 5-, 6-, 7- или 8-членную кольцевую систему; и

R₃, R₄, R₅ и R₆ каждый отдельно представляет собой водород или алкил, содержащий от 1 до 6 атомов углерода; и

алкил, циклоалкенил, аралкил, арил, алкенил, алкинил и циклоалкил относятся к соединениям, содержащим от 1 до 10 атомов углерода.

6. Композиция удобрения на основе мочевины-сульфата аммония по любому из пп. 1-5, в которой ингибитор уреазы представляет собой триамид N-(н-бутил)тиофосфорной кислоты (nBTPT).

7. Композиция удобрения на основе мочевины-сульфата аммония по любому из пп. 1-6, в которой ингибитор уреазы присутствует в диапазоне от 0,02 до 0,2 мас.% по отношению к общей массе композиции удобрения на основе мочевины-сульфата аммония.

8. Композиция удобрения на основе мочевины-сульфата аммония по любому из пп. 1-7, в которой массовое отношение ингибитора уреазы типа триамида фосфорной кислоты к сульфату магния составляет от 1:20 до 1:1.

9. Композиция удобрения на основе мочевины-сульфата аммония по любому из пп. 1-8, где композиция удобрения на основе мочевины-сульфата аммония может быть получена путем (i) нанесения ингибитора уреазы типа триамида фосфорной кислоты на композицию удобрения на основе мочевины-сульфата аммония в жидкой или в форме частиц, (ii) смешивания в расплаве с соединением удобрения на основе мочевины-сульфата аммония или (iii) их комбинации.

10. Композиция удобрения на основе мочевины-сульфата аммония по любому из пп. 1-9, где композиция удобрения на основе мочевины-сульфата аммония дополнительно содержит щелочное или щелочеобразующее соединение, выбранное из группы, состоящей из оксида кальция, оксида цинка, оксида магния, карбоната кальция и их смесей.

11. Композиция удобрения на основе мочевины-сульфата аммония по п. 10, в которой массовое отношение щелочного или щелочеобразующего соединения к сульфату магния находится в диапазоне от 1:20 до 1:2.

12. Композиция удобрения на основе мочевины-сульфата аммония по любому из пп. 1-11, отличающаяся тем, что композиция удобрения на основе сульфата аммония дополнительно содержит препятствующее слеживанию, и/или влагоотталкивающее, и/или противопылевое вещество.

13. Композиция удобрения на основе мочевины-сульфата аммония по п. 12, в которой препятствующее слеживанию, и/или влагоотталкивающее, и/или противопылевое вещество нанесено как покрытие на мочевино-аммониевые частицы.

14. Композиция удобрения на основе мочевины-сульфата аммония по п. 12 или 13, в которой препятствующее слеживанию и/или влагоотталкивающее покрытие содержит по меньшей мере неполярное соединение и присутствует в композиции в диапазоне от 0,0001 до 1 мас.% по отношению к общей массе композиции.

15. Композиция удобрения на основе мочевины-сульфата аммония по п. 14, в которой неполярное соединение представляет собой жидкое органическое соединение, такое как масло, воск или смола и любая их комбинация.

16. Композиция удобрения на основе мочевины-сульфата аммония по любому из пп. 1-15, где UAS представляет собой совместно гранулированный продукт.

17. Композиция удобрения на основе мочевины-сульфата аммония по п. 16, в которой совместно гранулированный продукт представляет собой полученный смешиванием в расплаве расплавленной мочевины и сульфата аммония в форме твердых частиц, полученный прессованием порошков тонкодисперсной твердой мочевины и сульфата аммония или полученный химическим способом получения мочевины из диоксида углерода и аммиака, при этом аммиак нейтрализуют с образованием сульфата аммония (AS) в расплаве или растворе мочевины с получением UAS, или где UAS представляет собой смесь в форме частиц мочевины в форме частиц и сульфата аммония в форме частиц.

18. Композиция удобрения на основе мочевины-сульфата аммония по любому из пп. 1-17, отличающаяся тем, что средний размер частиц (dp50) соединения удобрения на основе мочевины-сульфата аммония в форме частиц составляет от 1 мм до 5 см, как определено методом ситового анализа.

19. Композиция удобрения на основе мочевины-сульфата аммония по любому из пп. 10-18, где композиция удобрения на основе мочевины-сульфата аммония содержит от 5 до 30 мас.% сульфата аммония, от 0,03 до 0,06 мас.% nBTPT, от 0,05 до 0,1 мас.% сульфата магния, от 0,015 до 0,03 мас.% оксида магния и мочевину, добавляемую до 100 мас.%, что составляет общую массу композиции.

20. Применение гомогенной твердой композиции удобрения в форме частиц на основе мочевины-сульфата аммония по любому из пп. 1-19 в качестве удобрения.

21. Применение по п. 20 для поддержки роста сельскохозяйственных продуктов на почве с дефицитом серы.

22. Способ получения гомогенной твердой композиции удобрения в форме частиц на основе мочевины-сульфата аммония по любому из пп. 1-19, включающий стадии:

1) обеспечение продукта мочевина-сульфат аммония, содержащего от 5 до 30 мас.% сульфата аммония;

2) обеспечение от 0,02 до 1 мас.%, по отношению к общей массе композиции сульфата магния;

3) обеспечение от 0,0001 до 1 мас.%, по отношению к общей массе композиции, ингибитора уреазы типа триамида фосфорной кислоты;

4) необязательно обеспечение от 0,001 до 0,5 мас.%, по отношению к общей массе композиции, щелочного или щелочеобразующего соединения, выбранного из группы, состоящей из оксида кальция, оксида цинка, оксида магния, карбоната кальция и их смесей, и

5) необязательно обеспечение материала покрытия, где материал покрытия способен увеличивать по меньшей мере антислеживаемость, и/или влагоотталкивающие свойства, и/или противопылевые свойства указанной композиции удобрения на основе мочевины-сульфата аммония; и

6) добавление компонентов, предусмотренных на стадиях 2), 3), 4) и 5), в любом порядке к компоненту, предусмотренному на стадии 1).

23. Способ по п. 22, в котором ингибитор уреазы типа триамида фосфорной кислоты представляет собой триамид N-(н-бутил)тиофосфорной кислоты (nBTPT).

24. Набор для добавления к мочевине-сульфат аммонию, для получения композиции по любому из пп. 1-19, содержащий количество

a) сульфата магния;

b) ингибитора уреазы типа триамида фосфорной кислоты;

c) соединения, выбранного из группы, состоящей из оксида кальция, оксида цинка, оксида магния, карбоната кальция и их смесей и

d) необязательно одного или более препятствующих слеживанию, и/или влагоотталкивающих, и/или противопылевых соединений.

25. Набор по п. 24, в котором ингибитор уреазы типа триамида фосфорной кислоты представляет собой триамид N-(н-бутил)тиофосфорной кислоты (nBTPT).