Способ получения карбамида,содержащего физиологически активное вещество Советский патент 1987 года по МПК C05C9/00 

Изобретение относится к области химической технологии медленнодействующих азотных минеральных удобрений обладающих повышенным коэффициентом полезного действия (КПД) питательных элементов.

Цель изобретения - улучшение качества и удешевления конечного продукта.

Пример I, К 192 г безвод)юг плава карбамида при 200 С в присутствии такого же количества силикагеля добавляют 80 г нитрата аммония. Смес выдерживают в течение 20 мин, затем после отделения катализатора добавляют к 1I78 г плава карбамида и гранулруют. Получают 1400 г карбамида с содержанием нитрата гуаиидина 10% от массы удобрения. Соотношение части о бираемого плава карбамида, используемого для синтеза нитрата гуанидина, к основному его потоку, поступающему на грануляцию, составляеф 1:6,13. Нират аммония в продукте отсутствует. Удобрение не слеживается.

Пример 2. К 85,8 г плава кабамида при 200°С в присутствии таког же количества силикагеля добавляют 80 г нитрата аммония. Смесь выдерживают в течение 20 мин, затем добавляют к 860 г карбамида и гранулируют. Получают 98А г карбамида, содержащего 7% нитрата гуанидина и 3,53% нитрата аммония. Соотношение плава карбамида отбираемого на синтез гуанидина,к его основному потоку, поступающему на грануляцию, составляет 1:10. Удобрение имеет удовлетворительные физико-химические и механические свойства.

Пример 3. К114г плава карбамида по условиям примера 1 добавляют 80 г нитрата аммония, затем смешивают с 854 г плава карбамида и гранулируют. Получают 1003,5 г карбамида, содержащего 8,5% нитрата гуанидина и 2,3% нитрата аммония. Соотношение части плава карбамида, используемого для синтеза гуанидина, к основному его количеству, поступающему на грануляцию, составляет 1:7,5. Удобрение имеет удовлетворительные физические свойства.

Пример 4. К 80 г карбамида аналогично примеру 1 добавляют 80 г плава нитрата аммония и гранулируют. Получают 790,35 г карбамида с концентрацией нитрата гуанидина 8,5%. Содержание нитрата аммония составляет 4,5%

Соотношение части плава карбамида к основному его потоку составляет I: :8,33. Продукт имеет неудовлетворительные физические свойства, т.е. низкую гигроскопическую точку (50%) и высокую слеживаемость.

Для производства карбамида, содержащего ингибитор нитрификации - азотнокислый гуанидин, целесообразно использовать некондиционные отходы производств гранулированной аммиачной селитры и карбамида, которые составляют около 10% от валового их выпуска.

Зависимость остаточного количества КНцЫО} от исходного соотношения CO(NH) } и степени превращения CO(NHj)jB C(.NH)(NHj)jHN05 за время реакции 1 ч при 200 С, приведен в

2о

Из приведенных данных видно, что оптимальным соотношением CO(NH.). : , является 3,2-1,43:1, вьш1е ко25 торого имеет место стехиометрический избыток CO(NH,)2 по отношению к при достигаемой степени превращения CO(NHj). в нитрат гуанидииа, что приводит к потере карбамида вслед2Q ствие его разложения, а ниже этого соотношения содержание fni4NOj в конечном продукте после введения реакцион- ,ной массы в основную часть плава карбамида в количестве, обеспечивающим 7-10%-ную концентрацию С(Ш)(КН,) xHNO,j, становится недопустимым, так как при концентрации CO(NH,), выше 3% его гигроскопическая точка снижается с 70 до 50% равновесной относительной влажности воздуха и зна40

чительно возрастает слеживаемость удобрения.

Из результатов опытов синтеза гу- 45 анидина в зависимости от температуры и времени проведения процесса при мольном соотношении карбамид : аммиачная селитра 2:1, которые приведены в табл. 2, следует, что оптимальными 5Q параметрами являются: температура 200-210 С и время 15-25 мин, так как при более низких температурах в продуктах реакции образуется угнетающий развитие растений биурет, а с повьш1е- 55 нием температуры выше и времени более 25 мин снижается выход гуанидина и увеличивается содержание мелами- на, не обладающего физиологической активностью.

Г.оотиотенир части гиьчра карблмидп, отбираемого для синтеча гуанидипп, к основному его потоку, тюступаюш.ему на грануляцию, исходя ич степени превращения карбамида в г-уанидин составляет 1:10-6, IT и определяется резулр,- татами агрохимических испытаний образцов карбамида, содержащих различные количества гуаяидина азотнокислого (г. а.) и дициандиамида (ЛЦДА), приве- денньп-1и в табл. 3, из которых видно, что оптимальное количество гуанидина составляет 7-10%.

Применение гуанидина азотнокислого для получения ингибированного карбамида в отличие от дициандиамида (циан- гуанидина) приводит к снижению затрат на его производство, так как давление паров над растворами карбамида, содер жащими добавки гуанидина азотнокислого снижается в меньшей степени, чем при добавке ДЦДА. Так из данных, приведенных в табл. Д видно, что 10%-ная добавка гуанидина азотнокислого в 20%-ный раствор карбамида при приводит к понижению давления паров над раствором на 121,6 мм рт.ст., а при 10%-ной добавке Д11ДА - на 296,4 мм рт.ст., т.е. в 2,4 раза мень ше - и так на всем протяжении процесса выпарки вплоть до 70%-ных растворов карбамида, что соответствует в такой же степени снижению затрат при выпарке растворов для получения высо- коконцентрированных плавов.

Лабораторные опыты по изучению превращения удобрений, содержащих гу- анидин азотнокислый и циангуанидин, проводились на типичном сервееме без выращивания растений в стеклянных сосудах в двукратной повторности при влажности почвы 60-65% от полной вла- гоемкости и температуре 23-25°С.

Лабораторные опыты дублировались микрополевыми опытами с хлопчатником сорта Ташкент-, проведенными в полевых лизиметрах площадью 1,25 м в трехкратной повторности. Карбамид вносили на фоне 175 кг/га фосфора и 75 кг/га калия из расчета годовой

нормы азота 250 кг/га.

I

Фенологические наблюдения, отбор почвенных и растительных образцов и учет урожайности проводили по методик СоюзНИХИ. В качестве дополнительного контрольного использовался вариант с применением карбамида совместно с американским препаратом Nserve, обладаю

0

5 о 5 о

0

Q

g

38

ЩИМ НЫСОКИМ ИНГЦбируЮтИМ СГКТЙСТГ.,

прибанкл урожая от которогсч спс тавила ПС) сравненин с, известным вариантом (карбамид - без добавок) всего 2-А п/ /га.

Для выявления кажущейся аномалии между ингибируюшим действием изучен- Hf.ix препаратов и получаемой прибавкой урожая от их применения были проведены микробиологические исследования по изучению влияния добанок физиологически активных соединений }ta различные группы населяющих почвы микроорганизмов .

Результаты микробиологических исследований, представленные в табл. 5 показыиают, что при внесении мочевины с гуанидином ачот 1окислым на 10-й день исследований происходит уменьшение денитрифицирующих бактерий по сравнению с вариантами: CO(NH,) - ДШ1А в 5 раз, СО(КН,)„ - в 500 раз при одинаковом количестве аммонифицирующих бактерий и бактерий, усваивающих минеральный азот, что свидетельствует о меньших потерях азота, почвы и удобрения и увеличении коэффициента использования внесенных удобрений за счет сокращения газообразных потерь в виде .свободного азота, являющёг ОСй продуктом жизнедеятельности денитри- фицирутощтс бактерий.

К 20-му дню исследованш отмечено уменьшение аммонифицирующих бактерий, которые разрушают органическое вещество до свободного аммиака, что в итоге приводит к снижению плодородия почв: при сравнении варианта COCNH) гу- анидин азотнокислый с вариантом CO(NH)j + Д1ЩЛ - в 3 раза, С0(№р - в 1 О раз.

Соотношение бактерий, растущих на минеральном азоте и органическом азоте, свидетельствует о степени минерализации органического вещества. При внесении CO(NH,j) + гуанидин азотнокислый отмечается наименьщая степень минерализации органического вещества по сравнению с другими изученными вариантами.

Денитрифицирующие бактерии в варианте CO(NH2) + гуанидин азотнокислый отмечены в количестве в 10 раз меньшем, чем в варианте CO(NHp. + + ДЦЦА.

На 30-й день исследований отмечено дальнейшее инигибирование развития нитрифицирующих бактерий в вари5-1325038

анте CO(NH.). гуянидин азотнокислый.

Таким образом, гуанидин азотнокислый в течение 30 дней оказывает значительное положительное действие на микрофлору, участвующую в трансфор- ции азота и способствует уменьшению . потерь азота удобрений.

При применении карбамида с нитра- том гуанидина по сравнению с циангу- анидином повьшается мобилизация азота из почвенного органического вещества, значительно больше образуется минеральных соединений азота, уменьшаются его потери в газообразном виде и дополнительно используемый растениями азот почвы при внесении карбамида с азотнокислым гуанидином обуславливает более высокий коэффициент использова- НИН азота удобрения.

Удобрение более дешево, поскольку его производство не требует введения дорогих ингибиторов.

Степень превращения COCNHj) в C(NH)(NHpj nHNO,, %31 ,3

Содержание С(: NH) (NH )2« HNOj в продуктах реакции63,0

Остаточное количество CO(NHj)j , %36,9

Остаточное количество NH NOjО

32,6 33,2 35,4 37,7 39,5 41,3

59,8 58,1

46,4 34,0

3.75 7,8

58,2 54,8 53,0 54,1

26,8 21,5 20,16 16,9

14,2 23,6 26,8 28,9

Формула из(брете1ия

1.Способ получения карбамида,содержащего физиологически активное вещество, ингибирующее нитрификацию азота, включающий грануляцию плава, отличающийся тем, что,

с целью улучшения качества и удешевления конечного продукта, в карбамид вводят нитрат аммония, который предварительно смешивают с частью плава карбамида в молярном отношении карбамид : нитрат аммония 3,2-1,43:1 при 200-2Ю С в присутствии силикагеля в массовом отношении карбамид : силика- гель 1:1.

2.Способ по п. I,отличающий с я тем, что отношение части отбираемого плава карбамида к .его основному потоку составляет 1:10-6,13

3.Способ по п. 1, отличающий с я тем, что в плав карбамида вводят некондиционные фракции товарных форм гранулированных карбамида и нитрата аммония.

Таблица I

58,2 54,8 53,0 54,1

26,8 21,5 20,16 16,9

14,2 23,6 26,8 28,9

Результаты опытов

200 I 210 Время, мин

Г 200I 210:

BI 30 60 10 20 30 10 20 30 10 20 30

Выход гуанидина, %

от теоретического 9,8 20,6 35,3 21,4 35,7 40,1 26,8 37,6 40,2 29,1 30,9 31

Содержание биурета 10,7 6,9 1,5 3,0 Следы О 1,1 Следы 0000 Содержание меламина О О О 1,3 2,7 3,8 2,2 3,4 5,8 3,3 4,7 6,9

Таблиц 3

аннда

43 53 218 267 4JI ВО 80 25 15 в 375 30,0 40 52 196 258 402

35 51 172 247 ЗЫ

30 46 168 201 329

27 45 160 178 323

26 43 256 164 320

26 41 144 155 318

36 123 143 3tS

25 36 92 ИЗ 315

40 35 46 73 150

35 33 36 55 118

31 32 32 41 90

25 23 33 }3 77

Температура,°С

200 I 210 Время, мин

Г 200I 210

BI 10 20 30 10 20

15 в 375 30,0 17II

2013

2014

2015

2015 3418 3224 2826

8369

9071

572

37931,61,6

36532,12,1

40633,83,8

42535,45,4 43736,46,4 43436,26,2 43135,9},9

42635,55,5 38532,12,1

39532,92.9 404 33,7 3.7

67453.471557,23.8

74259,46.0

78262,69,2

79763,810.4

81565.2И.8

80564.4 11.0

79563,6 10.1

778.62.2 .

72457,9 4,5

74559.6 6,2

767«1.48.0

170 165 153 144 117 384 32.0 2,0 718 57,4 4.0

Таблица Д

Г)

о

о

S

8

S

8

ш

м

ш гч

«

о

о в ео гл

ю

-

о

о

8

ш

CJ

о

о

о ст о м

1

а Z о

г; 11 к V

S.iS-. SSs .«55 осамсчаа счЗЭ

о

S

о

« ы

1

S 3 § Z X М «М о - U о о

X ьГЗ -f 3

я м

Изобретение относится к получению удобрений, содержащих физиологически активные вещества, ингибирующие . нитрификацию азота. Целью изобретения является улучшение качества и удешевление удобрения. Поставленная цель достигается тем, что в карбамид вводят нитрат аммония, который предварительно смешивают с частью плава карбамида при молярном соотношении CO(NH)2:NH;,N03, равном 3,2-1,43:1 при 200-210°С в присутствии силикагеля при массовом соотношении силикагель: карбамид 1:1. Отношение отбираемой части плава к основному потоку составляет I, 10-6,13, а в качестве CO(NH2)j и используют некондиционные фракции товарных форм. 2 з.п., 5 табл V (Л