Способ получения карбамида, содержащего физиологически активное вещество

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 1325038 А 1 150 4 С 05 С 9/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯцК А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Ташкентский институт инженеровжелезнодорожного транспорта(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБАМИДА, СОДЕРЖАЩЕГО ФИЗИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНОЕ ВЕЩЕСТВО(57) Изобретение относится к получению удобрений, содержащих физиологически активные вещества, ингибирующиенитрификацию азота. Целью изобретения является улучшение качества иудешевление удобрения. Поставленнаяцель достигается тем, что в карбамидвводят нитрат аммония, который предварительно смешивают с частью плавакарбамида при молярном соотношенииСО(ИН) .ИН ИО , равном 3,2-1,43: при200-210 С в присутствии силикагеляпри массовом соотношении силикагель:карбамид 1;1. Отношение отбираемойчасти плава к основному потоку составляет 1,10-6,13, а в качестве СО(НН)и ИН Ю используют некондиционныефракции товарных форм. 2 з.п., 5 табл1132Изобретение относится к областихимической технологии медленнодействующих азотных минеральных удобрений,обладающих повьппенным коэффициентомполезного действия (КПД) питательнь;хэлементов.Цель изобретения - улучшение качества и удешевления конечного продукта.П р и м е р 1. К 192 г безводногоплана карбамида при 200 С н присутствии такого же количества силикагелядобавляют 80 г нитрата аммония. Смесьвыдерживают в течение 20 мин, затемпосле отделения катализатора добавляют к 1178 г плана карбамида и гранулируют. Получают 1400 г карбамида с содержанием нитрата гуанидина 10 отмассы удобрения. Соотношение части отбираемого плана карбамида, используемого для синтеза нитрата гуанидина,к основному его потоку, поступающемуна грануляцию, состанляеФ 1:6,13. Нитрат аммония в продукте отсутствует.Удобрение не слеживается.П р и м е р 2. К 85,8 г плана карбамида при 200 С в присутствии такогоже количества силикагеля добавляют80 г нитрата аммония, Смесь выдерживают в течение 20 мин, затем добавляют к 860 г карбамида и гранулируют.Получают 984 г карбамида, содержащего7 нитрата гуанидина и 3,53 нитратааммония. Соотношение плана карбамида,отбираемого на синтез гуанидина,к егоосновному потоку, поступающему на грануляцию, составляет 1:10, Удобрениеимеет удовлетворительные физико-химические и механические снойстна.Л р и м е р 3. К 114 г плана карбамида по условиям примера 1 добавляют 80 г нитрата аммония, затем смешивают с 854 г плана карбамида и гранулируют. Получают 1003,5 г карбамида,содержащего 8,5 нитрата гуанидина и2,3 нитрата аммония, Соотношение части плана карбамида, используемого длясинтеза гуанидина, к оснонному егоколичеству, поступающему на грануляцию, составляет 1:7,5. Удобрение имеет удовлетворительные физическиесвойства,П р и м е р 4, К 80 г карбамида аналогично примеру 1 добавляют 80 г плана нитрата аммония и гранулируют, Получают 790,35 г карбамида с концентрацией нитрата гуанидина 8,5%. Содержание нитрата аммония составляет 4,5 ,.50382 Из приведенных данных видно, чтооптимальным соотношением СО(МН):ИН 4 И 01 является 3,2-1,43:1, вьппе ко торого имеет место стехиометрическийизбыток СО(ИН ) по отношению кИНИО при достигаемой степени превращения СО(МН ) в нитрат гуанидина,что приводит к потере карбамида вслед- ЗО стние его разложения, а ниже этогосоотношения содержание МНеМОз в конечном продукте после введения реакционной массы н основную часть плана карб.амида в количестве, обеспечивающим7-10 -ную концентрацию С(= ИН)(МН) ф 35 2 2УНИО, становится недопустимым, таккак при концентрации МНиМО в СО(ИН )2 1выше 3 . его гигроскопическая точкаснижается с 70 до 50% равновесной относительной влажности воздуха и значительно возрастает слеживаемость удобрения. 45 50 55 5 1 О 15 20 Соотношение части плана карбами,1 а к основному его потоку составляет 1: :8,33. Продукт имеет неудовлетворительные физические свойства, т.е. низкую гигроскопическую точку (50 ) н высокую слеживаемость.Для производства карбамида, содержащего ингибитор нитрификации - азотнокислый гуанидин, целесообразно использонать некондиционные отходы производств гранулированной аммиачной селитры и карбамида, которые составляют около 10 . от валового их выпуска.Зависимость остаточного количества/ МН 4 МОот исходного соотношения СО(ИН 1),ИНИОи степени превращения СО(ИН ) н С( ИН)(ИН) НЮ за время реакции 1 ч при 200 С, приведен в табл, 1. Из результатов опытов синтеза гуанидина н эанисимости от температуры и времени пронедения процесса при мольном соотношении карбамид : аммиачная селитра 2;1, которые приведены н табл. 2, следует, что оптимальными 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 повьппением температуры выше 210 С и времени более 25 мин снижается выход гуанидина и увеличивается содержание меламина, не обладающего физиологическойакч инностью.13250Соотцошецце части цлдкд кдрбдмидд,отбирдемого для сицтеэд гудцидццд,к основному его по гоку, поступающемунд грацуляцию исходя иэ степени пре -вращения карбдмидд в гудшгдиц составляет 1:10-6,13 ц определяется ре 1 ультатами агрохимических испытаний образцов кдрбамидд, соперждших различныеколичества гуацидицд дэотцокислого(г.а.) и дициацдиамипд (Д 1 ИА), приведенными в табл, 3, цэ которых видно,что оптимальное количество гуанидицасоставляет 7-10 .,Применение гуанидинд аэотнокислогодля получения ицгибировдцного кдрбдмцда в отличие от дицидцдидмидд (цидцгуанидина) приводит к снижению затратна его производство, так как давлениепаров над растворами карбамида, содер жащими добавки гуднидица аэотнокислого снижается в меньшей степени, чемпри добавке ДЦДА. Так иэ ддцггых, приведенных в табл. 4 видно, что 10 .-ндядобавка гуанидина азотцокислого в 520 -ный раствор карбамида при 120 Сприводит к понижению давления паровнад раствором на 121,6 мм рт.ст апри 1 О -ной добавке Д 1 ЩА - на296,4 мм рт.ст., т.с, в 2,4 раза мень-З 0ше - и так на всем протяжении процесса выпарки вплоть до 70 -ных растворов карбамида, что соответствует втакой же степени снижению затрат привыпарке растворов для получения высококонцентрированных плавов,Лабораторные опыты по изучениюпревращения удобрений, содержащих гуанидин азотнокислый и циангуанидиц,проводились на типичном сервееме беэвыращивания растений в стеклянных сосудах в двукратной повторности привлажности почвы 60-65 . от полной влагоемкости и температуре 23-25 С.Лабораторные опыты дублировались 4микрополевыми опытами с хлопчатникомсорта Ташкент, проведенными в полевых лизиметрах площадью 1,25 м втрехкратной повторности, Карбамид вносили на фоне 175 кг/га фосфора и75 кг/га калия иэ расчета годовойнормы азота 250 кг/га.Фенологические наблюдения, отборпочвенных и растительных образцов иучет урожайности проводили по методикеббСоюзНИХИ. В качестве дополнительногоконтрольного использовался вариант сприменением карбамида совместно с американским препаратом Хзегче, обладаю 18щим высоким иц цбцрующцм скогц ткг,црибднкд урождя от которого состдвцлдцо срдвцецин с известным кдридцтом (кдрбдмид - беэ добавок) всего 2-4 п/ /гд.Для выявления кажущейся аномалии между ицгибирующим действием изученных црепдрдток и получаемой прибавкой урожая от их применения были проведены микробиологические исследования по иэучецик влияния добавок физиологически активных соединений цд различныегруппы цдселяиццх почвы микроорганизмов.Результаты микробиологических исследований, представленные в табл. 5покдэыкдют, что при внесении мочевиныс гуднцдицом дэгтцокислым на 10-йдень исследований происходит уменьшение децитрифицирующцх бактерий посрдвцецию с вдридцтдми: СО(11 Н ) +Д 11 ЛА в 5 рдэ, СО(МН,) - в 500 разпри одицдковом количе тве дммонифицирующих бактерий и бдктерий, усваивающих мицердльцый дзот, что свидетельствует о меньших потерях азота, почвыи удобрения и увеличении коэффициентаиспользования вцесенцых удобрений эасчет сокращения газообразных потерьв виде,свободного дзота, являющегбсйпродуктом жизнедеятельности денитрифицирующих бактерий.К 20-му дцю исследовдцгпг отмеченоуменьшение дммоцифицирующих бактерий,которые разрушают органическое вещество до свободного аммиака, что в итогеприводит к снижению плодородия почв:при сравнении варианта СО(МН ) + гуацидин азотнокислый с вариантомСО(11 Н ) + Д 1 Ц 1 А - в 3 раза, СО(%)в 10 раэ,Соотношение бактерий, растущих наминеральном азоте и органическом азоте, свидетельствует о степени минерализации органического вещества. Привнесении СО(МН) + гуацидин азотнокислый отмечается наименьшая степеньминерализации органического вещества по сравнению с другими изученными вариантами,Денитрифицирующие бактерии в варианте СО(11 Н) + гуанидин азотнокислый отмечены в количестве в 10 раэ меньшем, чем в варианте СО(МН) + + ШИА.На 30-й день исследований отмечено дальнейшее инигибирование развития нитрифицирующих бактериЯ в вври1 325038 Иолярное и массовое соотношения Характеристика 3 2;1 2 8;1 2 5:1 2 0:1 1,6: 1 43:1 1 33:12.2,41:1 2,1:1 1,87:1 1,5:1 1,2:1 ,1:1 1: Степень превращения СО(ИН ) в С(- КН) (ИН )тННО, 7. 31,3 32,6 33,2 35,4 37,7 39,5 41,3 Содержание С(= МН)(КН)аНЯО в продуктах реакции ЬЗ,О 59,8 58,1 58,2 54,8 53,0 54,1 Остаточное количествоСО(1 Н)ЗЬ,9 46,4 34,0 26,8 21,5 20,16 16,9 Остаточное количество 3,75 7,8 14,2 23,6 26,8 28,9 0 анте СО(МК ) + гуаниднн аэотнокнст зЛый еТаким образом, гуанидин азотнокислый в течение 30 дней оказывает значнтельное положительное действие на микрофлору, участвующую в трансфорции азота и способствует уменьшению потерь азота удобрений. При применении карбамида с нитра- О том гуанидина по сравнению с циангуанидином повышается мобилизация азота из почвенного органического вещества, значительно больше образуется минеральных соединений азота, уменьшаются 5 его потери в газообразном виде и дополнительно используемый растениями азот почвы при внесении карбамида с азотнокислым гуанидином обуславливает более высокий коэффициент использова ния азота удобрения. Удобрение более дешево, посколькуего производство не требует введениядорогих ингибиторов. 25 формула изобретения 1. Способ получения карбамида,содержащего фиэиологически активное вещество, ннгибирующее нитрификацию азота, включающий грануляцию плава, о т л и ч а ю щ и й с я 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 200-210 С в присутствии силикагеля в массовом отношении карбамид : силикагель 1:1.2. Способ по п, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что отношение части отбираемого плава карбамида к .его основному потоку составляет 1:10-6,3.3. Способ по и. 1, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что в плав карбамида вводят некондиционные фракции товарных форм гранулированных карбамида и нитрата аммония.Таблица 1325038 а б лица 2 Реаультаты опытон мпература 200 210 Т 190 1 О 20 30 Выход гуанидина, 7от теоретического 9,8 20,6 35,3 21,4 35,7 40,1 26,8 37,6 40,2 29, 30,9 31 Содержание биурета 10,7 6,9 1,5 3,0 Следы 0 1,1 Следы 0 0 0 0 Содержание меламнна 0 0 0 1,3 2,7 3,8 2,2 3,4 5,8 3,3 4,7 6,9 блнц3 Т а ние Ч-ЯНз Вариант о 2 авта 84 198 Э Яиост П рокаГ 12-а 20-а 30"а ц/га ц/г нм546 5 а удобра 200 мг Я карбакида 3 53 218 267 431 80 25 В 375 30 674 200 мг М каро мида т 32 г. 40 52 196 258 402 78 84 32 2 Э, Э 79 31,6 1 200 мг М карб" амида + 52 г.в. 5 51 172 247 386 7 Ь 96 50 20 385 32,1 2,1 0 мг М карбммца + 72 г,а 30 46 168 201 Э 2 1 ОЭ 58 20 14 406 33,8 3,8 62,6 00 и нида арбг,а 08 61 63,Ь 27 45 160 78 Э 23 15 425 35,4 0 мг Я карОнда + 102 г.а, 26 аэ 22 164 Э 20 15 437 36;4 6,4 1 63 200 и амида карб г.а 6 41 144 1 О 42 Эа аэ 4 36,2 6,5 318 1 2 а аэ 35,9 5,мг Я карба + 162 г.а. 6 123 143 315 120 О,й 0 33 Э мг М карба + 222 г 5 36 92 13 Э 15 124 113 37 б 426 35 2,2 20 Я кар1325038 Таблица 4 Температура, С 80 100 228 482 14 Зеб 1292 132 ф 4 934 ф 8 706 э 8 11. Карбамид с 1 ОХ-ной добавкой ДЦДА 20 80 592,8 532 448,4 326,8 182,4 608 100 120 1185,6 1132,4 1033,6 904,4 744,8 570 111. Карбамид с 103-ной добавкой гуанидина азотнокислого 80 174,8 100 120 851,2 Концентрация, мас.71 60 20 30 40 50 1. Карбамид без добавок380 372 е 4 342 28818 190760 744,8 684 577,6 425,6 304 286,4 266 220,4 152 349,6 342 311,6 258,4 6992 684 6232 5244 380 1360,4 29916 185 ф 6 103316 212,8 638,4о э тх охаее аеч еее 3 .ь х аеч аа йфе ом 8 й