Способ получения ингибитора нитрификации азотных удобрений

 

Применение: в технологии органических веществ. Сущность: органический носитель (агримус или гидролизный лигнин ) смешивают с фосфорной кислотой или фурфуролом или смесью фосфорной кислоты и фурфурола с последующей обработкой стехиометрическим количеством 3(5)-метилпиразолом, грануляцией и сушкой до воздушно-сухого состояния. Компоненты берутся в количестве 0,5-5% от массы носителя, а массовое отношение фосфорной кислоты к фурфуролу составляет 0,1-10. Термостабильность ингибитора повышается с 110 до 145- 150°С. Ингибирующая активность 94- 98%, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

{st)s С 05 6 3/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) В

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .*!»к -::..

»:! — -- -- =" 3

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4861871/26 (22) 27.08.90 (46) 28.02.93. Бюл, М 8 (71) Производственное объединение "Приднепровский химический завод" и Днепропет. ровский химико-технологический институт им. Ф.ЭДзержинского (72) В.Г.Чуприенко, А.Ф.Новак, Е.П.Орлов, В.Л,Пархоменко, В,К.Стеба, С.Г.Калашников и В.Г. В адов ья но в ($6) Патент ГДР N.- 246759, кл. С 056 3/08, 1987.

Авторское свидетельство СССР

1680683; кл. С 05 6 3/08, 1989. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИНГИБИТОРА

НИТРИФИКАЦИИ АЗОТНЫХ УДОБРЕНИЙ

Изобретение относится к способам получения систем, подавляющих нитрификацию аммонийного азата в почве и может быть использовано в сельском хозяйстве длл предотвращения непроизводственных потерь азота, загрязнения водного и воздушного бассейнов и продуктов питания нитратами.

Цель изобретения — повышение эффективности и термостабильности ингибитора нитрификации.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе получения ингибитора нитрификации, включающем обработку органического носителя раствором активного пиразола, согласно изобретению, перед обработкой органический носитель смешивают с фосфорной кислотой, или фурфуролом

„„5U„„1798345 At (57) Применение: s технологии органических веществ. Сущность: органический носитель (агримус или гидролизный лигнин) смешивают с фосфорной кислотой или фурфуролом или смесью фосфорной кислоты и:фурфурола с последующей обработкой стехиометрическим количеством 3(5)-метилпиразолом, грануляцией и сушкой до воздушно-сухого состояния.

Компоненты берутся в количестве 0,5-5 от массы носителя, а массовое отношение фосфорной кислоты к фурфуролу составляет 0,1-10. Термостабильность ингибитора повышается с 110 до 145150 С. Ингибирующая активность 9498о(1 „-аб

Ъ или смесью фосфорной кислоты и фурфурола в количестве 0,5-5,07; от массы носителя с последующей его обработкой стехиометрическим количество 3(5)-метилпиразола, грануллцией и сушкой до условно нулевой влажности, при атом массовое отношение 4 фосфорной кислоты к фурфуролу составляет (Я

0,1-10.

Агримус многотоннажный отход производства фурфурола с использованием в качестве катализатора монофосфата кальция.

Агримус имеет следующий состав (ТУ 18

УССР 500-78), : массовая доля сухих веществ (лигнин) и труднорастворимые полисахариды); массовая долл золы (СаО) 20-30 массовая доля свободного фурфурола 0,1-0,5

1798345 массовая доля фосфора в пересчете на Р205 8-10 массовая доля влаги 20-30 активная кислотность 2-4

В процессе высокотемпературного гидролиза природного сырья в присутствии фосфорной кислоты — продукта разложения монофосфата кальция водяным паром, образуется агримус в набухшем состоянии, содержащий 0,5-1,5 НзРО4 и 0,5-1,5% фурфурола и обладающий огромной удельной поверхностью (250-750 м /г), Гидролизный лигнин представляет собой многотоннажный отход микробиологического синтеза кормово-

"го белка (ежегодный баласт по стране составляет более 1,5 млн,тыс,т), а затраты на вывод лигнина в отвалы — около 4 млн.ðóá. в год.

Основным компонентом гидролизного лигнина являются трудно растворимые полисахариды, В структуре соединений технического лигнина присутствуют метильные, гидроксильн ые, сульфогидроксильные группы, которые обуславливают его высокую поглотительную способность,. Благодаря этому гидролизный лигнин обладает большой удерживающей способностью.

Лигнин имеет следующим состав, %: массовая доля сухих веществ (собственно лигнин и остатки труднорастворимых полисахаридов . 65-85 массовая доля золы (СаО, МцО, SION) 2-10 массовая доля влаги 30-40 .

B процессе обработки растворами биологически активного пирозола НзРО и фурфурол взаимодействует с МП в мельчайших порах и тупиковых каналах природного полимера с образованием 3(5)-метилпиразолфосфита по реакции (3) сснпл сн, + Н РО 1/ОН 0 - (1 i (g

\ н Н РО 112Н О н

3-метил-К (2 -фуран кэрбонол) пиразола (МФКП) по реакции (4): сн3 4с

+ (1 1)с — QN-с-О (41

" но Н

Грануляцию шихты с влажностью 4050 осуществляют экструзионным методом — продавливая массу через фильеру с диаметром отверстий d<>< 2-3 мм с последующей сушкой гранул до .воздушно-сухого

co cTo я н и я, Термический анализ ингибиторов, полученных по заявляемому способу, показал, что ингибиторы, модифицированные МПФ и

МФКП, соответственно термостабильны до

145ОС и 150ОС.

Известны различные направления использования природных полимеров. Так, гидролизный лигнин используют в качестве наполнителей композиционных материа"0 лов, интенсификатора помола цемента, выгорающей добавки, топлива, агримус — в качестве. органоминерального удобрения, Однако, известность этих направления использования не позволяет предсказать воз15 можность получения на их основе высокоэффективных ингибиторов нитрификации азотных удобрений с повышенной термостабильностью и улучшенными физико-механическими свойствами, Обработка

20 агримуса и гидролизного лигнина 3(5)-метилпиразолом (МП) в условиях прототипа также не приводит к увеличению термостабильности ингибитора, т.к. не сопровождается образованием новых биологически

25 активных препаратов, а удерживание МП агримусом и гидролизным лингином осуществляется только за счет адсорбционных сил. l3 заявляемом способе ответственными

"за ингибирующую активность являются хе30 латные комплексы в системе МПФ-агримус, МПФ-лигнин, МФКП- агримус, МФКП-лигнин, проявляющие ингйбирующую" активность в интервале параметров, приведенных в формуле изобретения.

35 Пример ы 1-9. 100 r органического носителя (агримуса или гидролизного лингина) смешивают с фосфорной кислотой, фурфуролом, либо смесью фосфорной кислоты с фурфуролом. Полученную массу обрабаты40 вают стехиометрическим количеством 3(5) метилпиразола и тщательно перемешивают до образования пастообразной массы. Затем массу продавливают через фильеру с

d >=3 мм с образованием гранул, которые

45 сушат до воздушно-сухого состояния и используют в качестве ингибитора нитрификации. В сосуд емкостью 0,5 л помещают 500

r воздушно-сухой почвы (чернозема), в который добавляют 215 r карбамида (содержа50 ние амидного азота 200 мг/кг почвы) и 5 мг ингибитора нитрификации(5% от азота карбамида), Почву увлажняютдо 60 от полной влагоемкости и выдерживают в термостате при 28-30 С втечение14дней, После выдер55 жки в пробе почвы определяют содержание нитратов, Ингибирующая активность t рассчитывается по формуле:

I, % 100%

1798345

Условйя получения ингибиторов нитрификации и их ингибирующая активность

rn Нз рО4

Р

m Фурфурол

Реагенты, используемые для обработки носителя

ИнгибиМасса

МП, исНосиТермостабильность, . Ос

При тель. мер рующая пользуеактивность, Фурфу

100 7О

НЗРО4 фосфорная кислота, мое для обработрол, г/100 r ки, г(100 г концентноситерация, ля

2

4

145

Агримус

Лигнин

Агримус

То же

0,5

0,37

98

98

82

96

4,2

3,85

0,11 .

0,5

4.5

0,17

5,85

0,2

3.5

3,5

4,80 где а — содержание нитратов в почве с карбамидом;

Ь вЂ” содержание нитратов в образце почвы с карбамидом и ингибитором нитрификации; — с — содержание нитратов в образце почвы без карбамида и ингибитора нитрификации.

Результаты испитаний представлены в

: таблице.

Смесь фосфорной кислоты и фурфурола .берется в отношении р =0,1-10.

При использовании соотношения

НзРО4 (фурфурол<0,1 процесс образования

- МФКП по реакции 4 практически не протекает и ингибитор нитрификации представляет собой смесь МП и фурфурола, адсорбированную на поверхности носителя. При соотношении НзР04) фурфурол>10 образуется практически чистый МПФ. Смешение агримуса и лигнина проводят в ши- рокрм интервале концентраций фосфорной кислоты (с 1 до 85%). В присутствии НзРО4 с концентрацией <17; образование МФКП при взаимодействии МП с фурфуролом не протекает и ингибитор нитрификации представляет собой носитель, содержащий адсорбированные фурфурол и МП с низкой термоствбильностью (88 С) (пример 12), Концентрирование товарной фосфорной кислоты до концентрации >85Я, проводить не целесообразно, т,.к, это усложняет технологию получения ингиЬиторов нитрификации.

В заявляемом способе предлагается дополнительное смешение с фурфуролом, фосфорной кислотой, либо с фосфорной кислотой и фурфуролом только товарных аг5 римуса и лигнина, по составу соответствующих продуктам. используемых в условиях прототипа.

Реализация предлагаемого способа по-зволяет повь1сить ингибирующую актив10 ность по сравнению с прототипом с 73-87 до 94-987; повысить термостабильность ин гибитора с 60-110ОС до 145-150 C. Заявляе- мое техническое решение будет внедрено

Приднепровском химзаводе (г. цнепрод15 зержинск). Объем внедрения 1 тыс.т ингиби- . тора.

Формула. изобретения

Способ получения ингибитора нитрифи20 кации азотйых удобрений, включающий обработку органического носителя на основа

:агримуса или гидролизного лигнина водным раствором 3(5)-метилпиразола и сушку продукта, отличающийся тем, что, с целью

25 повышения эффективности и термостабильности ингибитора, органический носитель . предварительно смешивают с фосфорной кислотой, или фурфуролом, или смесью фосфорной кислоты и фурфурола в количестве

30 0,5-5% от массы носителя при массовом отношении фосфорной кислоты к фурфуролу

ОЛ-10. а перед сушкой полученную массу гранулируют.

Продолжение таблицы

Составитель В, Чупринко

Редактор Л; Народная Техред М, Моргентал Корректор М. Керечман

Заказ 751; Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35; Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101