Покрытый карбамид — Coated urea
Покрытые мочевины удобрение представляет собой группа с контролируемым высвобождением удобрений , состоящие из гранул из мочевины с покрытием в менее растворимыми химическими веществами , такие как сера , полимеры , другие продуктами или их комбинацией. Эти удобрения смягчают некоторые негативные аспекты внесения удобрений мочевиной, такие как ожог удобрений . Покрытия выделяют мочевину либо при проникновении воды, как в случае серы, либо при разрушении, как в случае полимеров.
Содержание
Обзор
Мочевина широко используется в качестве азотного удобрения. Его высокая растворимость в воде делает его полезным для жидких внесений, и он имеет гораздо меньший риск ожога удобрений, чем другие химические вещества, такие как цианид кальция или нитрат аммония . Однако риск ожога удобрений мочевиной может быть неприемлемо высоким в некоторых ситуациях, например, при более высоких температурах. В некоторых случаях высокая растворимость мочевины в воде также может быть невыгодной.
Одним из конкретных способов устранения этих недостатков было инкапсулирование гранул мочевины с помощью менее растворимых химикатов. Эти покрытия позволяют контролируемое постепенное высвобождение мочевины, что позволяет применять ее реже.
Покрытый серой карбамид
Мочевина, покрытая серой, или SCU, удобрения выделяют азот за счет проникновения воды через трещины и микропоры в покрытии. Как только вода проникает через покрытие, высвобождение азота происходит быстро. Частицы удобрения, в свою очередь, могут быть запечатаны воском, чтобы еще больше замедлить высвобождение, делая микробную деградацию необходимой для проникновения воды. Размер частиц удобрения также можно изменять, чтобы изменять время, в которое происходит высвобождение азота. Продукты с серным покрытием обычно составляют от 32% до 41% элементарного азота по весу. Процесс нанесения покрытия серой был первоначально разработан Управлением долины Теннесси .
Покрытые серой продукты из карбамида могут применяться только в гранулированной форме и, следовательно, не могут применяться с помощью методов жидких удобрений. Нередко можно найти пустую серную шелуху на траве после того, как высвободился азот. Другой недостаток связан с относительно большим размером частиц мочевинных удобрений, покрытых серой, что делает их использование на сильно скошенных поверхностях, таких как зелень, непрактично. Однако совсем недавно были разработаны материалы с меньшим размером частиц, позволяющие использовать покрытые серой мочевину на лужайках для гольфа.
Мочевина с полимерным покрытием
Мочевина с полимерным покрытием, также называемая мочевиной с пластиковым покрытием, или PCU, удобрения могут обеспечивать более точную скорость выделения азота, чем продукты из карбамида с серным покрытием. Возможно производство продуктов с полимерным покрытием, где выделение азота может быть отложено на 10 месяцев после нанесения. Основным недостатком продуктов из карбамида с полимерным покрытием является их относительно высокая стоимость по сравнению с карбамидом с покрытием из серы.
Комбинированные продукты
Также существуют продукты, в которых используется сочетание серного покрытия и полимерного покрытия. Обычно эти продукты состоят из мочевины, покрытой слоем серы, которая, в свою очередь, покрыта слоем полимера. Каждый слой покрытия обычно меньше обычной толщины для отдельных процессов. Эти продукты обычно используются как менее дорогие альтернативы продуктам с чисто пластиковым покрытием, при этом обеспечивая точные характеристики выделения азота.
Источник
Мочевина покрытая серой удобрение
Карбамид серы
Наша компания производит инновационное и высокоэффективное удобрение – гранулированный карбамид серы по самым конкурентоспособным ценам на мировом рынке.
Несколько лет назад глобальные игроки рынка успешно гранулировали карбамид и элементарную серу. При этом было получено уникальное гранулированное удобрение карбамид серы, имеющее в своем составе 30% карбамида и 70% элементарной серы. Гранулы карбамида серы эффективно растворяются в почве, при этом достигается синергетический эффект обогащения почв минералами.
Наша компания предлагает поставку гранулированного карбамида серы с объемами до 5000 тонн в месяц. Форма упаковки: биг-бэг 1 тонна или бумажный мешок 25 кг.
Применение карбамида серы
Cера является источником питания растений. Сера играет важную роль в образовании хлорофилла, поэтому растения, испытывающие недостаток серы, имеют светло-зелёную или жёлтую окраску листьев. Она также играет большую роль в белковом обмене, входит в состав белков.
Почвы разных типов отличаются по содержанию серы. Большое содержание серы наблюдаются в торфяных почвах, а на лёгких почвах её часто бывает недостаточно. Большое количество элемента имеется в почвах, богатых гумусом.
Несмотря на большую роль серы в системе питания растений, ей, как одному из главных элементов, не уделяется особого внимания. Это объясняется тем, что в минеральных удобрениях, выпускаемых химической промышленностью, содержится значительное количество серы (как сопутствующего элемента). Преобладающее количество серы попадает в почву с суперфосфатом, сернокислым аммонием, сернокислым калием, а кроме того — с осадками.
Сера используется для восстановления (подкисления) бедных песчаных и глинистых почв в засушливых регионах с малым количеством осадков. Параллельно с восстановлением почв элементарной серой вводится необходимый объем азота, содержащийся в карбамиде. Карбамид в содержит значительно больше азота, чем его конкурент – аммиачная селитра.
Карбамид универсален для применения на кислых и щелочных почвах, чего нельзя сказать об аммиачной селитре, при внесении которой на кислых почвах выделяется аммиак, сжигающих корни растений. Так же при использовании аммиачной селитры происходит насыщение нитратами.
Источник
Способ производства мочевинного удобрения с элементарной серой и его продукт
Владельцы патента RU 2296730:
Изобретение относится к мочевинно-серному удобрению и получению этого удобрения из серы в жидком состоянии и жидкого расплава мочевины. Способ состоит в воздействии на поверхностное натяжение между двумя фазами серы и мочевины в жидком состоянии при температурах выше температур плавления подачей добавки, включающей устойчивые к температуре С6-С30 жирные кислоты и их эфиры, для получения гомогенной смешанной фазы, которую последовательно распределяют и отверждают. Добавка, в качестве которой используют, например, миристиновую кислоту, присутствует в концентрации 5-300 частей на миллион. Удобрение может включать неорганические соединения в количествах 1,0-2,5 мас.%. Посредством настоящего изобретения элементарная сера доступна для растений в качестве источника серы при достаточно низких размерах частиц и возможно получить продукт, который обладает свободной текучестью потока, без поверхностных покрытий или кондиционирования формальдегидом. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 7 ил., 2 табл.
Настоящее изобретение относится к способу производства гранулированной мочевины с элементарной серой и продукту указанного способа.
Дефицит серы широко распространен во многих областях мира, особенно там, где почва является песчаной, обедненной органическим веществом и подверженной выщелачиванию. Дефициты S увеличиваются повсеместно вследствие меньшего использования одного суперфосфата, который содержит гипс (CaSO4) и больше S удаляется с полей вследствие увеличения урожайности и истощения резервов почвы вследствие эрозии и выщелачивания. Также, в промышленно развитых странах выделения диоксида серы (SO2) из горючих ископаемых видов топлива обеспечивают высокое поступление S в почву как в результате дождей, так и осаждения пыли. С уменьшением выделений дефициты возрастают. Удобрения, обогащенные S, в настоящее время широко используются для коррекции дефицитов S.
Жидкая сера может представлять собой продукт отхода процессов частичного окисления тяжелых углеводородов из процессов производства водорода/аммиака или десульфуризации природного газа. Наряду с доступным процессом CO2 данные сырьевые вещества являются необходимыми для производства гранулированной мочевины, и вместо хорошо известных мочевинно-серных удобрений, основанных на сульфатах, таких как, например, сульфат аммония/сульфат кальция, авторы данного изобретения попытались найти способ использования элементарной серы непосредственно в расплавленном состоянии в качестве источника расплавленной серы в производстве азотно-серных растительных питательных элементов. Элементарная сера не является непосредственно доступной для растений и не может быть использована в качестве достаточного источника серы для производства S-содержащих растительных питательных элементов. Вместо этого, ее использовали в качестве соединения в барабанных подпиточных процессах, где серу распыляют в барабане на поверхность теплых гранул для образования закрытой оболочки вокруг гранул мочевины (мочевина, покрытая серой, SCU) для обеспечения медленного высвобождения, так как мочевина «запечатана» по отношению к окружению оболочкой. Поглощение влаги может в данном случае реализоваться посредством небольших трещин, и мочевина «вытекает», растворяясь в воде вследствие поглощения влаги.
Из патента США 4330319 известен способ производства мочевинно-серного удобрения. Мочевину и расплавленную серу смешивают с получением расплавленной смеси с последующим отверждением расплавленной смеси для получения гомогенного твердого мочевинно-серного удобрения в виде частиц, где сера имеет размеры частиц меньше, чем приблизительно 100 мкм. Расплавленную мочевину и расплавленную серу пропускают через смесительное устройство при температуре выше температур плавления с получением тонкоизмельченной серы, диспергированной в мочевине. Расплавленную серу добавляют в количествах, достаточных для получения указанного мочевинно-серного удобрения. Перепад давления через указанное смешивающее устройство составляет, по меньшей мере, 200 кПа и поддерживается для образования гомогенизированного расплава мочевины и серы. Наконец, указанный гомогенизированный расплав отверждается гранулированием или агломерацией.
В данном патенте применяются значительные механические усилия, прилагаемые при предварительном смешивании с помощью Т-образной мешалки, вызываемые ограниченным каналом прохождения, который создает турбулентный поток вследствие угла в 90 градусов между двумя потоками расплава (Т-образная мешалка), и высокий перепад давления реализуется вследствие небольшого диаметра канала прохождения. В результате насос подачи серы должен работать в диапазоне 5-9 бар, а в одном примере — при 14 бар. Требуется, чтобы гомогенизирующий статический смеситель эмульгировал частицы S до размеров 42 мас.% N при >8 мас.% S. Для наибольшего числа применений, связанных с растениями, массовое отношение N:S находится в диапазоне между 6:1 и 4:1, предпочтительно, приблизительно 5:1. Для применений, связанных с питанием животных, массовое отношение N:S находится в диапазоне между 10:1 и 15:1.
Настоящее изобретение отличается от загустения/покрытия S, так как два основных ингредиента не являются системой твердое вещество/жидкость, но находятся оба в жидком состоянии. Стабильная эмульсия не может быть достигнута, так как две жидкости различаются значительно по поверхностному натяжению и плотности и, таким образом, разделяются немедленно на две отдельные фазы, даже если жидкие фазы быстро охлаждаются или даже непосредственно гасятся жидким азотом (-194°С).
| Сера (140°С): | плотность: | 1,787 кг/м 3 , | вязкость: | 0,008 Па·с |
| Мочевина (140°С): | плотность: | 1,214 кг/м 3 , | вязкость: | 0,002 Па·с |
В литературе опубликовано в качестве общепринятого метода применение мешалок или статических смесителей для смешивания двух соединений в жидком состоянии, способных к образованию эмульсий. Основной принцип состоит в приложении механического усилия с помощью привода. Данный метод тестировали как в техническом, так и промышленном масштабе, но в случае смешанной фазы мочевина/жидкая S результат, однако, состоял в том, что применение высокоэффективных статических миксеров в промышленном масштабе увеличивало скорость разделения двух фаз, что является прямо противоположным общему прогнозу.
В качестве пилотного теста применяли способ получения мочевины после традиционной двухстадийной вакуумной системы от основных насосов подачи расплава до системы распределения расплава, в данном случае вращающейся корзины. Охлаждение/кристаллизацию обеспечивали посредством постоянного охлаждения окружающим воздухом в башнях для гранулирования в обычном исполнении диаметром 15/19 м, начиная с высоты 60 м. Подачу второй жидкой фазы, элементарной серы (чистота 99,9%) устанавливали добавлением емкости для подпитки, включающей насос подачи с контролируемой скоростью.
Для проведения теста неорганических твердых соединений, которые могут применяться, чтобы служить следовыми питательными компонентами в сочетании с основной гранулированной мочевиной категории N-S, применяют оборудование для дозирования твердых веществ. Для исследования распределения частиц по размерам применяли устройства для отбора проб после процесса, происходящего с потоком от момента смешивания до получения отвержденной гранулированной частицы. Многочисленные измерения, касающиеся распределения частиц по размерам капелек серы в мочевинном расплаве, производимом статическим смесителями, показали, почему механическое усилие не в состоянии увеличить гомогенность/стабильность смешанной жидкой фазы. Скорость/эффективность диспергирования не является движущим фактором для гомогенной фазы с небольшим диаметром S-капелек, вместо этого процесс направляется рекомбинацией скорость/вероятность. Поскольку распределение частиц по размерам увеличивается от входа до выхода статического смесителя, парам S-частиц предоставлена более высокая вероятность для рекомбинации в статическом смесителе.
Секция пилотного теста (как указано выше) была оптимизирована по отношению к более короткому времени пребывания, 75 частей на миллион.
Чем меньше размер частиц, тем выше скорость окисления окисляющими бактериями Thiobacillus Thiooxidans в почве для конверсии серы из элементарного состояния в доступный для растения сульфат (при постоянной температуре, влажности и концентрации видов):
S — элементарная сера; (S2O3) 2- — тиосульфат; (S4O6) 2- — тетратионат; (SO4) 2- — сульфат.
Сера может таким образом быть сделана доступной для растений как функция от времени (медленное высвобождение). Концентрация отложений серы не может быть потеряна во время обильных дождей (эффект вымывания) вследствие нерастворимости серы в ее элементарном состоянии.
Агрономические тесты проводили для определения поглощения S растениями с применением стандартного теста в горшках в теплице. Результат состоял в том, что скорость биологического окисления бактерией Thiobacillus была связана с размером частиц. Более крупные частицы реализовали более медленную скорость окисления. На скорость, как таковую, положительно влияли более высокие температуры >25°С, как и ожидалось.
Агрономические тесты и тесты по урожайности также проводили в областях тестовых полей. Открытые полевые тесты подтверждают ожидаемую прочную взаимосвязь между размером частиц и скоростью окисления. Продукт тестировали на полях в Германии и Южной Африке. Категорией применяемого продукта была мочевина + элементарная S: 42,7 мас.% N, 8 мас.% S, массовое отношение N:S составляло 5,3:1. Концентрация добавки составляла приблизительно 50 частей на миллион. Средний размер частиц S составлял 70 мкм. Нижние уровни могут быть получены посредством увеличения концентрации добавки. Также могут быть получены более высоки S-концентрации, при этом, однако, доступное N-содержание уменьшается.
Потери аммиака вследствие улетучивания в результате применения мочевины представляют собой проблему особенно в теплых климатических условиях, вследствие потерь содержания питательных компонентов в воздух. Поскольку от биологического окисления in situ в почве можно ожидать, что конверсия элементарной серы в элементарном состоянии в сульфат (ссылка на вышеупомянутый тип химической реакции) будет местно, в микроокружении отложения мкм частиц S, уменьшать рН-уровень, происходящие потери аммиака были измерены в сравнении с нормальной гранулированной мочевиной (без элементарной S).
Способ получения мочевинного удобрения с элементарной серой из серы в жидком состоянии и жидкого расплава мочевины в соответствии с настоящим изобретением включает воздействие на поверхностное натяжение между двумя фазами серы и мочевины в жидком состоянии при температурах выше температур плавления посредством подачи добавки, являющейся устойчивой к температуре и амфотерной, к жидкому расплаву сера/мочевина для получения гомогенной смешанной фазы, которую последовательно распределяют и отверждают.
Добавка может присутствовать в концентрациях 5-300 частей на миллион, предпочтительно, в концентрациях 45-100 частей на миллион. Добавка может включать С6-С30 жирные кислоты с прямой цепью, предпочтительно, добавка включает миристиновую кислоту. К жидкому расплаву сера/мочевина могут быть добавлены неорганические соединения цинка и/или магния, и/или кальция, и/или бора, также к жидкому расплаву сера/мочевина могут быть добавлены неорганические соединения меди и/или марганца, и/или селена, и/или молибдена. Неорганические соединения добавляют в количествах 1,0-2,5 мас.%, предпочтительно, 1,5-2,1 мас.%. Время пребывания от момента ввода до образования твердой гранулы составляет 140°С.
Мочевинно-серное удобрение в соответствии с настоящим изобретением включает мочевину, элементарную серу и добавку, являющуюся устойчивой к температуре и амфотерной. Добавка может присутствовать в концентрациях 5-300 частей на миллион, предпочтительно, 45-100 частей на миллион. Добавка может включать С6-С30 жирные кислоты с прямой цепью, предпочтительно, добавка включает миристиновую кислоту. Удобрение может также включать неорганические соединения цинка и/или магния, и/или кальция, и/или бора. Удобрение может также включать неорганические соединения меди и/или марганца, и/или селена, и/или молибдена. Неорганические соединения могут присутствовать в количествах 1,0-2,5 мас.%, предпочтительно, 1,5-2,1 мас.%. Распределение по размерам частиц для S составляет приблизительно 10-200 мкм предпочтительно, 50-90 мкм. Предпочтительно, чтобы распределение по размерам частиц для S являлось таким, что 90% частиц имеют размер приблизительно 10 мкм при концентрациях добавки >150 частей на миллион.
Изобретение далее поясняется и рассматривается в следующих фигурах и примерах.
Фиг.1 показывает влияние мочевины и элементарной серы (мочевина+eS) на урожай и содержание серы в случае масляничного рапса в сравнении с мочевиной и мочевиной/серой (мочевина S) на двух тестовых полях в Германии.
Фиг.2 показывает влияние мочевины и элементарной серы (мочевина+eS) на урожай и содержание серы в случае озимой пшеницы в сравнении с мочевиной и мочевиной/серой (мочевина S) на двух тестовых полях в Германии.
Фиг.3 показывает влияние мочевины и элементарной серы (мочевина+eS) на урожай масляничного рапса в сравнении с CAN (нитрат кальция аммония), CAN+ASN (сульфат аммония/нитрат аммония) и мочевины на тестовом поле в Южной Африке.
Фиг.4 показывает влияние мочевины и элементарной серы (мочевина+eS) на урожай кукурузы в сравнении с суперфосфатным NPS-удобрением категории тестирования 24-10-10 и мочевины на тестовом поле в Южной Африке.
Фиг.5 показывает потери аммиака для мочевины и элементарной серы (мочевина+eS) на тестовом поле в Германии (Hhof) и тестовом поле в Южной Африке (RSA) по сравнению с гранулами мочевины.
Фиг.6 показывает образование пыли, устойчивость к истиранию, прочность на раздавливание и показатель комкования для мочевины, мочевины + S и мочевины + элементарная S + добавки.
Фиг.7 показывает улучшение по образованию пыли, по (мочевина + eS) на урожай кукурузы в сравнении с суперфосфатным NPS-удобрением категории тестирования 24-10-10 и мочевины на тестовом поле в Южной Африке.
В следующих примерах 1-6 в качестве добавки использовали миристиновую кислоту.
Эксперименты проводят на масляничном рапсе на двух тестовых полях в северной Германии с добавлением мочевины, мочевины + сульфат аммония (мочевина + S) и мочевины + элементарная сера (мочевина + eS). Удобрение мочевина + элементарная сера, используемое в тесте, включает 42,7% N и 8% S, концентрация добавки составляет 50 частей на миллион, и размер частиц S составляет приблизительно 70 мкм. Применяют 36 кг/га S. Тесты длятся в течение от 3 дней до недели. Урожай и содержание серы в масляничном рапсе измеряют и результаты показаны на фиг.1. Фиг.1 показывает, что для масляничного рапса мочевина + элементарная сера (мочевина + eS) и мочевина, содержащая сульфат в виде сульфата аммония (мочевина S), дают почти одинаковое увеличение урожая в интервале 6-20%. Температурный интервал озимой пшенице измеряют и результаты показаны на фиг.2. Фиг.2 показывает, что для озимой пшеницы мочевина + элементарная сера (мочевина+eS) и мочевина + сульфат аммония (мочевина S), дают почти одинаковое увеличение урожая на 7-8%. Температурный интервал составляет 7-15°С. GS 31 является кодом области тестового поля.
Эксперименты проводят на масляничном рапсе на тестовом поле в Южной Африке. Для масляничного рапса применяют 10 кг/га S и мочевину + элементарная сера (мочевина+eS) сравнивают с CAN, CAN+ASN и мочевиной. Результаты показаны на фиг.3. Фиг.3 показывает урожай для масляничного рапса в т/га для CAN, мочевины, мочевины + элементарная сера (мочевина+eS) и CAN+ASN.
Эксперименты проводят на кукурузе на тестовом поле в Южной Африке. Применение S в общем случае зависит от применяемого N/га. Мочевину + элементарная сера (мочевина+eS) сравнивают с суперфосфатным NPS-удобрением категории тестирования 24-10-10 и мочевиной. Добавляют 58, 83 и 108 кг N/га. Для мочевины + элементарная сера (мочевина+eS) соответствующие количества добавляемой S составляют 10, 14 и 18 кг S/га и для NPS-удобрения добавляют 25, 35 и 45 кг S/га. Результаты показаны на фиг.4. Фиг.4 показывает урожай кукурузы в кг/га для мочевины + элементарная сера (мочевина+eS), NPS-удобрения и мочевины.
При более высоких температурах в Южной Африке урожай увеличивается на 14% для кукурузы, а масляничный рапс реагирует 71% увеличением урожая.
Эксперименты по улетучиванию аммиака проводят на тестовом поле в северной Германии (Hhof) и на тестовом поле в Южной Африке (RSA). Потери аммиака из мочевины + элементарная сера (мочевина+eS) измеряют на двух участках и сравнивают с потерями из гранул мочевины, результаты показаны на фиг.5. Потери аммиака вследствие улетучивания из мочевины + элементарная сера (мочевина+eS) уменьшаются приблизительно на 15% по сравнению с гранулированной мочевиной стандартной категории качества.
Образование пыли, устойчивость к истиранию, прочность на раздавливание и показатель комкования измеряют/рассчитывают для мочевины, мочевины + S и мочевины + S + добавка.
Образование пыли, которая представляет собой сумму свободной пыли и пыли, полученной при истирании, определяют как потерю массы удобрения в лотке в установленных условиях времени и воздушного потока. Образование пыли определяют взвешиванием удобрения до и после воздействия потока воздуха в лотке в течение установленного времени.
Устойчивость к истиранию определяется в виде процентного содержания разрушенных гранул после обработки в тесте устойчивости к истиранию. Устойчивость к истиранию определяют, устанавливая количество разрушенных частиц (фракция 140°С.
11. Мочевинно-серное удобрение, отличающееся тем, что данное удобрение включает гомогенно смешанные фазы мочевины и элементарной серы и добавку, включающую устойчивые к температуре С6-С30 жирные кислоты и их эфиры.
12. Мочевинно-серное удобрение по п.11, отличающееся тем, что добавка присутствует в концентрациях 5-300 частей на миллион.
13. Мочевинно-серное удобрение по п.12, отличающееся тем, что добавка присутствует в концентрациях 45-100 частей на миллион.
14. Мочевинно-серное удобрение по п.11, отличающееся тем, что добавка включает С6-С30 жирные кислоты с прямой цепью.
15. Мочевино-серное удобрение по п.14, отличающееся тем, что добавка включает в себя миристиновую кислоту.
16. Мочевино-серное удобрение по п.11, отличающееся тем, что удобрение включает неорганические соединения цинка, и/или магния, и/или кальция, и/или бора.
17. Мочевинно-серное удобрение по п.11, отличающееся тем, что удобрение включает неорганические соединения меди, и/или марганца, и/или селена, и/или молибдена.
18. Мочевинно-серное удобрение по п.16 или 17, отличающееся тем, что неорганические соединения присутствуют в количествах 1,0-2,5 мас.%, предпочтительно 1,5-2,1 мас.%.
19. Мочевинно-серное удобрение по п.11, отличающееся тем, что распределение по размерам частиц для S составляет приблизительно 10-200 мкм.
20. Мочевинно-серное удобрение по п.19, отличающееся тем, что распределение по размерам частиц для S составляет 50-90 мкм.
21. Мочевинно-серное удобрение по п.19, отличающееся тем, что распределение по размерам частиц для S является таким, что 90% частиц имеют размер приблизительно 10 мкм при концентрациях добавки >150 частей на миллион.
Источник