高氮液体肥料制造技术

本发明专利技术涉及具有高氮含量的液体肥料组合物，包含脲－甲醛树脂和氮肥源物质的水性混合物，该氮肥源物质选自脲、硝酸铵和、脲和硝酸铵的混合物，其中该液体肥料具有惊人降低的凝固点和盐析温度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有高氮含量的液体肥料组合物。本专利技术尤其涉 及水性液体肥料，其包含脲-甲醛树脂的浓缩水溶液和独立氮肥源物质 的混合物，该氮肥源物质选自硝酸铵、脲和硝酸铵和脲的混合物。本 专利技术的液体肥料通常具有降低的凝固点和降低的盐析温度。
技术介绍
氮是维持植物，包括草生长发育的必需营养素。生长产生供 人或动物消耗的食品的大多数植物被给予某种形式的氮肥。草地的施 肥也消耗大量氮肥。脲继续成为最广泛使用的氮肥源。虽然大多数脲以粒状形态 使用，但是按某种形态使用脲的液体肥料继续占据肥料销售的重要部 分。可能地，最常用的脲基液体肥料是脲水溶液和、脲和硝酸铵的水 溶液，称为UAN溶液(没有添加脲的硝酸铵(AN)溶液也在一定程度 上用作氮肥)。这些水溶液的大多数浓缩物包含大约32wt。/。氮并且由 大约34-35%脲、46-45%硝酸铵和余量的水构成。这种浓缩肥料溶液具 有大约0至-2T的盐析温度，这限制它可以安全地使用而不会增加运 输和存储复杂性的场所。盐析温度可以通过提高水含量并因此牺牲水 性肥料总氮浓度来进一步降低。所以在寒冷气候中，此类溶液的最大 氮含量通常是大约28wt°/。。脲溶液可以按高达大约50wt。/。的固体含量制备。包含大约20% 脲的溶液常用于草地施肥。还必须适当地处理此类溶液以避免在低温下由于脲结晶(盐析)引起的复杂化。—旦施用于土壤，此类肥料中的脲就通过脲酶(土壤中的内 在微生物产生的酶)酶转变成氨。该氨然后迅速地水解成铵离子。在 土壤中， 一些铵离子，不管来自水解的氨或来自硝酸铵，被植物直接 地吸收，但是大多数由于硝化过程转变成硝酸盐。 一旦呈硝酸盐形式， 氮就更容易地被植物直接地吸收。虽然在广泛的使用中，但是使用脲、AN和UAN溶液作为氮源 遇到的问题之一是氮的一定部分在施用之后按各种方式损失，包括作 为氨挥发、反硝化成气态氮和硝酸盐浸出。据估计此类肥料的氮损失 落入30%和60%之间的某处。肥料技术也已经基于脲和甲醛之间的反应开发了各种液体肥 料。此类脲-甲醛树脂肥料已经被配制并用作提供氮值的更受控(有时 表征为延长)释放的方式以致氮的可获取性希望地经定制与植物的时 间-过程需氮量更紧密。这样，认为可以降低通常与快速释放氮肥例如 脲和UAN溶液有关的氮损失。然而，当在高固体含量下配制以使总氮 值最大化时，这些液体肥料有时呈现它们自己的稳定性问题。尽管这些固有的效率不高和潜在问题，基于这些配方的液体 肥料仍是将氮肥施用于植物的诱人方式。因此，肥料技术仍在寻找提 供更稳定且更不倾于盐析的浓缩氮肥液体的改进了的组合物和方法。
技术实现思路
本专利技术基于以下发现包含受控释放脲-曱醛树脂的浓缩液体 肥料与脲溶液、硝酸铵(AN)溶液和脲-硝酸铵(UAN)溶液的组合可 以产生相对于单独的该脲、AN和UAN溶液具有提高的氮含量，并且具 有改进的热(低温)稳定性的液体肥料组合物。申请人:已经特别地发现，通过添加具有浓缩、受控释放脲-甲醛树脂的液体肥料组合物可以降低脲溶液、硝酸铵UN)溶液和脲 硝酸铵(UAN)溶液的凝固点和盐析温度中任一或两者。这样，具有更 高固体浓度(因此，更高的氮浓度)的肥料溶液是可能的，同时降低 盐析的风险。6因此，本专利技术涉及高氮含量的液体肥料组合物，其包含脲-曱醛树脂的水溶液，和选自脲、硝酸铵和、脲和硝酸铵的混合物(本 文也称为脲-硝酸铵)的独立氮肥源。本专利技术还涉及使用该液体肥料为 植物(包括草)施肥的相关方法。本专利技术液体肥料组合物的第 一组分是浓缩脲-曱醛树脂水溶 液。这一组分为液体肥料提供受控的释放氮性能。这一组分还引起最 终液体肥料组合物具有改进的凝固点和/或盐析温度。根据本专利技术，通过使脲和曱醛和任选地氨在碱性反应条件下 反应制备该浓缩脲-甲醛树脂水溶液。使用0. 5-4. 0: 1. 0: 0. O-l. 0的甲 醛(F) /脲(U) /氨(A)摩尔比(F:U: A)制造该浓缩脲-甲醛树脂溶 液，更通常0. 5-2. 5: 1. 0: 0. 0-0. 5是典型的。存在在现有技术中已知 的各种方法制造此类树脂并且在本专利技术最宽的方面中，这些方法和所 得的脲-甲醛水溶液被本专利技术涵盖。脲、甲醛和任选的氨之间的反应在 碱性反应条件下进行是重要的以致形成羟曱基化的脲物质。50 ~ 100 r的反应温度是常用的，其中反应时间短至30分钟或长至5小时是可 能的。在本专利技术 一个优选的实施方案中，脲-甲醛树脂水溶液是 Gabrielson的U. S. 6， 632， 262 ( Gabrielson专利)中描述和要求的树 脂水溶液。该Gabrielson专利具体描述了具有至少28w"氮的氮水平 的受控释放脲-甲醛液体肥料。根据Gabrielson专利，以 0. 6-1: 1. 0: 0. 25-0. 35的F: U: A摩尔比将甲醛(F )、脲(U)和氨(A) 最终结合在碱性水溶液中。在80t;-95r的温度下加热该水性反应混 合物至少0.75小时，接着冷却至小于50T并调节该水性液体的pH值 至9.0-10.5。制备脲-甲醛液体肥料的具体材料和程序在该 Gabrielson专利中进行适当地描述并因此不必要在此重复那些教导， 而是将该Gabrielson专利U. S. 6， 632， 262的公开内容在此整体引入供 参考。简要地，为了制备Gabrielson专利U. S. 6， 632， 262的这种特 定的脲-曱醛树脂水溶液，以大约0. 6-1/1/0. 25-0. 35的甲醛脲氨摩尔比，优选大约0.7-0.9/1/0.25-0.3的摩尔比，最优选大约 0. 8: 1: 0. 27的比例将甲醛、脲和氨在碱性溶液中结合。该混合物中存 在的所有或大多数水来自脲-甲醛浓缩物，该浓缩物用作甲醛的主要源 物质，和氨源物质(氨水)。也可以在蒸煮完成时添加水以调节氮含量。将该溶液加热到大约80X>大约95n，优选大约85匸-大约 90°C,并保持至少大约45分钟，优选大约45分钟-大约120分钟，更 优选大约60-大约75分钟，以确保一些三溱酮形成和甲醛的完全反应。 原始混合物中大约14-20%脲呈三漆酮形式，优选大约17-大约20%。 该溶液的pH值是至少7，优选大约7. 5-大约10. 5，更优选大约8. 5-大约9. 5。在该初始反应之后，则将该溶液冷却至小于大约50X:，优选 至大约环境温度并根据需要调节pH值至大约9-大约10.5，优选大约 9. 5-大约10的范围之内。这种方法提供其中三溱酮含量，和一、二和三取代的脲物质 已经为最大稳定性而优化了的脲-曱醛树脂水溶液。可以在反应开始时通过添加化合物，例如三乙醇胺、硼砂、、 碳酸氢钠或钾或碳酸钠或钾，优选三乙醇胺保持或调节pH值以致将该 水性反应混合物的pH值緩冲在所需的pH值水平。备选地，可以通过 在反应期间添加任何适合的碱维持pH值。虽然任何碱可以用来增加该 反应混合物的pH值，但是一种常用的源物质是碱金属氢氧化物例如氢 氧化钾、氢氧化锂和氢氧化钠。在这一特定的实施方案中，脲-甲醛树脂水溶液具有 45-55wt^的游离脲含量，14-20wt。/。的环脲(三漆酮(trazone))含量， 25-35wt。/。的一羟甲基脲含本文档来自技高网...

【技术保护点】
氮肥水溶液，包含脲－甲醛树脂和氮肥源物质的混合物，该氮肥源物质选自脲、硝酸铵和、脲和硝酸铵的混合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：JC菲利普斯，SL沃尔兹，KD盖伯瑞尔森，
申请(专利权)人：佐治亚太平洋化工品有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]