Состав для получения жидкого азотсеросодержащего удобрения и способ получения жидкого азотсеросодержащего удобрения

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СОСТАВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКОГО АЗОТСЕРОСОДЕРЖАЩЕГО УДОБРЕНИЯ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКОГО АЗОТСЕРОСОДЕРЖАЩЕГО УДОБРЕНИЯ(71) Заявители Республиканское научное дочернее унитарное предприятие Институт почвоведения и агрохимии Открытое акционерное общество Гродненский научно-исследовательский и проектный институт азотной промышленности и продуктов органического синтеза(72) Авторы Пироговская Галина Владимировна Богдевич Иосиф Михайлович Сороко Виктор Иванович Русалович Алексей Михайлович Шаковец Оксана Евгеньевна Сазоненко Олег Петрович Широков Станислав Георгиевич Пелеш Александр Михайлович Солдатенко Галина Вячеславовна Киреев Вадим Александрович Степанович Василий Андреевич Лисай Николай Константинович(73) Патентообладатели Республиканское научное дочернее унитарное предприятие Институт почвоведения и агрохимии Открытое акционерное общество Гродненский научно-исследовательский и проектный институт азотной промышленности и продуктов органического синтеза(57) 1. Состав для получения жидкого азотсеросодержащего удобрения, включающий карбамид, аммиачную селитру, сульфат аммония, биологически активную добавку, фосфорсодержащее соединение и воду, отличающийся тем, что содержит в качестве источника сульфата аммония и биологически активной добавки отработанный раствор акрилатного производства со стадии вакуум-кристаллизации сульфата аммония, содержащий 34,038,5 мас.сульфата аммония и 4-10 мас.сульфированной полимерной акрилатной органики, и в качестве фосфорсодержащего соединения ортофосфорную кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.карбамид 9-36 аммиачная селитра 0-25 отработанный раствор акрилатного производства 43,5-70,0 ортофосфорная кислота в пересчете на 25 0,2-0,5 вода остальное. 9524 1 2007.08.30 2. Способ получения жидкого азотсеросодержащего удобрения, при котором смешивают водный раствор карбамида или жидкое удобрение КАС-30 или КАС-32, отработанный раствор акрилатного производства со стадии вакуум-кристаллизации сульфата аммония, содержащий 34,0-38,5 мас.сульфата аммония и 4-10 мас.сульфированной полимерной акрилатной органики, и ортофосфорную кислоту, и полученную смесь нейтрализуют аммиаком. Изобретение относится к области производства и применения минеральных удобрений, в частности к производству и применению жидких азотных удобрений. Жидкие азотные удобрения более экономичны по сравнению с твердыми азотными удобрениями. Известны составы жидких азотных удобрений, применяемые в сельском хозяйстве 1,содержащие карбамид, аммиачную селитру и воду, при соотношении, мас.карбамид 31-36 аммиачная селитра 40-44 вода остальное. Известно также жидкое суспензированное комплексное удобрение, содержащее карбамид, аммиачную селитру и жидкий навоз 2. Состав удобрения следующий, мас.карбамид 6-12 аммиачная селитра 6-12 жидкий навоз 6-88. В удобрении указанного известного состава низкая концентрация основного питательного элемента - азота, а также не контролируемое соотношение биологически активных веществ к азоту, т.к. жидкий навоз не имеет регламентируемых показателей. Известен способ получения жидкого азотного удобрения путем смешения карбамида,аммиачной селитры и последующего введения в состав микроэлементов 3. Введение микроэлементов осуществляется путем предварительного их растворения в плаве аммиачной селитры, что усложняет технологию производства. Известен способ получения жидких азотных удобрений путем смешения горячих водных растворов карбамида, аммиачной селитры и воды, охлаждение образовавшейся смеси,введение корректировочной смеси 4. Недостатком данного известного способа является то, что для доведения полученных растворов до заданной концентрации необходимо проведение дополнительной технологической операции - приготовление корректировочной смеси, для чего необходимо дополнительное оборудование и энергетические затраты. Имеется также жидкое азотное удобрение и способ его получения, включающее карбамид, сульфат аммония, нитрат аммония и воду. Удобрение создано с целью максимального использования раствора сульфата аммония, при сохранении содержания азота на уровне, обеспечивающем агрохимическую эффективность удобрения и сохранения его свойств при транспортировке и хранении. Недостатком этого удобрения является то, что оно содержит только азот и серу, не включает биологически активные добавки 5. Известен также способ получения жидкого азотного удобрения, включающий смешение водных растворов карбамида и аммиачной селитры, и введение в полученную смесь дополнительно гуминосодержащей добавки на основе окси- или гидрогумата натрия, которая является стимулирующим веществом 6. Недостатком указанного способа является то, что для получения азотного удобрения с гуминовым препаратом требуется организация производства его получения, что требует дополнительных капитальных и энергетических затрат. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является патент 2076795, в котором описан состав для получения жидкого азотсеросодержащего удобрения, включающий карбамид, аммиачную селитру, сульфат аммония, биологически активные вещества, фосфорсодержащее соединение и воду 7 (прототип). 2 9524 1 2007.08.30 Задачей настоящего изобретения является разработка состава и способа получения жидкого азотсеросодержащего удобрения, где в качестве источника сульфата аммония и биологически активной добавки содержится отработанный раствор акрилатного производства со стадии вакуум-кристаллизации сульфата аммония, содержащий 34,0-38,5 мас.сульфата аммония и 4-10 мас.сульфированной полимерной акрилатной органики, и в качестве фосфорсодержащего соединения - ортофосфорную кислоту при следующем содержании всех компонентов (мас. ) карбамид 9-36 аммиачная селитра 0-25 отработанный раствор акрилатного производства 43,5-70,0 ортофосфорная кислота в пересчете на Р 2 О 5 0,2-0,5 вода остальное. Способ получения жидкого азотсеросодержащего удобрения, при котором смешивают водный раствор карбамида, или жидкое удобрение КАС-30, или КАС-32, отработанный раствор акрилатного производства со стадии вакуум-кристаллизации сульфата аммония,содержащий 34,0-38,5 мас.сульфата аммония и 4-10 мас.сульфированной полимерной акрилатной органики, и ортофосфорную кислоту, и полученную смесь нейтрализуют аммиаком. В предлагаемом способе в качестве азотсодержащего компонента применяют а) раствор КАС-32 (КАС-30), который содержит карбамид и аммиачную селитру, общее содержание азота составляет 30-32 мас.рН раствора 6,5-7,0. б) водный раствор обычного карбамида. В качестве серосодержащего компонента применяют раствор сульфата аммония, содержащий серу сульфатную и, одновременно, сульфированную полимерную акрилатную органику, являющуюся биологически активным веществом. По предлагаемому способу смешивают, в обычном аппарате с перемешивающим устройством, азотный компонент (обычный раствор КАС-32 или КАС-30 или карбамид) и водный раствор сульфата аммония, имеющий в своем составе серу сульфатную и физиологическое активное вещество. Далее в смесь вводят ингибитор коррозии (ортофосфорную кислоту 0,20,5 Р 2 О 5), и смесь нейтрализуют газообразным аммиаком (до рН 7,0-8,5). Предлагаемая последовательность технологических операций позволяет с одновременным введением серы в жидкое азотное удобрение ввести физиологически активное вещество (ФАВ), содержащееся в исходном водном растворе сульфата аммония. Заявляемый способ позволяет получить жидкое азотное удобрение с серой сульфатной и с физиологически активным веществом, не изменяя существующую технологическую схему получения кристаллического сульфата аммония. Сущность изобретения поясняется следующими примерами Пример 1 Готовят 1000 кг жидкого азотного удобрения с серой сульфатной и физиологически активным веществом путем смешения обычного водного раствора КАС-32 (по техническим условиям ТУ 00203832-054-96), который содержит аммиачной селитры 43,3 карбамида 35,4 воды 20,0 и ингибитор коррозии (0,25 Р 2 О 5) и отработанного водного раствора сульфата аммония, выводимого из производственной системы вакуумкристаллизации с содержанием сульфата аммония 34 мас. , и сульфированной полимерной акрилатной органики (СПАО) 6,0 мас. . Для этого берут КАС-32 в количестве по массе 565 кг, раствора сульфата аммония 435 кг (в т.ч. ингибитора коррозии 5 кг фосфорной кислоты с конц. 71 и аммиака газообразного (1003) - 3 кг). В результате смешивания двух водных растворов компонентов получают готовое жидкое удобрение с соотношением всех основных компонентов (мас. ) аммиачная селитра 24,5 карбамид 20,0 3 9524 1 2007.08.30 сульфат аммония 14,5 физиологическое активное вещество (ФАВ) 2,6 ингибитор коррозии (0,25 Р 2 О 5) 0,8 вода 37,6. Соотношение в удобрении азотсерафизиологическое активное вещество ФАВ составляет 213,52,6 а азотсера 61 и азотФАВ 81. Пример 2 Исходные основные компоненты раствор КАС-32 и раствор сульфата аммония (конц. 34 мас. , ФАВ - 6,0 мас. ) для получения 1000 кг удобрения берут по массе, соответственно 525 кг КАС-32 и 475 кг раствора сульфата аммония. Соотношение питательных веществ в удобрении азот сера физиологическое активное вещество ФАВ составляетФАВ 20,23,92,9, а азотсера 51 и азотФАВ 71. Пример 3 Берут 525 кг раствора КАС-32 и смешивают с 475 кг раствора сульфата аммония концентрации 35 мас. , содержащим 10 мас.ФАВ. Получают 1000 кг готового удобрения с соотношением питательных веществ ФАВ 20,444,75, а азотсера 51 и азотФАВ 4,31. Пример 4 Берут 525 кг раствора КАС-32 и смешивают с 475 кг 36 -ного раствора сульфата аммония, который содержит 8 ФАВ. Получают 1000 кг удобрения с соотношением ФАВ 20,443,8, а азотсера 5 1 и азотФАВ 5,41. Пример 5 Берут 525 кг раствора КАС-32 и смешивают с 475 кг раствора сульфата аммония (концентрация 37 мас. ), который содержит 9 мас. . ФАВ. Получают 1000 кг удобрения с соотношением ФАВ 20,54,24,3, а азотсера 4,91 и азотФАВ 4,81. Пример 6 Берут 300 кг раствора КАС-32 и смешивают с 700 кг раствора сульфата аммония (концентрация 34 мас. ), который содержит 9 мас.ФАВ. Получают 1000 кг удобрения с соотношением ФАВ 14,65,76,3, а азотсера 2,61 и азотФАВ 2,31. Пример 7 Для получения 1000 кг удобрения берут 525 кг КАС-32 и его смешивают с водным раствором сульфата аммония (концентрация 34 мас. , ФАВ - 6 мас. ), которого берут 475 кг. Получают жидкое удобрение с соотношением питательных элементов ФАВ 20,442,8,а азотсера 51 и азотФАВ 7,31. Пример 8 Для получения 1000 кг удобрения берут 525 кг КАС-32 и его смешивают с водным раствором сульфата аммония (концентрация 34,8 мас. , ФАВ - 6 мас. ), которого берут 475 кг. Получают жидкое удобрение с соотношением питательных элементов ФАВ 20,342,8, а азотсера 51 и азотФАВ 7,31. Пример 9 Для получения 1000 кг удобрения берут 160 кг обычного карбамида гранулированного и приготавливают из него водный раствор растворением его в 840 кг раствора сульфата аммония (концентрация 34,8 мас. , ФАВ - 6 мас. ). Получают 1000 кг удобрения с соотношением питательных элементов ФАВ 13,375,0, а азотсера 1,91 и азотФАВ 2,71. Пример 10 Для получения 1000 кг удобрения берут 357 кг обычного карбамида гранулированного и растворяют его в 153 кг воды и смешивают с 490 кг раствора сульфата аммония (концентрация 34,8 мас. , ФАВ - 6 мас. ). Получают удобрение с соотношением питательных элементов ФАВ 204,12,8, а азотсера 51 и азотФАВ 7,11. 4 9524 1 2007.08.30 Пример 11. Для получения 1000 кг удобрения берут 575 кг КАС-32, смешивают его с 410 кг водного раствора сульфата аммония (концентрация 38 мас. , ФАВ - 6 мас. ). Получают жидкое удобрение с соотношением питательных элементов ФАВ 21,53,62,5 азотсера 61 и азотФАВ 8,61. Результаты опытов (примеры 1-11) сведены в табл. 1. Таблица 1 Химический состав жидкого азотсеросодержащего удобрения (АСУ) с физиологическим активным веществом (ФАВ) и соотношение питательных элементов Содержание основных питательных элементов, мас.Раствор сульфата аммоФизиония Сера логичеАзот Масса Конц. Конц. об- суль- ское раст- (4)24 ФАВ в щий фат- активная ное вевора, в раст- раствощество Содержание основных компонентов ПриРасмер твор-/35,7 57,5/ Соотношение Основных питательных элементов азотсера ФАВ 9 8 1,35 1 7 1,34 1 4,3 0,84 1 5,4 1,05 1 4,8 0,98 1 2,30,91 7,31,41 7,31,41 2,71,41 7,11,51 8,61,41 Способ получения жидкого азотсеросодержащего удобрения, по сравнению с известным, сокращает технологическую схему, что снижает затраты на его осуществление. Предлагаемый способ получения жидкого азотсеросодержащего удобрения с биологически активньм веществом позволяет повысить урожайность сельскохозяйственных культур, о чем свидетельствуют данные агрохимических испытаний. Изучение агрохимической эффективности новых форм жидких азотсеросодержащих удобрений проводилось в течение 1998-2002 гг. в полевых опытах с зерновыми культурами на дерново-подзолистой временно избыточно увлажняемой легкосуглинистой почве,развивающейся на мощных лессовидных суглинках в экспериментальной базе Курасовщина Минского района и дерново-подзолистой песчаной - в совхозе Подолесье Речицкого района. Производственные испытания эффективности жидких азотных и азотсеросодержащих удобрений проводились на дерново-подзолистых супесчаных почвах в производственном опыте с кукурузой сорта Молдавский 215 в МРУ СП Мостовчанка. В качестве базовых жидких азотных удобрений использовали КАС (32 ) и жидкое азотное удобрение (КСА-21) 5, твердых - сульфат аммония. Химический состав испытуемых удобрений приведен в табл. 2. 5 9524 1 2007.08.30 Таблица 2 Химический состав жидких азотных и азотсеросодержащих удобрений Сульфицированнаяобщ.,общ.,Опытный образец полимерная акрилатная мас.мас.органика, мас.КСА-21 (базовый) 21,0 4,3 0 АСУ 1 20,0 4,0-4,1 2,0-2,8 АСУ 2 13,3 7,1 4,8 АСУ 3 20-21,0 4,0-4,1 6,7 АСУ 1, опытная партия 21,5 3,6 2,5 КАС-32 (базовый) 30 0 0(сульфат аммония) 20,5 24,0 0 Действие жидких азотных и азотсеросодержащих удобрений оценивали как при внесении в основную заправку почвы, т.е. под предпосевную культивацию, в один прием, так и при внесении дробно (под предпосевную культивацию и в подкормку). Установлено, что эффективность жидких азотсеросодержащих (КСА и АСУ) удобрений на ячмене сорта Гонар при внесении в основное внесение и в подкормку на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве находилась на уровне известного удобрения КАС. На яровой пшенице сорта Банти эффективность азотных удобрений, содержащих серу, была выше, чем на ячмене, в частности, при внесении в основную заправку почвы прибавка от КСА составила 11,8 , от сульфата аммония - 17,1 по сравнению с КАС. При внесении указанных удобрений в подкормку эта тенденция менее выражена (табл. 3). Таблица 3 Эффективность жидких азотсодержащих удобрений на яровых зерновых культурах, 1998-2002 гг. Ячмень Яровая пшеница урожайприбавка урожай- прибавка от Варианты ность отность ц/га Дерново-подзолистая легкосуглинистая почва 1. Контроль без удобрений 34,7 22,3 2. Р 30-40 К 90 (фон) 38,1 24,5 3. Фон 65 КАС перед посевом 41,5 3,4 28,7 4,2 4.Фон 65 КСА-21 перед посевом 42,1 4,0 32,1 7,6 5. Фон 65 перед посевом 33,6 9,1 5. Фон 65 АСУ перед посевом 29,5 5,0 6. Фон 35 КАС (перед посевом)30 44,1 6,0 31,2 6,7 в подкормку 7. Фон 35 КСА (перед посевом)30 42,9 4,8 32,5 8,0 в подкормку 8. Фон 35 АСУ (перед посевом)30 42,6 4,5 28,8 4,3 в подкормку НСР 0,05 3,4 3,8 При использовании жидких азотсеросодержащих удобрений в основное внесение на дерново-подзолистых песчаных почвах под овес эффективность их была на уровне КАС, а в подкормку - наблюдалась тенденция увеличения урожайности зерна до 19 . 6 9524 1 2007.08.30 В опыте с яровым рапсом сорта Явар на дерново-подзолистой суглинистой почве в условиях засушливого 2002 г. урожайность зерна по всем видам азотных удобрений (КАС,АСУ, ), внесенных перед посевом, находилась в пределах от 20,5 до 22,6 ц/га. Прибавка от азотных удобрений составила 31-45 по сравнению с фоном (РК). Не получено достоверных прибавок от азотных удобрений, содержащих серу урожайность зерна рапса в варианте с КАС была 20,1 ц/га, АСУ - 20,9 и с сульфатом аммония - 21,3 ц/га (табл. 4). Таблица 4 Эффективность жидких азотсеросодержащих удобрений АСУ на дерново-подзолистой временно избыточно увлажняемой легкосуглинистой почве на яровом рапсе сорта Явар (э/б Курасовщина, 2002 г.) Вариант 1. Контроль без удобрений 2. Р 32 К 90 (фон 1) 3. Фон 170 стандартный 4. Фон 170 АСУ 1 (20 ) 5. Фон 170 АСУ 3 (20 ) 19. Фон 170 АСУ 2 (13,3 ) НСР 0,05 Урожайность зерна ярового рапса по всем видам жидких азотных удобрений (АСУ и КАС) составила от 20,5 до 22,6 ц/га. Все формы жидких азотных и азотсеросодержащих удобрений, внесенные перед посевом, действовали примерно одинаково, различия в урожае несущественны. Прибавка от азотных удобрений была в пределах 31,4-44,9 по сравнению с фоном (РК). Агрохимическая эффективность жидких азотсеросодержащих удобрений АСУ в производственном опыте с кукурузой сорта Молдавский 215 на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве, подстилаемой ближе 1 м моренным суглинком, представлена в табл. 5. Таблица 5 Агрохимическая эффективность жидких азотсеросодержащих удобрений АСУ в производственном опыте на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве с кукурузой сорта Молдавский 215 (МРУ СП Мостовчанка, 2002 г., опыт 9,05 га) Урожай з/м 1. Контроль без азотных удобрений (К 162 -фон) 2. фон 106 (-32)18 в подкормку (КАС) 3. Фон 106 (карбамид гранулированный)18 95,0 25,9 37,5 в подкормку (карбамид) 4. Фон 106 (сульфат аммония) в основное 116,7 47,6 68,9 внесение 18 в подкормку сульфат аммония 5. Фон 106 (жидкое азотсеросодержащее удобрение АСУ) в основное внесение 18 123,3 54,2 78,4 в подкормку (АСУ) 6. Фон 106 (сульфат аммония) в основное 113,6 44,5 64,4 внесение 18 в подкормку АСУ НСР 0,05 6,3 Площадь внесения Контроль (вар. 1) - 1,6 га АСУ (вар. 2) - 2,15 га вар. 3 - 1,0 га вар. 4 - 1,1 га вар 5 (карбамид) - 1,3 га вар. 6 (КАС) - 1,9 га. 7(карбамид, сульфат аммония, КАС, АСУ) была очень низкой (95-123 ц/га). Прибавка урожая зеленой массы кукурузы от азотных удобрений находилась в пределах от 25,9 до 54,2 ц/га. Наиболее высокая прибавка (6,5 ц/га - на уровне достоверной) урожая зеленой массы кукурузы получена от жидких азотсеросодержащих удобрений АСУ по сравнению с сульфатом аммония и КАС. Качество продукции зерновых культур и ярового рапса оценивалось по содержанию белка и белкового азота, а также по химическому составу зерна. Внесение азотсеросодержащих удобрений не оказало существенного влияния, в сравнении с КАС, на изменение содержания , 25, К 2 О, Са и(табл. 6-7). Таблица 6 Влияние азотсеросодержащих удобрений АСУ на содержание белка, азота белкового и основных элементов минерального питания в зерне яровой пшеницы сорта Банти на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве (э/б Курасовщина, 2002 г.) Содержание,Вариант 1. Контроль без удобрений 2.32100(фон 1) 3. Фон 190 стандартный 4. Фон 16030 КАС стандартный 7. Фон 190 АСУ-1 9. Фон 16060 АСУ 1 (-20 ) 10. Фон 16060 АСУ 3 (-20 ) 11. Фон 16030 АСУ-1 12. Фон 16030 АСУ-2 13. Фон 16030 АСУ-3 НСР 0,05 Таблица 7 Влияние азотсеросодержащих удобрений АСУ на содержание основных элементов минерального питания в зерне ярового рапса сорта Явор на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве (э/б Курасовщина, 2002 г.) Вариант 1. Контроль без удобрений 2. Р 32 К 90 (фон 1) 3. Фон 170 КАС стандартный 4. Фон 170 АСУ 1 (20 ) 5. Фон 170 АСУ 3 (20 ) 19. Фон 170 АСУ 2 (13,3 ) НСР 0,05 Приведенные данные показывают, что предлагаемые жидкие азотсеросодержащие удобрения по своей агрономической эффективности не уступают традиционным стандартным удобрениям - КАС, карбамиду, сульфату аммония (базовые варианты), которые выпускаются на химических предприятиях Республики Беларусь. 8 9524 1 2007.08.30 Промышленное производство заявляемых удобрений планируется в Республике Беларусь на ПО Полимир и КСУП Мостовчанка Мостовского района Гродненской области. Источники информации 1. Удобрения жидкие азотные КАС. ТУ 113-03-27-52-83. 2. А.с. СССР 1276660, МПК С 05 7/00, 3/00, 1984. 3. А.с. СССР 1279982, МПК С 05 9/02, 1983. 4. А.с. СССР 1606503, МПК С 05 С 13/00, 1988. 5. Патент РБ 3173, С 1, МПК С 05 С 9/00, С 05 С 13/00. - Опубл. 12.30.1999. 6. Патент РБ 884, С 1, МПК С 05 9/02, С 05 С 13/00. - Опубл. 15.12.1995 (прототип). 7.2076795 А, 1981 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 9