Fertilizantes que contienen azufre y proceso para su preparación.

Un proceso para la fabricación de composiciones fertilizantes que contienen azufre, comprendiendo dicho proceso las etapas de:

a) proporcionar una suspensión de al menos un material fertilizante a base de fosfato seleccionado del grupo que consiste en fosfatos de amonio, compuestos de nitrógeno-fósforo-potasio

(NPK) a base de fosfato de amonio, superfosfatos y fosfatos naturales parcialmente acidulados;

b) poner la suspensión en contacto con al menos un agente tensioactivo catiónico o anfotérico y una fase líquida de azufre elemental; donde fase líquida del azufre elemental es una suspensión de partículas de azufre en un medio acuoso o comprende azufre fundido, y, cuando la fase líquida del azufre elemental comprende azufre fundido, mantener la temperatura de la mezcla de suspensión, agente tensioactivo y azufre por encima del punto de fusión del azufre; e

c) introducir la mezcla obtenida en la etapa b) en una unidad granuladora para obtener gránulos de la composición fertilizante,

donde el azufre elemental está presente en una cantidad en el intervalo de un 1 a un 25 % en peso y el al menos un agente tensioactivo catiónico o anfotérico está presente en una cantidad en el intervalo de un 0,001 a un 3 % en peso, en base al peso total de la composición fertilizante.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/051048.

Solicitante: SHELL INTERNATIONALE RESEARCH MAATSCHAPPIJ B.V..

Nacionalidad solicitante: Países Bajos.

Dirección: CAREL VAN BYLANDTLAAN 30 2596 HR DEN HAAG PAISES BAJOS.

Inventor/es: REYNHOUT, MARINUS, JOHANNES, VERBIST,GUY,LODE,MAGDA,MARIA, ANTENS,JANY BIRGITTA MARIA, GARCIA MARTINEZ,RAFAEL ALBERTO, LAMBERT,REGINALD, O\'BRIEN,JASON TREVOR, WOODRUFFE,JOHN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > FERTILIZANTES; SU FABRICACION > FERTILIZANTES FOSFATADOS > C05B7/00 (Fertilizantes a base esencialmente de ortofosfatos alcalinos o de amonio (C05B 11/00 tiene prioridad))
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > FERTILIZANTES; SU FABRICACION > FERTILIZANTES FOSFATADOS > C05B1/00 (Superfosfatos, es decir, fertilizantes producidos por reacción de fosfatos inorgánicos o huesos fosfatados con ácido sulfúrico o fosfórico en cantidades y concentraciones tales que producen productos sólidos directamente)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > FERTILIZANTES; SU FABRICACION > FERTILIZANTES INORGANICOS NO CUBIERTOS POR LAS SUBCLASES... > C05D9/00 (Otros fertilizantes inorgánicos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > FERTILIZANTES; SU FABRICACION > MEZCLAS DE FERTILIZANTES CUBIERTOS INDIVIDUALMENTE... > C05G5/00 (Fertilizantes caracterizados por su forma (granulación de fertilizantes caracterizados por sus composiciones químicas, ver los grupos apropiados del C05B - C05G))

PDF original: ES-2533224_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Fertilizantes que contienen azufre y proceso para su preparación

Campo de la Invención

La presente invención se refiere a fertilizantes que contienen azufre y a un proceso para la preparación de los mismos.

Antecedentes de la Invención

En el pasado una gran cantidad de trabajo se ha destinado a la fabricación de fertilizantes que contienen azufre. La demanda mundial en crecimiento de fertilizantes que contienen azufre proviene del descubrimiento de que los rendimientos bajos de los cultivos en ciertos casos pueden estar relacionados con deficiencias de azufre en el suelo.

Un ejemplo de una especie con altos requerimientos de azufre es la canola. La canola es un cultivo de temporal importante en Alberta, Canadá, y tiene requerimientos elevados de azufre en cualquier etapa de su crecimiento. Una desventaja del azufre es que puede provocar serias reducciones en el rendimiento y la calidad del cultivo.

Los procesos de fabricación de fertilizantes que contienen azufre del tipo del fosfato de amonio frecuentemente involucran el uso o la incorporación de los sulfatos, véase por ejemplo Patente de Estados Unidos Nº 4.377.406, o Patente de Estados Unidos Nº 4.762.546. Una desventaja de los sulfatos es que los mismos son muy movibles en el suelo y fácilmente son lixiviados fuera de la zona de la raíz, haciendo que el nutriente del sulfato efectivamente no esté disponible para las plantas.

El azufre elemental no es lixiviado fuera del suelo, como lo son los sulfatos. En lugar de esto, las partículas de azufre elemental del tamaño de micrómetros son oxidadas hasta el azufre del sulfato, que es la forma utilizada por las plantas, por las bacterias del suelo durante la temporada de cultivo. Por consiguiente, el azufre elemental es considerado una forma de liberación lenta del azufre del nutriente de la planta que es menos propenso a la lixiviación fuera de la zona de la raíz de los cultivos. Por lo tanto, es ventajoso tener una gran proporción del azufre en los fertilizantes presentes como el azufre elemental que se encuentra como partículas pequeñas. Además, el azufre elemental ofrece algunos beneficios adicionales en la agricultura, incluyendo su actuación como un fungicida contra ciertos microorganismos, que actúan como un pesticida contra ciertas plagas de las plantas y el suelo, ayudando a la descomposición de los residuos de las plantas y a mejorar la utilización de los nutrientes por el fósforo y el nitrógeno y a reducir el pH de los suelos alcalinos y calcáreos.

Por consiguiente, es ventajoso incorporar azufre en los fertilizantes que contienen azufre como el azufre elemental.

Los procesos para la fabricación de fertilizantes que contienen azufre, donde se usa el azufre elemental, se conocen en la técnica. La mayoría de los métodos involucra la incorporación del azufre fundido en el fertilizante.

En la patente de Estados Unidos Nº 5.653.782, se ha descrito un proceso para la fabricación de fertilizantes que contienen azufre, donde un sustrato que contiene partículas del fertilizante se calienta a una temperatura arriba del punto de fusión del azufre y se mezcla con el azufre. De acuerdo con la patente de Estados Unidos Nº 5.653.782, el azufre se funde por el calentamiento provisto por las partículas fertilizantes precalentadas, por lo cual se produce un 45 recubrimiento homogéneo sobre las partículas del fertilizante.

La patente de Estados Unidos Nº 3.333.939, describe el recubrimiento de los gránulos de fosfato de amonio con el azufre fundido. Los gránulos son recubiertos en una unidad de recubrimiento separada dentro de la cual el azufre es alimentado, poniendo en contacto los gránulos con el azufre fundido o con una solución de polisulfuro de amonio.

Subsiguientemente, los gránulos recubiertos son secados.

Alternativamente, la patente de Estados Unidos Nº 3.333.939 enseña un proceso para preparar partículas fertilizantes que contienen azufre en las cuales el azufre es interdispersado de principio a fin de las partículas. En este proceso el amoniaco y el ácido fosfórico se deja que reaccionen para formar fosfato de amonio. El fosfato de 55 amonio formado es alimentado hacia un granulador en el cual el mismo se mezcla con urea y azufre seco. Los gránulos obtenidos son secados en un secador.

La desventaja del primer proceso de la patente de Estados Unidos Nº 3.333.939 es que el recubrimiento previene una distribución uniforme del sulfato de amonio y el azufre en el suelo. El segundo proceso tiene la desventaja de 60 que requiere el manejo del azufre sólido. El manejo y la molienda del azufre elemental sólido es altamente peligroso debido a la generación de polvo de azufre y a los riesgos de que el polvo de azufre se encienda y provoque explosiones. Como se menciona en una revisión por H. P. Rothbaum et al (New Zealand Journal of Science, 1980, vol. 23, 377) , los riesgos de la explosión se deben siempre a que el polvo de azufre es inflamable. Por lo tanto, es necesario un diseño de proceso complejo para asegurar la seguridad del proceso.

La patente de Estados Unidos Nº 5.571.303 divulga un proceso para la fabricación de fertilizantes en el cual en primer lugar el amoniaco, el agua y el ácido fosfórico se hacen reaccionar para formar fosfato de amonio. Subsiguientemente, la mezcla de fosfato de amonio/agua se mezcla con el azufre fundido. La mezcla así obtenida se mantiene a temperaturas de 120-150 º C hasta la granulación. Una desventaja de este proceso es la seguridad, es decir que las concentraciones elevadas de azufre en los polvos del proceso pueden conducir a mezclas de polvoaire potencialmente explosivas.

El documento de patente EP 1560801 A1 divulga un proceso para la fabricación de fertilizantes de fosfato de amonio que contienen azufre, que comprenden una combinación de azufre elemental, en la forma líquida, con amoniaco, ácido fosfórico y agua.

El documento de patente WO 2008/084495 se refiere a una composición agrícola que contiene una cantidad efectiva del ingrediente activo de azufre y al menos un agente de dispersión. Las composiciones como se describen en el documento de patente WO 2008/084496 por lo general tienen un contenido de azufre elevado, es decir, en el intervalo de aproximadamente un 40 % hasta aproximadamente un 98 % en peso (p/p) .

El documento de patente WO 90/03350 divulga un corrector del suelo, químico, a base de azufre, en la forma de pelotillas para uso agrícola, el producto comprende polvo de azufre volante, al menos un 3 % en peso de un producto inerte seleccionado del grupo que consiste en arcilla, bentonita, caolín y mezclas de los mismos, y al menos un 0, 5 % de un agente humectante, los componentes son mezclados entre sí y sometidos a extrusión en húmedo y subsiguientemente a secado para obtener las pelotillas. Debido a que el documento de patente WO 90/03350 se refiere al manejo del polvo de azufre que es sometido a extrusión (en lugar de la granulación como se utiliza de acuerdo con la presente invención) las enseñanzas de allí no son relevantes para el proceso de acuerdo con la presente invención.

Varios documentos de la técnica anterior, por ejemplo documento de patente GB 1312314, documento de patente WO 97/16396, documento de patente WO 02/090295, Patente de Estados Unidos Nº 5.423.897 y Patente de Estados Unidos Nº 3.926.841 han divulgado el uso de agentes de recubrimiento, que incorporan agentes tensioactivos, en la reducción de la formación del polvo y la formación de una torta durante el uso y el manejo de fertilizantes del tipo de NPK.

Sin importar las mejoras que se divulgan en la técnica, los problemas con la fabricación de los fertilizantes a base de fosfato que contienen azufre elemental, continúan existiendo.... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un proceso para la fabricación de composiciones fertilizantes que contienen azufre, comprendiendo dicho proceso las etapas de:

a) proporcionar una suspensión de al menos un material fertilizante a base de fosfato seleccionado del grupo que consiste en fosfatos de amonio, compuestos de nitrógeno-fósforo-potasio (NPK) a base de fosfato de amonio, superfosfatos y fosfatos naturales parcialmente acidulados; b) poner la suspensión en contacto con al menos un agente tensioactivo catiónico o anfotérico y una fase líquida de azufre elemental; donde fase líquida del azufre elemental es una suspensión de partículas de azufre en un medio acuoso o comprende azufre fundido, y, cuando la fase líquida del azufre elemental comprende azufre fundido, mantener la temperatura de la mezcla de suspensión, agente tensioactivo y azufre por encima del punto de fusión del azufre; e c) introducir la mezcla obtenida en la etapa b) en una unidad granuladora para obtener gránulos de la composición fertilizante, donde el azufre elemental está presente en una cantidad en el intervalo de un 1 a un 25 % en peso y el al menos un agente tensioactivo catiónico o anfotérico está presente en una cantidad en el intervalo de un 0, 001 a un 3 % en peso, en base al peso total de la composición fertilizante.

2. Un proceso tal como se reivindica en la reivindicación 1, donde el al menos un agente tensioactivo catiónico o anfotérico es un agente tensioactivo catiónico que contiene nitrógeno o un agente tensioactivo anfotérico que contiene nitrógeno.

3. Un proceso tal como se reivindica en la reivindicación 1 o la reivindicación 2, donde la fase líquida del azufre 25 elemental comprende azufre fundido.

4. Un proceso tal como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde el al menos un agente tensioactivo catiónico o anfotérico comprende un aducto de óxido de etileno o propileno de una amina alifática, conteniendo dicha amina alifática de 12 a 20 átomos de carbono.

5. Un proceso tal como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde el al menos un agente tensioactivo catiónico o anfotérico está presente en una cantidad en el intervalo de un 0, 001 % en peso a un 0, 05 % en peso con respecto al peso de la composición fertilizante total.

6. Una composición fertilizante que comprende:

a) azufre elemental en una cantidad en el intervalo de un 1 a un 25 % en peso, en base al peso total de la composición fertilizante; b) al menos un material fertilizante a base de fosfato seleccionado del grupo que consiste en fosfatos de amonio, compuestos de nitrógeno-fósforo-potasio (NPK) a base de fosfato de amonio, superfosfatos y fosfatos naturales parcialmente acidulados; donde el al menos un material fertilizante basado en fosfato está presente en una cantidad de al menos un 50 % en peso, en base al peso total de la composición fertilizante; y c) al menos un agente tensioactivo catiónico o anfotérico en una cantidad en el intervalo de un 0, 001 a un 3 % en peso, en base al el peso total de la composición fertilizante, donde el agente tensioactivo catiónico o anfotérico 45 es dispersado de principio a fin de la composición fertilizante.

7. Una composición fertilizante tal como se reivindica en la reivindicación 6, donde el al menos un agente tensioactivo catiónico o anfotérico comprende un agente tensioactivo catiónico que contiene nitrógeno.

8. Una composición fertilizante tal como se reivindica en la reivindicación 7, donde el al menos un agente tensioactivo catiónico comprende un aducto de óxido de etileno o propileno de una amina alifática, conteniendo dicha amina alifática de 12 a 20 átomos de carbono.

9. Una composición fertilizante tal como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, donde el al 55 menos un agente tensioactivo catiónico o anfotérico está presente en una cantidad en el intervalo de un 0, 001 % en peso a un 0, 05 % en peso con respecto al peso de la composición fertilizante total.

10. Una composición fertilizante tal como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, donde el azufre elemental está presente en la forma de partículas que tienen un tamaño en el intervalo de 1 a 200 60 micrómetros, preferentemente 5 a 150 micrómetros, más preferentemente 30 a 100 micrómetros.