Procedimiento para la preparación de fertilizantes nitrogenados y complejos en forma granulada esférica altamente homogeneizada a partir de resinas líquidas de urea-formaldehído y el fertilizante preparado de este modo.

Un procedimiento para la preparación de fertilizantes nitrogenados y complejos, para liberar lentamente nitrógeno, en forma granulada, caracterizado porque dicho procedimiento comprende las etapas de

a) preparar una dispersión acuosa de urea/formaldehído, añadir a dicha dispersión una primera solución de catalizador acuoso, siendo la proporción molar de urea/formaldehído en las dispersiones acuosas de urea/formaldehído y la proporción en peso del primer catalizador acuoso añadido a dichas dispersiones de urea/formaldehído iguales a Dispersiones Proporción molar U/F

Proporción en peso de solución de

primer catalizador acuoso

pH Proporción molar final de U/F de las

correspondientes mezclas líquidas

1 0,40 0,104 % 5-5,5 1,33

0,50 0,100 % 4,5-4,8 1,54

7 0,40 0,068 % 5-5,4 1,25

11 0,31 0,037 % 4-4,4 1,11

13 0,33 0,130 % 5-5,5 1,33

para iniciar la condensación, controlar el pH de dicha dispersión para mantener dicho pH dentro de los intervalos indicados anteriormente de 4,0 a 7,0, detener la condensación incrementando el pH, añadir urea adicional para obtener una mezcla que tenga la proporción molar final de urea/formaldehído indicada anteriormente y

b) suministrar las mezclas a un dispositivo de granulación, mientras que se añade y se mezcla un segundo catalizador acuoso en la cantidad indicada a continuación y disminuir el pH de la mezcla hasta los valores indicados a continuación,

Mezclas

(de dispersiones) Proporción en peso de solución de segundo catalizador acuoso pH 2 (obtenido de la dispersión 1) 1,66 % 5,6-5,8

6 (obtenido de la dispersión 5) 1,5 % 5,8-6,0

8 (obtenido de la dispersión 7) 1,33 % 5,6-5,8

12 (obtenido de la dispersión 11) 1,66 % 5,6-5,8

14 (obtenido de la dispersión 13) 1,0 % 6,2-6,4

y llevar a cabo una reacción de condensación/secado, incluyendo dicho dispositivo de granulación medios de reciclado para reciclar el producto como un iniciador de crecimiento;

c) proporcionar un producto granulado que comprende gránulos de fertilizante de urea/formaldehído con forma esférica que tienen un diámetro de 2,0 a 3,0 mm, que tiene una homogeneidad granulométrica alta y que tiene una densidad en el intervalo de 0,5 a 1 g/cm3, y un contenido en nitrógeno total de un 36 a un 42 %.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E01128224.

Solicitante: SADEPAN CHIMICA S.R.L.

Nacionalidad solicitante: Italia.

Dirección: VIALE LOMBARDIA, 29 46019 VIADANA (MANTOVA) ITALIA.

Inventor/es: RIZZI, GIUSEPPE, COSTA,GIANLUCA.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > FERTILIZANTES; SU FABRICACION > MEZCLAS DE FERTILIZANTES CUBIERTOS INDIVIDUALMENTE... > C05G3/00 (Mezclas de uno o más fertilizantes con materiales que no tienen una específica actividad fertilizante)
  • 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))
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > FERTILIZANTES; SU FABRICACION > FERTILIZANTES NITROGENADOS > Fertilizantes que contienen urea o sus compuestos > C05C9/02 (que contienen productos de condensación urea-formaldehído)

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la preparación de fertilizantes nitrogenados y complejos en forma granulada esférica altamente homogeneizada a partir de resinas líquidas de urea-formaldehído y el fertilizante preparado de este modo

Antecedentes de la invención La presente invención se refiere a un procedimiento para la preparación de fertilizantes, opcionalmente con microelementos, en una forma granulada esférica que tiene una alta homogeneidad granulométrica, a partir de resinas de urea-formaldehído en forma líquida, y a los fertilizantes preparados de este modo.

En realidad, también los fertilizantes preparados por el procedimiento de la invención constituyen una parte integrante de la invención.

Como se sabe, las resinas de urea-formaldehído (UF) en forma sólida y de bajo peso molecular, son fertilizantes adaptados para liberar lentamente nitrógeno, tano debido a un alto contenido en dicho nitrógeno (> 36 %) , como a su capacidad para liberar de forma gradual y continua nitrógeno para una absorción directa por las plantas y similares.

Esta última característica es muy importante tanto desde un punto de vista económico como ambiental.

Los fertilizantes disponibles son compuestos que tienen una solubilidad en agua muy alta y, en consecuencia, estos compuestos se pueden eliminar o retirar fácilmente por lavado por la lluvia o aguas de riego.

A su vez, este material eliminado por lavado puede contaminar aguas y capas freáticas y además, puesto que el material eliminado por lavado no puede ayudar al crecimiento de la planta, debe complementarse por nuevos compuestos fertilizantes.

La eficacia de los fertilizantes nitrogenados a base de resinas UF, que incluyen resinas UF en forma sólida, se mide por el parámetro denominado “índice de actividad” (AI) , que está relacionado con las cantidades respectivas de resinas insolubles en agua caliente (HWIN) y agua fría (CWIN) , y está ligada a la tasa de liberación de nitrógeno como sigue:

AI = 100 · (1 - HWIN/CWIN) .

Valores pequeños del parámetro AI mencionado anteriormente son indicativos de una liberación más lenta, mientras que valores altos son indicativos de una liberación más rápida.

Un fertilizante nitrogenado convencional tendría un valor de AI de un 40 % a un 60 %.

Los productos de condensación de urea-formaldehído anteriores, que contienen metileno-urea de baja solubilidad en agua, tienen un contenido en cantidad de nitrógeno que se puede liberar a las plantas en un periodo de tiempo prolongado.

A su vez, las resinas UF, usadas como fertilizante nitrogenado, tienen un valor comparativamente alto, debido tanto a su alto contenido en nitrógeno como a sus características de liberación de nitrógeno, tanto en agua fría como caliente.

Las cadenas más largas solubles en agua, por otra parte, se pueden hidrolizar mucho más lentamente que las cadenas más cortas.

La eficacia de liberación disminuye bruscamente para oligómeros que incluyen una cantidad de urea mayor de 5 unidades (tetrametilenpentaurea) y, en una cantidad tal que se vuelven casi inagregables por los microorganismos del suelo.

Muchos fertilizantes comercialmente disponibles basados en resinas UF sólidas tienen una tasa de nitrógeno con insolubilidad en agua caliente alta, (HWIN) , en consecuencia, de este modo este nitrógeno prácticamente no estaría disponible para las plantas.

Por tanto, para reducir la cantidad de nitrógeno insoluble en agua caliente, mientras se mantiene la fracción insoluble en agua fría del mismo casi inalterada, se han usado convencionalmente dos procedimientos.

El primero de estos procedimientos prevé añadir a la mezcla de urea/formaldehído una cantidad adicional de urea.

Por este procedimiento, sin embargo, el exceso de urea libre provoca un incremento de la fitotoxicidad del fertilizante.

El segundo procedimiento, a su vez, prevé añadir amoníaco en forma de sales de amonio para favorecer una formación de productos de condensación de bajo peso molecular, en general no mayores de trímeros (dimetilentriurea) .

Normalmente, la reacción de condensación de urea y formaldehído se lleva a cabo en dos fases:

1) en la primera fase, se mezclan urea y formaldehído, en proporciones adecuadas de 1, 3 a 1, 2 y a un pH de 7 a 10, a la temperatura del entorno o ambiente, favoreciendo de este modo la formación de metilolurea.

2) en la segunda fase, la mezcla se acidifica y se calienta (a un pH de 4, 5 a 6, 0 y a una temperatura de 80 a 110 ºC) , proporcionando de este modo una resina UF.

La reacción también se puede llevar a cabo en una única fase, acidificando a baja temperatura (20-40 ºC) durante un tiempo prolongado; sin embargo, un procedimiento de este tipo proporcionaría un producto muy rico en urea libre, con los problemas de fitotoxicidad consecuentes ya que la resina se usa como fertilizante.

Un procedimiento alternativo podría comprender un uso de un alcohol como disolvente de reacción (alcohol metílico o etílico) .

La reacción de condensación de urea-formaldehído siempre se lleva a cabo acidificando la metilolurea formada en un medio o entorno básico, controlándose la temperatura, en un caso de este tipo, eliminando el disolvente por ebullición, puesto que dicho disolvente funcionaría como un “volante” térmico.

De forma más específica, la reacción de condensación/secado se puede llevar a cabo directamente en un dispositivo de granulación, por ejemplo de un tipo de lecho fluido, o en una columna o torre de pulverización-secado o, de forma alternativa, en un reactor CFSR, para salir del mismo como una suspensión que se suministra a un turbosecador u otro aparato similar.

De forma alternativa, la forma líquida se puede adsorber sobre materiales inorgánicos inertes (vermiculita y arcillas, en general) .

Para preparar fertilizantes en forma granulada a partir de una resina espumada, la reacción de condensación se lleva a cabo acidificando en presencia de materiales activos en superficie (0, 05-2 %) y/o aire en un reactor que incluye un dispositivo de agitación adecuado.

Compendio de la invención El objeto de la presente invención es mejorar los resultados divulgados anteriormente, proporcionando un procedimiento para la preparación de fertilizantes nitrogenados y complejos, diseñados para liberar lentamente nitrógeno, en forma granulada, proporcionando de este modo un producto de homogeneidad granulométrica alta y susceptible de aplicarse fácilmente por medios de aplicación convencionales para distribuir uniformemente fertilizantes en forma granulada o granulares.

Además de nitrógeno, los productos mencionados anteriormente también pueden contener microelementos (Zn, Mn) .

Dentro del ámbito del objeto mencionado anteriormente, un objetivo principal de la presente invención es proporcionar un procedimiento tal que permita controlar de forma fácil y precisa los parámetros de producción tales como: contenido en catalizador, temperatura del aire de secado, proporción fase sólida / fase líquida dentro del dispositivo de granulación, así como el tiempo de retención del compuesto preparado en dicho dispositivo de granulación.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un procedimiento tal que sea funcionalmente muy fiable y seguro.

Otro objetivo más de la presente invención es proporcionar un procedimiento para la preparación de fertilizantes nitrogenados y complejos, para liberar lentamente nitrógeno, en forma granulada, que se puede llevar a cabo fácilmente usando aparatos y elementos disponibles comercialmente con facilidad.

Otro objetivo más de la presente invención... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un procedimiento para la preparación de fertilizantes nitrogenados y complejos, para liberar lentamente nitrógeno, en forma granulada, caracterizado porque dicho procedimiento comprende las etapas de a) preparar una dispersión acuosa de urea/formaldehído, añadir a dicha dispersión una primera solución de catalizador acuoso, siendo la proporción molar de urea/formaldehído en las dispersiones acuosas de urea/formaldehído y la proporción en peso del primer catalizador acuoso añadido a dichas dispersiones de urea/formaldehído iguales a

Dispersiones Proporción molar U/F Proporción en peso de solución de primer catalizador acuoso pH Proporción molar final de U/F de las correspondientes mezclas líquidas

1 0, 40 0, 104 % 5-5, 5 1, 33

5 0, 50 0, 100 % 4, 5-4, 8 1, 54

7 0, 40 0, 068 % 5-5, 4 1, 25

11 0, 31 0, 037 % 4-4, 4 1, 11

13 0, 33 0, 130 % 5-5, 5 1, 33

para iniciar la condensación, controlar el pH de dicha dispersión para mantener dicho pH dentro de los intervalos indicados anteriormente de 4, 0 a 7, 0, detener la condensación incrementando el pH, añadir urea adicional para obtener una mezcla que tenga la proporción molar final de urea/formaldehído indicada anteriormente y

b) suministrar las mezclas a un dispositivo de granulación, mientras que se añade y se mezcla un segundo catalizador acuoso en la cantidad indicada a continuación y disminuir el pH de la mezcla hasta los valores indicados a continuación,

Mezclas (de dispersiones) Proporción en peso de solución de segundo catalizador acuoso pH

2 (obtenido de la dispersión 1) 1, 66 % 5, 6-5, 8

6 (obtenido de la dispersión 5) 1, 5 % 5, 8-6, 0

8 (obtenido de la dispersión 7) 1, 33 % 5, 6-5, 8

12 (obtenido de la dispersión 11) 1, 66 % 5, 6-5, 8

14 (obtenido de la dispersión 13) 1, 0 % 6, 2-6, 4

y llevar a cabo una reacción de condensación/secado, incluyendo dicho dispositivo de granulación medios de reciclado para reciclar el producto como un iniciador de crecimiento;

c) proporcionar un producto granulado que comprende gránulos de fertilizante de urea/formaldehído con forma esférica que tienen un diámetro de 2, 0 a 3, 0 mm, que tiene una homogeneidad granulométrica alta y que tiene una densidad en el intervalo de 0, 5 a 1 g/cm3, y un contenido en nitrógeno total de un 36 a un 42 %.

2. Un procedimiento, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicha solución de catalizador se selecciona como se indica en la siguiente tabla:

Dispersiones Primer catalizador acuoso Mezclas (de dispersiones) Segundo catalizador acuoso

1 Ácido fórmico al 20 % 2 (obtenido de la dispersión 1) Sulfato de amonio al 30 %

5 Ácido fórmico al 20 % 6 (obtenido de la dispersión 5) Ácido fórmico al 20 %

7 Ácido fórmico al 20 % 8 (obtenido de la dispersión 7) Sulfato de amonio al 30 %

11 Ácido fosfórico al 55 % 12 (obtenido de la dispersión 11) Sulfato de amonio al 30 %

13 Sulfato de amonio al 30 % 14 (obtenido de la dispersión 13) Sulfato de amonio al 30 %

3. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho procedimiento comprende la etapa adicional de añadir a dicha dispersión de urea/formaldehído acuosa, macro y/o meso y/o microelementos 25 como se indica en la siguiente tabla:

Mezclas (de dispersiones) Elemento

6 (obtenido de la dispersión 5) Cinc

14 (obtenido de la dispersión 13) Manganeso

4. Un fertilizante nitrogenado granulado, en particular para uso agrícola, preparado por un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho fertilizante comprende gránulos de fertilizante formulados con nitrógeno que se libera lentamente que tienen un índice de actividad como se indica en la siguiente tabla

Gránulos Al Diámetro

Ejemplo 2 (obtenido de la dispersión 1) 20-25 2-2, 5

Ejemplo 6 (obtenido de la dispersión 5) 40-45 2, 0-2, 5

Ejemplo 8 (obtenido de la dispersión 7) 55-60 2, 5-3, 0

Ejemplo 12 (obtenido de la dispersión 11) 47-53 2-2, 5

Ejemplo 14 (obtenido de la dispersión 13) 75-80 2-2, 5

y en el que dichos gránulos son gránulos esféricos que tienen un diámetro como se indica anteriormente.

5. Un fertilizante de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque dichos gránulos de fertilizante comprenden además los siguientes elementos y/o microelementos secundarios:

Gránulos Elemento

Ejemplo 6 (obtenido de la dispersión 5) Cinc

Ejemplo 14 (obtenido de la dispersión 13) Manganeso

6. Un fertilizante de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque dichos gránulos tienen una dureza como se indica en la siguiente tabla

Gránulos Dureza

Ejemplo 2 (obtenido de la dispersión 1) 1, 5-2

Ejemplo 6 (obtenido de la dispersión 5) 1, 0-1, 5

Ejemplo 8 (obtenido de la dispersión 7) 3, 0-3, 5

Ejemplo 12 (obtenido de la dispersión 11) 2-2, 5

Ejemplo 14 (obtenido de la dispersión 13) 2-2, 5

7. Un fertilizante de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque dichos gránulos tienen una friabilidad como se indica en la siguiente tabla

8. Un fertilizante de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque dichos gránulos no tienden a presentar compactación, incluso si dichos gránulos se mantienen en condiciones secas a una temperatura de 70 ºC durante un periodo de un mes.

Gránulos Friabilidad

Ejemplo 2 (obtenido de la dispersión 1) < 1

Ejemplo 6 (obtenido de la dispersión 5) < 1

Ejemplo 8 (obtenido de la dispersión 7) < 0, 5

Ejemplo 12 (obtenido de la dispersión 11) < 1

Ejemplo 14 (obtenido de la dispersión 13) < 1

9. Un fertilizante de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque dichos gránulos no tienden a presentar compactación incluso si dichos gránulos están sometidos, durante diez días, a una presión de 200 g/cm2 a una temperatura de 38 ºC.

10. Un fertilizante de acuerdo con la reivindicación 4, que tiene una densidad como se indica en la siguiente tabla

Gránulos Densidad

Ejemplo 2 (obtenido de la dispersión 1) 0, 75

Ejemplo 6 (obtenido de la dispersión 5) 0, 8

Ejemplo 8 (obtenido de la dispersión 7) 0, 65

Ejemplo 12 (obtenido de la dispersión 11) 0, 75

Ejemplo 14 (obtenido de la dispersión 13) 0, 8

11. Un fertilizante de acuerdo con la reivindicación 4, que tiene un contenido de nitrógeno total (% en peso) como se indica en la siguiente tabla

Gránulos Contenido en nitrógeno total

Ejemplo 2 (obtenido de la dispersión 1) 38

Ejemplo 6 (obtenido de la dispersión 5) 39

Ejemplo 8 (obtenido de la dispersión 7) 39

Ejemplo 12 (obtenido de la dispersión 11) 38

Ejemplo 14 (obtenido de la dispersión 13) 38