ES2591254T3 - Aditivo que contiene triamida N-(N-butil) tiofosfórica para fertilizante basado en urea - Google Patents

Aditivo que contiene triamida N-(N-butil) tiofosfórica para fertilizante basado en urea Download PDF

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Abstract

Un aditivo fluido, seco para un fertilizante que contiene urea que comprende: a. Triamida de N(n-butil)-tiofosfórica (NBPT) en el intervalo del 1 al 80% por peso, y b. polímero de urea-formaldehido sólido (UFP) en el intervalo del 99 al 20% por peso en el que el UFP es una resina de polimetil urea y el UFP está recubierto con la NBPT.

Description

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Aditivo que contiene triamida N-(N-butil) tiofosforica para fertilizante basado en urea Descripcion
Campo de la Invencion
El campo de la invencion es fertilizantes que contienen urea. Mas especlficamente, esta invencion divulga un aditivo seco, fluible que contiene triamida N-(n-butil) tiofosforica (NBPT), pollmero de urea-formaldehido solido (UFP) y, opcionalmente, diciandiamida (DCD) que pueden combinarse con un fertilizante basado en urea para preparar un fertilizante que proporciona perdida de nitrogeno reducida del suelo.
Antecedentes de la Invencion
El nitrogeno es un nutriente de las plantas importante. Ademas, del fosforo, potasio y otros nutrientes, el nitrogeno se necesita para apoyar el crecimiento y desarrollo de la vida vegetal. Algunas plantas, como las legumbres, a traves de una relacion simbiotica con las bacterias Rhizobium, fijan el nitrogeno elemental de la atmosfera y fijan este nitrogeno en el suelo. Sin embargo, la mayorla de las plantas cultivadas para producir comida humana y animal requieren el uso de fertilizante de nitrogeno para sostener su produccion agricola.
El fertilizante de nitrogeno de analisis alto mas ampliamente usado y agrlcolamente importante es la urea, CO(NH2)2. Mientras que la mayorla de la urea actualmente producida se usa como un fertilizante en su forma granular, los fertilizantes fluidos basados en urea tambien son bien conocidos. Como se usa en la presente, el termino "fertilizantes fluidos" engloba fertilizantes llquidos, es decir soluciones acuosas de fertilizantes, y fertilizantes en suspension, es decir composiciones de fertilizantes que ademas de agua y componentes solubles en agua tambien contienen componentes insolubles mantenidos en suspension por un agente de suspension, como arcilla. Los fertilizantes en suspension son excelentes portadores de pesticidas y micronutrientes.
El fertilizante llquido basado en urea mas comunmente conocido es una solucion acuosa de urea y nitrato de amonio, referido en el comercio de fertilizantes como una solucion UAN. Estos fertilizantes fluidos se usan en una variedad de cultivos, como el malz y el trigo. Cuando se aplica a suelo humedo, el componente de urea del fertilizante fluido se vuelve una fuente de amoniaco como resultado de la hidrolisis catalizada por la ureasa, una enzima producida por numerosos hongos y bacterias. El proceso se divulga completamente en la Patente US 5.364.438.
Desafortunadamente, la hidrolisis catalizada por ureasa convierte a menudo la urea a amoniaco mas rapidamente de lo que puede ser absorbida por el suelo, resultando en una perdida de amoniaco no deseable a la atmosfera a traves de un proceso denominado volatilizacion.
Los inhibidores de la ureasa ralentizan la conversion de la urea a amoniaco, extendiendo el periodo de liberacion de nitrogeno. Un inhibidor de la ureasa es la triamida N-(n-butil) tiofosforica (NBPT). Cuando se incorpora en un fertilizante basado en urea, la NBPT reduce la tasa a la que la urea se hidroliza en amoniaco. Esto permite que el nutriente de nitrogeno este disponible para el suelo y las plantas durante un periodo mas largo de tiempo. La NBPT es ampliamente reconocida como un inhibidor de la ureasa efectivo, pero la NBPT es notoriamente diflcil de manejar, ya que la NBPT de grado industrial es un material de cera, pegajoso, sensible al calor y sensible al agua. Como resultado, un sistema de solvente se divulgo en la Patente U.S. 5.364.438, que permitio que la solucion de NBPT se aplicase a la UAN. Sin embargo, esta solucion tenia problemas de estabilidad asi como problemas en la administracion y medida en el fertilizante fluido.
La WO 00/61522 divulga composiciones quimicas que contienen un inhibidor de la ureasa especifico y al menos un compuesto seleccionado de inhibidores de la nitrificacion especiales y 1H-1,2,4-triazol.
La Patente US 4.530.714 divulga composiciones de fertilizantes inhibidos de ureasa que contienen urea y una cantidad que inhibe la ureasa de uno o mas compuestos de triamida fosforica.
La Patente US 4.551.166 divulga un fertilizante de nitrogeno basado en productos de la condensacion de urea-formaldehido suspendidos en agua, el fertilizante que contiene diciandiamida en una cantidad del 5 al 35% por peso de diciandiamida-nitrogeno, en base al contenido de nitrogeno de la urea, y del 0,001 al 0,5% por peso de polimeros de alcohol de vinilo o polimeros de acidos aldehido-carboxilicos, en base al peso de la suspension.
La Patente US 5.352.265, divulga un fertilizante granular que comprende alrededor del 90 al 99% de urea, 0,02 al 0,5% de NBPT y alrededor del 0 al 2,2% de DCD. EL NBPT se anade a urea derretida como una solucion concentrada en un solvente de amida. La DCD se anade a la urea derretida como un solido. Este producto granular se hace para aplicarlo directamente al campo de cultivo.
La presente invencion de un aditivo fluido seco, se prepara recubriendo un polimero de urea-formaldehido solido (UFP) con una solucion o suspension de NBPT en un solvente llquido, preferiblemente un solvente de amida.
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Opcionalmente, el UFP recubierto puede mezclarse con DCD solida. Antes de la aplicacion del fertilizante al campo de cultivo, el aditivo fluido seco se mezcla con una solucion de UAN o urea acuosa, para formar la composicion de fertilizante que contiene urea fluida, o mezclarse con urea solida o derretida para formar un fertilizante basado en urea solido. La presente invencion proporciona una composicion de fertilizante fluida o solida que es facil de manejar y estable cuando se maneja.
Sumario de la Invencion
Todos los porcentajes son por peso, a menos que se indique lo contrario. La presente invencion es un aditivo seco, fluido para una urea que contiene fertilizante fluido que comprende:
a. triamida N-(n-butil)-tiofosforica (NBPT) en el intervalo del 1 al 80% por peso, y
b. pollmero de urea-formaldehido solido (UFP) en el intervalo del 99 al 20% por peso
en donde el UFP es una resina de polimetil urea y la UFP esta recubierta con la NBPT.
Tambien se divulga una composicion de fertilizante fluido, que comprende una solucion acuosa de UAN o UREA, NBPT y, opcionalmente, DCD. Se prepara un aditivo de fluido seco para la UAN o urea acuosa recubriendo UFP solido con una solucion o suspension de NBPT en un solvente llquido. En un aspecto de la divulgacion, la NBPT esta presente en el aditivo seco en la cantidad de alrededor del 0,40 al 15,0%. En un aspecto de la divulgacion, el UFP solido esta presente en el intervalo de alrededor del 3,0 al 15,0%. Opcionalmente, se puede mezclar DCD solida con este UFP recubierto en el intervalo del 40,0 al 95,0%, y dioxido de silicio en el intervalo de de alrededor del 0,4 al 2,5% de aditivo para formar la composicion de fertilizante que contiene urea fluido. Alternativamente, el aditivo fluido seco puede tambien anadirse a urea derretida o urea solida y granularse para proporcionar un fertilizante seco. La composicion de la presente invencion puede aplicarse a un campo de cultivo para minimizar la perdida no deseada de nitrogeno de amoniaco de la urea aplicada a la superficie y la perdida de nitrogeno en el suelo debido a la lixiviacion y desnitrificacion del nitrogeno de nitrato.
Description Detallada de la Invencion
El termino NBPT como se usa a lo largo de la presente especificacion se refiere no solo a triamida N(-n- butil) tiofosforica en su forma pura, sino tambien a grados industriales u otros grados del material que pueden contener hasta un 50% de impurezas. La NBPT preferida es al menos un 50% pura, la NBPT mas preferida es mas del 50% pura, en el intervalo de alrededor del 51 al 90% pura.
Una solucion o suspension de NBPT en un solvente de amida, como N-alquil 2-pirrolidona, se usa para preparar el aditivo fluido seco de la presente invencion. La solucion o suspension contiene entre alrededor del 30% y alrededor del 80% de NBPT, y preferiblemente entre alrededor del 50% y alrededor del 75% de NBPT. La solucion de NBPT puede prepararse disolviendo o suspendiendo NBPT en un solvente seleccionado de un grupo de amidas llquidas como N-alquil 2-pirrolidona, o anadiendo la N-alquil 2-pirrolidona en el sistema de production de NBPT para producir una solucion de NBPT, en lugar de recuperar un solido de NBPT cerosa. Alternativamente, puede usarse NBPT derretida, sin solventes adicionales, para recubrir el UFP en la presente invencion.
EL UFP solido de la presente invencion es preferiblemente una resina de polimetil urea con aproximadamente un 0,6% de grupos de metilol reactivos. Tiene partlculas primarias de 0,1 a 0,15 pm, formando aglomerados de 3,5 a 6,5 pm de diametro de media. El UFP solido preferido se comercializa como PERGOPAK M® 2, una marca de Albemarle Corporation.
El UFP solido mas preferido es el producto PERGOPAK M® 2 o el precursor sin refinar al PERGOPAK M®
2.
La DCD opcional de la presente invencion tiene preferiblemente un intervalo de partlculas de alrededor de 50 a 350 pm. La DCD esta presente en el aditivo fluido seco en el intervalo de alrededor del 40 al 95%. En una realization adicional de la invencion, el aditivo fluido seco puede contener de alrededor del 1,0 al 30,0% de UFP solido y de alrededor del 99,0 al 70,0 de DCD.
El resto de la composicion consiste principalmente de agua, y tambien puede haber presente una N-alquil pirrolidona en pequenas cantidades. La composicion puede opcionalmente contener tambien un agente de suspension, como arcilla, as! como otros aditivos, como un herbicida, un tinte, un estabilizador de NBPT o un micronutriente. Opcionalmente hay presente dioxido de silicio, un agente de flujo, en una cantidad de hasta alrededor del 3% del aditivo fluido seco.
El aditivo fluido, seco preparado sin la DCD opcional contiene alrededor del 1 al 80% de NBPT y alrededor del 99 al 20% de UFP solido.
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El aditivo fluido seco se anade a la solucion de UAN, urea acuosa, o urea solida o derretida, en el intervalo de alrededor del 0,1 al 5,0% de aditivo en el producto final. Preferiblemente, el aditivo fluido seco se anade en el intervalo de alrededor del 0,4 al 2,5% a UAN fluida o solucion de urea, o mezclas de las mismas, para formar un fertilizante fluido. El fertilizante basado en urea fluido de la presente invencion contiene de alrededor del 0,004 al 1,50% de NBPT, de alrededor del 0,040 al 0,850% de DCD, de alrededor del 0,030 a alrededor del 0,30% de UFP y de alrededor del 99,9 al 98,0% de UAN acuosa. Opcionalmente, el fertilizante puede contener hasta alrededor del 0,03% de dioxido de silicio. La UAN acuosa contiene urea y nitrato de amonio en intervalos de concentracion de alrededor del 15 al 50%. Un intervalo preferido es de alrededor del 25 al 40%.
La composition de fertilizante fluido basada en UAN de esta invencion puede usarse en todas las aplicaciones agricolas en las que se usa actualmente la UAN. Estas aplicaciones incluyen un amplio intervalo de especies de cultivos y cesped, sistemas de labranza, y metodos de colocation de fertilizantes.
El siguiente ejemplo es para ilustrar la invencion y no se presenta para limitar la invencion o las reivindicaciones de ninguna manera.
Ejemplo
Le ejemplo es una preparation de laboratorio de una composicion de aditivo fluida seca.
Se anadieron 200 gramos de una solucion de NBPT al 50% en N-alquil 2-pirrolidona a 73,4 gramos de UFP solido (PERGOPAK M® 2) y 0,5 gramos de un tinte azul (FD & C blue #1). La mezcla se mezclo hasta que se alcanzo una mezcla uniforme como se indica por la distribution del color azul. Esta mezcla se mezclo con 1270 gramos de DCD y se mezclo adicionalmente a un color uniforme para formar el aditivo fluido solido.
Composicion de E
emplo 1
Componente
Masa (g) % de Componente
Solucion de NBPT al 50%
200.0 12.95 (6.47% NBPT)
UFP Solido
73.4 4.75
Tinte Azul
0.50 0.03
DCD
1270.0 82.27
Total
1543.9 100.0
El aditivo fluido seco preparado en el Ejemplo 1 se mezclo con UAN acuosa para formar un fertilizante basado en urea fluido y se probo para su eficacia como un inhibidor de la volatilization de amoniaco usando metodos de prueba conocidos por los expertos en la tecnica de las pruebas de volatilizacion. Una muestra de control no contenla NBPT, y las tres muestras de la invencion tenlan NBPT a niveles del 0,013%, 0,026% y 0,051% respectivamente en la composicion de fertilizante de UAN fluida final. Se descubrio que la presencia de NBPT era efectiva para reducir la perdida de amoniaco, particularmente a los niveles del 0,026% y 0,051% cuando se compararon con fertilizante de UAN fluido sin NBPT (el control).

Claims (9)

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    Reivindicaciones
    1. Un aditivo fluido, seco para un fertilizante que contiene urea que comprende:
    a. Triamida de N(n-butil)-tiofosforica (NBPT) en el intervalo del 1 al 80% por peso, y
    b. pollmero de urea-formaldehido solido (UFP) en el intervalo del 99 al 20% por peso
    en el que el UFP es una resina de polimetil urea y el UFP esta recubierto con la NBPT.
  2. 2. El aditivo de la reivindicacion 1 en el que la composition incluye diciandiamida (DCD).
  3. 3. El aditivo de la reivindicacion 1 o 2, que comprende ademas un producto de tinte.
  4. 4. El aditivo de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende ademas urea.
  5. 5. El aditivo de cualquier reivindicacion anterior en donde el aditivo se combina con una fuente de fertilizante de urea seleccionada del grupo consistente de urea derretida, estiercol, UAN, urea solubilizada o urea solida granulada o combinaciones de los mismos.
  6. 6. El aditivo de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 que es un aditivo fluido, seco para un fertilizante fluido que contiene urea.
  7. 7. El aditivo de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 en donde el aditivo se mezcla con una solution acuosa de urea y nitrato de amonio o con urea acuosa, para formar una composicion de fertilizante que contiene urea fluida.
  8. 8. El aditivo de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 en donde el aditivo se mezcla con urea solida o derretida para formar un fertilizante basado en urea solido.
  9. 9. El aditivo de la reivindicacion 8 en donde el aditivo se anade a urea derretida o urea solida y granulada para proporcionar un fertilizante solido.
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