КОМПОЗИЦИЯ КОНДИЦИОНИРУЮЩАЯ ДЛЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ
CONDITIONING COMPOSITION FOR MINERAL FERTILISERS

Изобретение относится к области производства минеральных удобрений, конкретно к композиции, предназначенной для предотвращения слеживаемости минерального удобрения при хранении и перевозке от производителя к потребителю.
Известен кондиционирующий агент для снижения образования пыли и слеживания удобрений, включающий воск, масло, смолу, поверхностно-активный агент и, возможно, полимер. Он включает 5-50 мас.% воска, 5-75 мас.% масла, включающего растительные масла, жидкие животные жиры, жиры морских животных или их препараты, 30-60 мас.% смолы, являющейся остатком дистилляции ненасыщенного жидкого животного жира, рыбьего жира или растительного масла или природной смолой, 2-15 мас.% поверхностно-активного вещества и 0-5 мас.% биоразлагаемого полимера (см. патент РФ №2291847 по кл. C05G 3/10, 2007).
Указанный агент сложный по составу и за счет включения большого количества компонентов.
17
20
14
17
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому решению является композиция для кондиционирования минеральных удобрений, включающая первичные алифатические амины фракции С-С или талловые амины, поверхностно-активные вещества. В состав композиции вводят низкомолекулярные полиизобутилены с молекулярной массой 5000-30000 и твердые углеводороды с температурой плавления не ниже 50°С, при этом в качестве растворителя в композицию вводят парафиновые углеводороды фракции С-С, а в качестве поверхностно-активных веществ вводят неионогенные ПАВ в виде оксиэтилированных амидов жирных кислот (см. патент РФ №2240297 по кл. МПК C05G 3/10, 2004).
Данная композиция является сложной в технологии производства за счет многокомпонентного состава и лимитирующей стадии растворения полиизобутилена в органических растворителях.
Задачей, поставленной в данном изобретении, является разработка простой по составу и эффективной композиции для предотвращения слеживаемости и пылимости минерального удобрения на базе доступного сырья как при высоких, так при низких температурах окружающей среды.
12
22
2
Указанная задача решается тем, что предложена композиция кондиционирующая для минеральных удобрений, включающая первичные амины с длиной углеродной цепи С-С. В качестве основы композиции входит разогретое до 70-80°С масло индустриальное и/или смесь индустриальных масел с вязкостью при 40°С от 29-110 мм/c с добавлением при постоянном перемешивании первичных аминов в следующем соотношении компонентов, мас.%:
индустриальное масло и/или смесь индустриальных масел
98-70
первичные амины и/или их смеси
2-30
Кроме того, в качестве первичных аминов входит гидрогенезированный талловый амин.
18
18
А также можно в качестве первичных аминов использовать смесь гидрогенезированного талового амина с длиной углеводородной цепи C и олеиламина с длиной углеводородной цепи C.
2
Кроме того, при кондиционировании удобрений при температуре более 0°С в весенне-летний период в качестве масла индустриального использовано масло с вязкостью при 40°С 90-110 мм/с.
2
2
А при кондиционировании при температуре менее 0°С в осенне-зимний период в качестве масла индустриального использовано масло с вязкостью при 40°С 29-35 мм/с, или масло с вязкостью при 40°С 61-75 мм/с, или их смесь.
В осенне-зимний и весенне-летний периоды года температура и влажность окружающей среды различны. Изменение температуры среды вызывает циклы растворения и повторной кристаллизации с образованием кристаллических мостов в точках контакта гранул. В весенне-летнее время хранение и транспортировка минеральных удобрений проходит в более жестких условиях: при высоких температуре и влажности. Следовательно, требования к смеси кондиционирующей более высокие, чем в осенне-зимний период. Кроме того, существует проблема впитывания смеси кондиционирующей в гранулу минерального удобрения при высоких температурах окружающей среды в весенне-летний период времени года. В осенне-зимний период также существует проблема замерзания смеси кондиционирующей в трубах узла кондиционирования при высоких вязкостях смеси кондиционирующей.
Исходя из этого рекомендуется использование сезонных рецептур СК для разного времени года. Для обеспечения свойств сезонной композиции по вязкостным параметрам не нужно дополнительное введение модифицирующих веществ в смесь кондиционирующую, так как в состав композиции вводят индустриальные масла с различными вязкостными характеристиками.
12
22
2
2
Технический результат использования указанного решения заключается в том, что в состав композиции в качестве активного компонента вводят высшие первичные амины и/или их смеси с длиной углеродной цепи С-C, которые обеспечивают образование адсорбционной гидрофобной пленки на поверхности частиц удобрения, и индустриальные масла и/или их смеси с вязкостью при 40°С от 29-110 мм/c для обеспечения эффективного и равномерного распределения кондиционирующей добавки по обрабатываемой поверхности. Проведенные испытания показали, что индустриальные масла и/или их смесь с вязкостью при 40°С от 29-110 мм/c обеспечивают получение однородной композиции, текучести, равномерность распределения смеси кондиционирующей по поверхности гранул минерального удобрения.
2
2
12
22
Также результаты исследований показали, что при использовании в композиции в качестве основы индустриальных масел И-20 (с вязкостью при 40°С 29-35 мм/с) и И-40 (с вязкостью при 40°С 61-75 мм/с) и/или их смеси с добавлением первичных аминов с длиной углеродной цепи С-С и/или их смеси полученные композиции подходят при температуре менее 0°С для осенне-зимнего периода в производстве минеральных удобрений. Это объясняется тем, что смесь кондиционирующая с более низкой вязкостью обеспечивает хорошую текучесть по трубопроводам при стадии кондиционирования при низких температурах окружающей среды, что исключает проблему забивки трубопроводов.
2
12
22
При исследовании композиции, в которой в качестве основы используют индустриальное масло И-50 (с вязкостью при 40°С 90-110 мм/c) с добавлением первичных аминов с длиной углеродной цепи C-С и/или их смеси, определили что, данная композиция подходит при температуре более 0°С для весеннее-летнего периода в производстве минеральных удобрений. Это объясняется тем, что температура гранулированного удобрения, поступающего на стадию кондиционирования в указанный период времени, высокая, а смесь кондиционирующая с высокой вязкостью не проникает вглубь гранулы и остается на поверхности в виде гидрофобной пленки, что обеспечивает высокую эффективность смеси кондиционирующей при дальнейшем хранении и транспортировке минеральных удобрений.
Температура разогрева смеси кондиционирующей по результатам испытаний выбрана 70-80°С, как самая оптимальная. При данном диапазоне температур смесь кондиционирующая является гомогенной, текучей, так как температура плавления аминов 60-65°С. Температура кондиционирующей добавки не должна превышать 90°С, так как при длительном нагревании свыше 90°С происходит деструкция аминов.
Композицию используют в количестве 0,3-0,6 мас.% от массы удобрения, в зависимости от марки минерального удобрения.
Пример 1.
2
18
18
В качестве индустриального масла используется масло И-20 с вязкостью при 40°С 29-35 мм/с. В качестве активного компонента выбрана смесь высших первичных аминов: гидрогенезированного таллового амина (твердое вещество) с длиной углеводородной цепи C и олеиламина (жидкость) с длиной углеводородной цепи C. Состав компонентов следующий, мас.%:
смесь таллового амина гидрогенезированного и олеиламина
6±1
масло индустриальное И-20
94±1
Пример 2.
2
18
18
В качестве индустриального масла используется масло И-40 с вязкостью при 40°С 61-75 мм/с. В качестве активного компонента выбрана также смесь высших первичных аминов: гидрогенезированного таллового амина (твердое вещество) с длиной углеводородной цепи C и олеиламина (жидкость) с длиной углеводородной цепи C. Состав компонентов следующий, мас.%:
смесь таллового амина гидрогенезированного и олеиламина
6±1
масло индустриальное И-40
94±1
Смеси кондиционирующие по примеру 1 и 2 предназначены для использования при температуре менее 0°С в осенне-зимний период времени. Использование смеси кондиционирующей на основе смеси твердого и жидкого высших первичных аминов обеспечит получение смеси кондиционирующей с более низкой вязкостью.
18
18
При смешении высших первичных аминов: гидрогенезированного талового амина (твердое вещество) с типичным распределением алкильных заместителей 67% C и олеиламина (жидкость) 82% C достигается уменьшение массовой доли первичных аминов в кондиционирующей добавке, в данном случае с ±9% до ±6%.
2
2
Использование смеси кондиционирующей на основе масла индустриального с вязкостью при 40°С 29-35 мм/с, или масла с вязкостью при 40°С 61-75 мм/с, или их смесь обеспечит равномерное нанесение смеси на поверхность гранул, высокую эффективность при температуре менее 0°С окружающей среды, хорошие условия использования данной смеси на стадии кондиционирования (исключает вероятность забивки трубопроводов).
Пример 3.
2
18
В качестве индустриального масла используется масло И-50 с вязкостью при 40°С 90-110 мм/с. В качестве первичного амина выбран гидрогенезированный талловый амин с длиной углеводородной цепи C. Состав компонентов следующий, мас.%:
талловый амин гидрогенезированный
9±1
масло индустриальное И-50
91%±1
2
Смесь кондиционирующая по примеру 3 предназначена для использования при температуре более 0°С в весенне-летний период времени. Использование смеси кондиционирующей на основе масла индустриального И-50 с вязкостью при 40°С 90-110 мм/с обеспечивает равномерное нанесение смеси на поверхность гранул и высокую эффективность при высоких температурах окружающей среды. Кроме того, данная смесь способствует образованию гидрофобной пленки на поверхности гранул и исключает возможность проникновения смеси кондиционирующей в гранулу минерального удобрения при большой пористости последнего.
Указанные композиции при 70°С наносили путем распыления на поверхность гранулированного удобрения. Проверка эффективности кондиционирующей композиции была проведена на образцах NPK 15:15:15, т.к. данная марка удобрений является наиболее пористой и склонной к слеживанию. Изучение физико-химических свойств проводилось во времени: в начале эксперимента и через 30 суток хранения в запакованном виде в помещении лаборатории. Выполнение метода слеживаемости основано на определении нагрузки, необходимой для разрыва брикета удобрения, изготовленного при определенных условиях. Методика определения пылимости основана на вычислении количества пыли, выделившегося из продукта при пересыпании его во вращающемся барабане. Эффективность обработки NPK 15:15:15 (дозировка 3,0 кг/т). Эффективность, % через 30 суток хранения продукта (в сравнении с необработанным продуктом) показана в таблице:
Таблица
Эффективность обработки NPK 15:15:15 (дозировка 1,5 кг/т)
Эффективеость, %
Пример 1 и 2
Пример 3
Слеживаемость
93
97
Пылимость
93
96
Данные показывают, что предлагаемая композиция предназначена для обработки минеральных удобрений (поверхности гранул) с целью улучшения их антислеживающих и пылеподавляющих свойств при хранении и транспортировке. Кроме того, применение предлагаемой композициии обеспечивает защиту удобрений от влаги, упрочнение гранул с целью подавления истираемости, обеспечивает рассыпчатость товарных удобрений, беспрепятственное растворение обработанного удобрения в почве, исключает необходимость использования нескольких реагентов для обработки удобрений, т.к. обладает всеми защитными свойствами. Композиции созданы на базе доступного сырья для использования как в весенне-летний, так и осенне-зимний периоды года (при высоких и низких температурах окружающей среды).