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目前在氮肥的众多品种中,尿素是产量最大的化学肥料。因其含氮量高、施肥见效快的特点,使得生产技术不断完善以及以尿素为基础的高附加值产品不断发展,尤其以尿素为基础的缓/控释肥料更受到世界各国的重视。 作为缓/控释肥料之一的脲甲醛缓释肥料是由尿素和甲醛合成的不同聚合度的聚亚甲基脲的混合物,是一个已经得到一定程度的推广与应用的尿素下游产品。亚异丁基二脲是由尿素和异丁醛在一定条件下合成的,该产品可作为一种优良的缓释肥料,在国外已经得到普遍发展,国内关于亚异丁基二脲研究报导比较少。 本研究首先考察了多聚甲醛的解聚的工艺条件,其次考察了在较佳的传统工艺条件(先碱性后酸性的反应系统)下,以固体多聚甲醛代替甲醛溶液时制备脲甲醛缓释肥料的工艺条件,最后又以尿素和异丁醛为基础原料探究了亚异丁基二脲的合成工艺条件。结果表明: (1)多聚甲醛在T=50℃~60℃,pH=7.5~8.5,t≥20min时能取得很好的解聚效果,经过解聚后的多聚甲醛有着新制甲醛溶液的活性,因而在制备脲甲醛缓释肥料时,该多聚甲醛可作为一种良好的甲醛溶液替代品。 (2)以多聚甲醛代替甲醛溶液时较适宜的脲甲醛肥料制备工艺条件为:当n(尿素)/n(甲醛)=1.4;羟甲基化反应阶段pH=8.0,反应温度50℃;亚甲基化反应阶段pH=3.0,反应温度50℃,羟甲基化反应阶段的反应时间为40min,亚甲基化反应阶段反应时间为60min时,得到的产品的活性指数 AI=72.88%,氮的转化率为74.99%。达到了AOAC制定的标准的要求(即AI≥40%)。 (3)在相同条件下,用多聚甲醛与尿素制备脲甲醛缓释肥料与用甲醛溶液与尿素制备脲醛肥料相比,用多聚甲醛得到的产品的产量及AI值均有较大的提高,故用多聚甲醛代替甲醛溶液能取得比较好的效果。 (4)在加入MO作为分散剂时,制备亚异丁基二脲的最佳工艺条件为:反应溶液的pH=4,反应温度为40℃,反应时间为60min,尿素与异丁醛的摩尔比为2.5:1,尿素与水的质量比为1:4,搅拌强度(以搅拌器的转速记)为150r/min。 (5)制备亚异丁基二脲时将得到的母液进行循环使用,结果表明随着循环次数的增加,产品的产量维持在50~55g之间,产品氮含量变化也不是很大,在32%左右,说明产品的纯度较高,反应过程中的副产物较少,产品的缓释有效氮含量也都达到标准的要求,原料尿素的累计氮转化率逐渐增加,特别是经过前两次的循环,氮的转化率得到明显的提高。