Что такое биурета в карбамиде
Карбамид марки А для сельского хозяйства
Карбамид марки А и марки Б для сельского хозяйства
Принято разделять разные марки Мочевины по сферам использования, для сельского хозяйства считается лучше подходит марка Б, тогда как для промышленности предпочитают марку А.
В этой статье мы рассмотрим в чем же разница между этими марками для сельскохозяйственного применения.
Основное отличие оказывается в таком показателе как Биурет.
Биурет это стандартное побочное соединение при синтезировании мочевины. Амид аллофановой кислоты, органическое соединение вида С2H5N3О2 + Н2О. Для сельского хозяйства принципиально чтобы содержание Биурета в Карбамиде было не более 1,4%, т.к. при большем содержании он оказывает токсичное воздействие на культуры и является Гербицидом. Из-за этого мочевину не рекомендуют вносить непосредственно перед посевом. Обычно его вносят за 1-2 месяца до предполагаемой даты высева. Биурет в земле самостоятельно разлагается с выделением аммиака за 10-15 дней.
Основные показатели:
| Наименование | Марка А | Марка Б | |||
| Высший сорт | 1-й сорт | Высший сорт | 1-й сорт | 2-й сорт | |
| Массовая доля: | |||||
| азота в пересчете на сухое вещество, %, не менее | 46,3 | 46,2 | 46,2 | 46,2 | 46,2 |
| биурета, %, не более | 0,6 | 1,4 | 1,4 | 1,4 | 1,4 |
Из практики сельхозпроизводителей при содержании биурета менее 0,8% (Карбамид марки А высший сорт) отрицательное влияние на развитие растений не выявлено вовсе. В связи с чем такую мочевину можно вносить в почву непосредственно перед посадкой.
Исследования.
Проведенные опыты свидетельствуют, что при содержащей более 3% биурета и внесении перед высевом негативно сказывается на росте культуры. Например для цитрусовых токсическое влияние заметно при концентрации биурета 2,5%, для яровой пшеницы – 5%, для кукурузы – 5,3%, для льна – 3%. Так же для цитрусовых для внекорневой подкормки можно использовать мочевину в виде жидкого раствора с концентрацией биурета не более 0,3%.
В гранулированном карбамиде концентрация биурета не более 1,4%. Такая концентрация не вызывает отрицательного воздействия на развитие растений, в независимости от сроков внесения мочевины.
Опыты показали, что наличие биурета в карбамиде менее 2,7% во всех случаях не вызвало сколько-нибудь заметного негативного воздействия. Так же при концентрации 5,3% негативное воздействие отчетливо видно на картофеле, кукурузе и сахарной свекле.
При этом при внесении такого удобрения за 3 недели до высева негативное влияние на кукурузе полностью отсутствовало. Это произошло из-за быстрого (10-15 дней) разложения биурета.
Сейчас иностранные исследования проводят изучение применения биурета для подкормки животных (как источника протеина в рацион). Так как азот высвобождается более медленно и равномерно, это уменьшает токсичность и в целом улучшению использования таких препаратов. Такие препараты содержат до 70% биурета. Опыты показывают, что концентрированный биурет наиболее эффективен (в сравнении с карбамидом) при рационах с преобладающими низкокачественными грубыми кормами.
Вывод:
При современных технологиях производства Карбамида содержание Биурета не оказывает негативного воздействия на растения, в связи с этим разделение Мочевины по маркам на сельскохозяйственный и промышленный является устаревшей классификацией. Научные исследования доказывают одинаковую эффективность для сельского хозяйства как Карбамида марки А, так и марки Б.
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОБРАЗОВАНИЯ БИУРЕТА В ПЛАВАХ КАРБАМИДА
Куликов М.А.
ORCID: 0000-0001-8944-9522, кандидат химических наук, Березниковский филиал Пермского национального исследовательского политехнического университета
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОБРАЗОВАНИЯ БИУРЕТА В ПЛАВАХ КАРБАМИДА
Аннотация
Кратко рассмотрены физико-химические основы производства карбамида. Дана общая характеристика технологических схем с полным жидкостным рециклом и стриппинг-процессом. В практической части изучено влияние различных факторов на содержаниебиурета в плавах карбамида, полученныхиз образцов реактивной квалификации и промышленного происхождения. Показана зависимость содержания биурета от температуры плава, концентрации в нем карбамида и времени выдержки Полученные результаты предлагается использовать при совершенствовании технологии.
Ключевые слова: производство карбамида, биурет, термодеструкция, плав
KulikovM.A.
ORCID: 0000-0001-8944-9522, PhD in Chemistry, State National Research Politechnical University of Perm, Bereznikibranch
RESEARCH THE PROCESS OF FORMATION OF BIURET IN UREA MELTS
Abstract
Briefly discussed the physical and chemical bases of urea.The general characteristic of technological schemes with full liquid recycle and stripping process. In the practical part of the study the effect of various factors on the biuret content in urea melts obtained from samples of jet qualification and industrial origin. The dependence of the content of biuret from the melt temperature, the concentration of urea in it and dwell time are encouraged to use the results obtained in improving the technology.
Keywords:urea production, biuret, thermal destruction, melting
В настоящее время карбамид находит все более широкое применение в различных отраслях народного хозяйства. Это эффективное удобрение с высоким содержанием азота (46,2 %), обладающее целым рядом достоинств: высокое содержание азота, взрывобезопасность, низкая слеживаемость гранулированного продукта. Амидный азот карбамида медленнее усваивается растениями и обеспечивает пролонгированное действие, что позволяет использовать его на любых типах почв для большинства сельхоз культур. В промышленности карбамид используется для получения карбамидо-формальдегидных смол, для удаления парафинов из моторных топлив, синтеза лекарственных препаратов и в других направлениях. Заслуживает внимания использование карбамида для очистки отходящих газов тепловых станций, установок по сжиганию мусора, а также дизельных выхлопных газов[1]. Ценные физико-химические свойства обеспечивают повышенный интерес к совершенствованию производства карбамида 4.
В основе промышленного синтеза карбамида лежит взаимодействие аммиака с диоксидом углерода с промежуточным образованием карбамата аммония:
Карбамат аммония затем дегидратируется с образованием карбамида:
Суммарная реакция имеет вид:
Процесс идетв гетерогенной системе «газ – жидкость» при температуре 180-200°С и давлении около 20 МПа. В состав газовой фазы входят пары воды, диоксид углерода и аммиак, жидкая фаза представляет собой водный раствор карбамида, углеаммонийных солей и аммиака. На выход карбамида влияют температура, давление и в большей степени соотношение аммиака и диоксида углерода.
Поскольку реакция образования карбамида является обратимой, плав синтеза представляет собой сложную систему, состоящую из карбамида, карбамата аммония, аммиака, диоксида углерода и воды[6].Для выделения карбамида плав синтеза подвергается дистилляции, в процессе которой из реакционной смеси удаляются вода и непрореагировавшие исходные компоненты с одновременным разложением аммонийных солей. В зависимости от направления переработки продуктов дистилляции, технологические схемы производства подразделяются на две группы.
К первой группе относятся открытые схемы, в которых продукты дистилляции направляются для получения других химических соединений, например, нитрата аммония.
Ко второй группе относятся замкнутые схемы, в которых продукты дистилляции возвращаются в цикл синтеза. Возврат продуктов дистилляции может осуществляться как в газообразном виде, так и в виде раствора аммонийных солей. Наиболее экономичной является схема с полным жидкостным рециклом, поскольку в ней не требуется сжатие горячих газов дистилляции.
Современное производство карбамида осуществляется по схемам с полным жидкостным рециклом и стриппинг-процессом. Сущность стриппинг-процесса заключается в том, что разложение карбамата аммония осуществляется непосредственно в плаве за счет продувки аммиаком или диоксидом углерода. Давление в стриппинг-процессе поддерживается на уровне давления синтеза. Использование стриппинг-процесса позволяет создать технологические установки большой единичной мощности.
Отечественные предприятия работают, в основном, на технологиях Stamicarbon, Snamprogetti, Tecnimont, НИИК, ГИАП, при этом доля схем с полным жидкостным рециклом составляет 36 % [5].
В процессе дистилляции и выпарки происходит частичный гидролиз карбамида (в растворе при температуре выше 80 °С) и его трансформация с образованием биурета (в плавепри температуре выше 130 °С):
Биурет в концентрациях более 3 % угнетает развитие растений [7], поэтому его содержание в промышленном продукте для растениеводства строго нормируется и согласно ГОСТ 2081-2010 не должно превышать 1,5 %.
Целью работы является изучение влияния различных факторов на содержание биурета в плавах карбамида. Исследование включало несколько этапов.
На первом этапе изучено влияние концентрационного и временного факторов на содержание биурета в плаве карбамида при постоянной температуре 140 °С.
Для испытаний готовили 100 г плава исследуемой концентрации. Для приготовления плава с массовой долей 80 и 90 % использовали промышленные образцы после первой ступени выпарки с массовой долей карбамида 98,5 %. Плав с содержанием карбамида 99,7 % готовили из гранулированного карбамида промышленного производства.
Навеску расплавляли в сушильном шкафу при 140°Си отбирали пробу на определение биурета. Затемплав выдерживали при указанной температуре в течение 90 минут, отбирая через каждые 30 минут пробы на определение биурета. Анализ проводили фотометрическим методом согласно ГОСТ 2081-2010, результаты представлены на рис. 1.
Из рисунка 1 видно, что содержаниебиурета возрастает как с увеличением концентрации плава, так и с увеличением времени нахождения плава при повышенных температурах.Максимальное содержание биурета(7,9 %)отмечено в плаве с массовой долей карбамида 99,7 % по истечении 90 минут, минимальное (2,4 %) при концентрации плава 80 %.
Рис. 1 –Содержание биурета в плавах в зависимости от концентрации карбамида и времени испытаний
На втором этапе изучено влияние концентрационного, температурного и временного факторов, а также природы исходного карбамида на содержание биурета.
В первойсерии опытов для приготовления плава использовали карбамид реактивной квалификации «ч» с содержанием биурета 0,33 %. Навеску карбамида расплавляли, отбирали исходный плав на анализ и далее образцы выдерживали в закрытых колбах в сушильном шкафу. Температура опытов поддерживали на 1-3 градуса выше температуры кристаллизации.При концентрации карбамида 95 % через 60 минут выдержки в результате испарения воды плав полностью закристаллизовался. Чтобы не нарушать условий эксперимента анализ в данной точке не проводили. Результаты опытов, представленные в таблице 1, показывают, что скорость образования биурета возрастает с увеличениемтемпературы и концентрации карбамида в плаве.
Во второй серии опытов использован промышленный образец, отобранный после первой ступени выпарки, содержащий 98,6 % карбамида и 0,58 % биурета.
Таблица 1 –Динамика образования биурета
| Концентрация карбамида в плаве, % | Температура опыта, °С | Содержание биурета в плаве, % | ||
| Исходный плав | Через 30 минут | Через 60 минут | ||
| Образец карбамида квалификации «ч» | ||||
| 70 | 60 | 0,14 | 0,26 | 0,34 |
| 80 | 80 | 0,19 | 0,29 | 0,33 |
| 90 | 105 | 0,70 | 0,82 | 1,03 |
| 95 | 120 | 0,90 | 1,32 | – |
| Промышленный образец карбамида | ||||
| 70 | 60 | 0,39 | 0,47 | 0,68 |
| 80 | 80 | 0,57 | 0,68 | 1,01 |
| 90 | 105 | 0,86 | 1,02 | 1,47 |
| 95 | 120 | 1,39 | 1,77 | – |
Опыты второй серии проводились в тех же условиях, что и опыты первой серии. Результаты этих опытов, представленные в таблице 1, подтверждают вывод, сделанный по результатам первой серии.
Таким образом, в работе рассмотрены области использования карбамида, общие аспекты его синтеза, дана краткая характеристика технологических схем с полным жидкостным рециклом и стриппинг-процессом. В экспериментальной части изучено влияние различных факторов на содержание биурета в плавах карбамида.Показано, что содержание биурета зависит от содержания карбамида в плаве, температуры и времени теплового воздействия. Полученные зависимости могут быть использованы при ведении технологического процесса производства карбамида и его оптимизации.
Что такое биурета в карбамиде
Фотометрический метод определения содержания биурета
Urea for industrial use. Photometric method for determination of biuret content
Дата введения 2015-01-01
Предисловие
Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены»
Сведения о стандарте
1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский центр стандартизации, информации и сертификации сырья, материалов и веществ» (ФГУП «ВНИЦСМВ»)
2 ВНЕСЕН Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 527 «Химия»
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 14 ноября 2013 г. N 44)
За принятие проголосовали:
Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97
Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Минэкономики Республики Армения
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 ноября 2013 г. N 1818-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 32555-2013 введен в действие в качестве национального стандарта Российской федерации с 1 января 2015 г.
5 Настоящий стандарт подготовлен на основе применения ГОСТ Р 50568.7-93
Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 ноября 2013 г. N 1818-ст ГОСТ Р 50568.7-93 отменен с 1 января 2015 г.
7 ИЗДАНИЕ (май 2020 г.) с Поправкой (ИУС 12-2014)
Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.
В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге «Межгосударственные стандарты»
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает порядок определения массовой доли биурета (
) в карбамиде (мочевине) в диапазоне от 0,45% до 1,5% фотометрическим методом.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:
ГОСТ 12.0.004 Система стандартов безопасности труда. Организация обучения безопасности труда. Общие положения
ГОСТ 12.1.004 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования
ГОСТ 12.1.005 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны
ГОСТ 12.1.007 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности
ГОСТ 12.1.019 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты
ГОСТ 12.4.009 Система стандартов безопасности труда. Пожарная техника для защиты объектов. Основные виды. Размещение и обслуживание
ГОСТ 12.4.021 Система стандартов безопасности труда. Системы вентиляционные. Общие требования
ГОСТ 1770 (ИСО 1042-83, ИСО 4788-80) Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Общие технические условия
ГОСТ 2081 Карбамид. Технические условия
ГОСТ 2603 Реактивы. Ацетон. Технические условия
ГОСТ 3760 Реактивы. Аммиак водный. Технические условия
ГОСТ 4165 Реактивы. Медь (II) сернокислая 5-водная. Технические условия
ГОСТ 4204 Реактивы. Кислота серная. Технические условия
ГОСТ 4328 Реактивы. Натрия гидроокись. Технические условия
ГОСТ 5845 Реактивы. Калий-натрий виннокислый 4-водный. Технические условия
ГОСТ 6709 Вода дистиллированная. Технические условия
ГОСТ 24104 Весы лабораторные. Общие технические требования
В Российской Федерации действует ГОСТ Р 53228-2008.
ГОСТ 25336 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры
ГОСТ 25794.1 Реактивы. Методы приготовления титрованных растворов для кислотно-основного титрования
ГОСТ 29169 (ИСО 648-77) Посуда лабораторная стеклянная. Пипетки с одной меткой
ГОСТ 29227 (ИСО 835-1-81) Посуда лабораторная стеклянная. Пипетки градуированные. Часть 1. Общие требования
ГОСТ 29251 (ИСО 385-1-84) Посуда лабораторная стеклянная. Бюретки. Часть 1. Общие требования
3 Сущность метода
Определение содержания биурета в мочевине (карбамиде) выполняют фотометрическим методом.
Метод основан на взаимодействии биурета с сульфатом меди (II) в присутствии щелочного раствора сегнетовой соли с образованием комплексного соединения, окрашенного в фиолетово-красный цвет, и последующем фотометрическом определении оптической плотности раствора при длине волны 550 нм.
Если содержание аммонийных солей в аликвоте, взятой для анализа, превышает 15 мг в пересчете на аммиак ( ), то проводят их предварительное отделение.
4 Средства измерений, вспомогательное оборудование, реактивы и материалы
При выполнении измерений применяют нижеследующие средства измерений и другие технические средства.
4.1 Средства измерений и вспомогательное оборудование
Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр, позволяющий проводить измерения оптической плотности при длине волны 550 нм.
Кюветы с толщиной поглощающего свет слоя 50 мм.
Весы лабораторные высокого класса точности (II) с наибольшим пределом взвешивания 200 г по ГОСТ 24104.
Весы лабораторные среднего класса точности (III) с наибольшим пределом взвешивания 1 кг по ГОСТ 24104.
Набор гирь класса точности и по ГОСТ OIML R 111-1.
Колбы 1(2)-100-2, 1(2)-250-2, 1(2)-500-2, 1(2)-1000-2 по ГОСТ 1770.
Цилиндры 1(3)-100-2, 1-500-2 по ГОСТ 1770.
Пипетки с одной меткой 1-2-2, 2-2-10, 2-2-20 по ГОСТ 29169.
Пипетки градуированные 1(2)-1-2-1, 1(2)-1-2-2, 1(2)-2-2-5 по ГОСТ 29227.
Водяная баня или термостат, способная поддерживать температуру 25°С с точностью ±1°С.
Сушильный шкаф, способный поддерживать заданную температуру 105°С с точностью ±2°С.
Стакан В-1-250 ТХС по ГОСТ 25336.
4.2 Реактивы и материалы
Медь (II) сернокислая 5-водная по ГОСТ 4165.
Калий-натрий виннокислый 4-водный (сегнетова соль) по ГОСТ 5845.
Биурет – это… Что такое Биурет?
Свойства
Пропонуємо 🌽 Насіння Кукурудзи , 🌻 Насіння Соняшника ,💰Мікродобриво
💧Засоби захисту рослин: (Гербіциди, Фунгіциди, Інсектициди, Прилипач. )
для пшениці, для сої, для соняшника, для кукурудзи.
⚠️100% Оригінал 📝ПДВ 🛒 ОПТ та Роздріб 🚚Доставка по Україні 👨🌾Консультація агронома
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иначе.
Биурет, (NH2CO)2NH, является побочным продуктом синтеза удобрения карбамида (мочевины), (NH2)2CO, или образуєтся при нарушении технологии производства. Содержание биурета в мочевине не должно превышать 1%, иначе она будет влиять на растения как гербицид сплошного действия. По содержанию в процентном содержании, биурет является токсичным для растений, поэтому внесение непосредственно перед посевом подавляет развитие растения. В почве биурет полностью разлагается за 10-15 дней, и этот интервал рекомендуется выдержать между внесением карбамида в почву и посадкой. По содержанию биурет – 0,8% и ниже, он не имеет отрицательного влияния на рост растений, независимо от срока внесения удобрения (можно непосредственно перед посадкой).
В почве биурет полностью разлагается в течение 10—15 дней, поэтому при внесении мочевины за, 1—2 месяца до посева, независимо от содержания в ней биурета, отрицательного действия его на молодые растения не наблюдается.
При высоком содержании биурета он становится токсичным для растений. Опыты с разными культурами показали, что внесение мочевины, содержащей более 3% биурета, непосредственно перед посевом угнетает развитие растений.
При большом содержании в мочевине биурета он может быть токсичным для растений. Различные растения неодинаково переносят биурет. Например, для яровой пшеницы токсичное действие проявляется при содержании биурета около 5%, для льна —3, для цитрусовых — 2,5%. Гранулированную мочевину для внекорневых подкормок цитрусовых можно использовать в жидком виде только в том случае, если она содержит менее 0,3% биурета.
Дальнейшее увеличение содержания биурета в мочевине вызывало сильное повреждение этих растений. Особенно чувствительна к высоким концентрациям биурета кукуруза. Уже при содержании 5,3%. биурета в мочевине листья кукурузы скручивались в трубочку и между жилками листьев появлялись хлоротичные желтые пятна, а края листьев растрескивались.
В кристаллической мочевине содержание биурета не превышает 0,2— 0,8%, а гранулированную мочевину выпускают в настоящее время с содержанием биурета не более 1,0%. При таком содержании биурета он не оказывает вредного действия на развитие проростков растений, независимо от срока внесения мочевины. Эффективность гранулированной мочевины практически такая же, как и кристаллической при всех сроках и способах внесения.
Как следует из результатов опытов, наличие примеси биурета в мочевине до 2,7% ни в одном случае не оказывало сколько-нибудь заметного отрицательного влияния. Но при содержании в мочевине 5,3% биурета вредное влияние его отчетливо проявилось на кукурузе, сахарной свекле и картофеле.
Равным образом и при внесении мочевины с высоким содержанием биурета за 3 недели до посева вредное влияние его совершенно не сказалось на кукурузе. Это связано со сравнительно быстрым разложением биурета в почве, его аммонификацией. Основное и практически наиболее важное положение, вытекающее из этих опытов, сводится к тому, что наличие в мочевине до 2,7% биурета не оказывает токсического влияния на растения при обычно применяемых в практике условиях использования удобрений.
Новейшие препараты мочевины содержат незначительный процент (в основном менее 1%) биурета — продукта, который прежде иногда вызывал некоторые ростовые нарушения у растений, так как использовавшаяся мочевина содержала очень значительную долю биурета.
Если учесть, что при современной технике производства гранулированной мочевины содержание в ней биурета не превышает 1,5%, то становится очевидным, что проблема биурета в настоящее время вряд ли может беспокоить сельское хозяйство.
В последние годы зарубежные специалисты ведут интенсивные исследования по включению биурета (производное карбамида) в качестве источника протеина в рацион животных. Отмечается, что азот биурета высвобождается медленнее и равномернее, что способствует уменьшению токсичности и улучшению использования препарата. Технический продукт содержит около 70% биурета, 10% карбамида и 10% продуктов его конденсации. Опытные данные показывают, что биурет более эффективно применяется в рационах с преобладанием низкокачественных грубых кормов, чем карбамид.
На операцию гранулирования карбамида с потоком воздуха приходится около 50% всех потерь аммиака. Кроме того, создаются условия для протекания в грануле нежелательной реакции диссоциации карбамида на биурет и свободный аммиак. Одним из возможных решений данной проблемы является проведение процесса гранулирования в жидких, инертных по отношению к карбамиду, растворителях с температурой кипения и кристаллизации соответственно выше и ниже температуры расплава и затвердевания расплава карбамида. В качестве таких растворителей можно применять жирные спирты, сульфированный керосин, дизельное топливо и др. Прочность получаемых при этом гранул в 2— 2,5 раза превышает прочность гранул, получаемых в воздушной среде; содержание органических примесей в грануле в среднем составляет 0,01—0,06%, что практически не влияет на агрохимические свойства карбамида.