Спосіб одержання висококонцентрованого розчину бору у вигляді органо-мінерального комплексу

Реферат: Спосіб одержання висококонцентрованого розчину бору у вигляді органо-мінерального комплексу, конкретно борної кислоти з моноетаноламіном, причому: збільшена концентрація бору у розчині - до 5-12 % (еквівалент 300-700 г Н3ВО3); як каталізатор реакції взаємодії і розчинення борної кислоти чи її оксиду з моноетаноламіном використовують воду, при її одночасному введенні з моноетаноламіном; процес здійснюють при перемішуванні за температури 30-90 °C; після додавання борної кислоти вводять гліцерин; при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: борна кислота 30-70 моноетаноламін 10-40 вода 1-50 гліцерин 1-20. UA 114884 U (12) UA 114884 U UA 114884 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до способу отримання висококонцентрованих рідких комплексних сполук бору у вигляді розчинів, конкретно борної кислоти з моноетаноламіном (бор-етаноламін) з активаторами адгезії (прилипачами), що у рідкій формі може знайти застосування в сільському господарстві для кореневого і позакореневого живлення (підживлення) рослин, в як постачальник мікроелементів, які позитивно впливають на процеси їх росту і розвитку, а також як антизлежувач для гранульованих добрив. Бор вноситься самостійно у рідкій формі або в суміші з металоорганічними мікродобривами чи у розчині з похідними гумінових і фульвокислот у разі його застосування в сільському господарстві. В сучасних умовах як борне добриво використовують борну кислоту (Н 3ВО3), яка являє собою білу кристалічну речовину, що містить більше 17 % бору. Однак її розчинність у воді дуже низька (4,7 %), що знижує технологічність і можливість використання її в необхідній концентрації (Аринушкина Е.В. "Руководство по химическому анализу почв" - МГУ, М. - С. 348) Створення технологічних у використанні багатокомпонентних складів з включенням бору стало можливим завдяки переведенню мінерального бору в рідку органо-мінеральну форму за допомогою органічних сполук, яка забезпечує високу ефективність елемента навіть у малих дозах. Перехід бору в органо-мінеральну комплексну форму дозволяє знизити хімічне навантаження на рослини, ефективно ліквідувати їх захворювання, пов'язані з його недоліком. Найбільш близьким по технічній суті і досягуваному результату є відомий спосіб отримання комплексонату бору у органо-мінеральній формі, використовуваного для отримання рідких розчинів, що містять борну кислоту і моноетаноламін. За цим способом отримують розчин із вмістом В: 49-60 г/л (3,5-4,4 % по масі). (п. Білорусії № 11666, Мінськ, кл.С05В9/02, Бюл. № 5, 28.02.2009). Даний спосіб має недоліки: максимальний можливий вміст бору не більше 4,4 % (до 60 г/л) через надмірну кількість моноетаноламіну (850-950 г/л), що ускладнює внесення разом з іншими рідкими добривами через низьку концентрацію, знижує рентабельність перевезення і здорожує собівартість виробництва, а також наявне часткове розшарування при тривалому зберіганні. Задачею корисної моделі є одержання рідкого висококонцентрованого розчину бору в органо-мінеральній комплексній формі у кількості 5-12 % маси, що складає 65-140 г/л із достатньо низькою в'язкістю, що призведе до збільшення текучості, забезпечивши відсутність розшарування при зберіганні та збільшення швидкості взаємодії компонентів. Поставлена технічна задача вирішується тим, що у способі одержання висококонцентрованого розчину бору у вигляді органо-мінерального комплексу, конкретно борної кислоти з моноетаноламіном (у вигляді етаноламінових ефірів борної кислоти), збільшена концентрація бору у розчині - до 5-12 % (еквівалент 300-700 г Н3ВО3); як каталізатор реакції взаємодії і розчинення борної кислоти чи її оксиду з моноетаноламіном використовують воду, при її одночасному введенні з моноетаноламіном; процес здійснюють при перемішуванні за температури 30-90 °C; після додавання борної кислоти вводять гліцерин; при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: борна кислота 30-70 моноетаноламін 10-40 вода 1-50 гліцерин 1-20. При цьому використання гліцерину дозволяє отримувати розчин органо-мінерального хелату бору, що має значну стійкість і гомогенність за рахунок того, що гліцерин є емульгатором і розчинником для всіх компонентів суміші: води, моноетаноламіну і борної кислоти, а також для її ефірів та солей. Використання інших речовий і розчинників для досягнення даної мети, крім гліцерину, не дало необхідного результату, оскільки лише гліцерин є нетоксичним для рослин та збільшує розчинність борної кислоти у воді. Спосіб одержання висококонцентрованого розчину бору у вигляді органомінерального комплексу здійснюють наступним чином. Суміш моноетаноламіну (МЕА, коламін) і води нагрівають до температури 30-90 °C, після чого при ретельному змішуванні порціями додають борну кислоту і продовжують ретельне перемішування до повного її розчинення, після чого припиняють підігрів та вводять гліцерин, перемішування продовжують до повної гомогенізації розчину і охолодження до температури 25 °C. Оптимальним є отримання розчину із концентрацією органо-мінерального бору 11±1 % із значенням рН 7±3, що робить рентабельним його перевезення на великі відстані і знижує собівартість виробництва. Висока біодоступність дозволяє збільшити врожайність, стресостійкість, розмір кореневої системи та пришвидшити розвиток рослин. 1 UA 114884 U 5 10 15 20 25 30 35 Отримання рідкого комплексу із концентрацією бору нижче 5 % знижує рентабельність його транспортування, а збільшення концентрації понад 12 % робить розчин менш стійким при зберіганні і зависокою в'язкістю, що утруднює переливання і використання; введення гліцерину разом з водою і моноетаноламіном знижує швидкість розчинення і потребує більш тривалого і ретельного перемішування; проведення процесу за температури нижче 30 °C є не ефективним, оскільки при цьому швидкість реакції надто мала, а при підвищенні температури більше 90 °C значно підвищується швидкість випаровування води і моноетаноламіну, що призведе до їх втрат; отримання комплексу із значенням рН поза даним діапазоном недоцільне, оскільки не надає корисних властивостей і знижує якість отриманого продукту. Виконання способу підтверджено прикладами: Приклад 1. Приготування розчину бор-етаноламіну з вмістом бору 11 % (125 г/л) і густиною 1,15 кг/л. До суміші 215 г (3,52 моля) моноетаноламіну (MFA, коламіп) із 105 г (5,83 моля) води, при 70 °C і перемішуванні, порціями додають 635 г (10,26 моля) борної кислоти (Н 3ВО3) і після повного розчинення - 40 г (0,434 моля) гліцерину. Процес перемішування продовжують протягом 15 хвилин, що необхідно для ефективного змішування і завершення комплексоутворення у розчині. В кінцевому продукті молярні співвідношення визначені як: - Н3ВО3: МЕА: Гліцерин: Н2О = 1: 0,26: 0,22. Приклад 2. Процес здійснюють за прикладом 1, при температурі 88 °C і наступному дозуванні компонентів: борна кислота 700 г (Н3ВО3) (11,3175 моля) моноетаноламін 180 г (MEA) (2,95 моля) вода (Н2O) 50 г (0,543 моля) гліцерин 70 г (3,89 моля). В кінцевому продукті молярні співвідношення визначені як: Н 3ВО3: МЕА: Гліцерин = 1: 0,2606: 0,048. Отримують розчин хелату бору концентрацією 12 % маси (140 г/л). Приклад 3. Процес здійснюють за прикладом 1 і 2, але вносять гліцерин у кількості 75г, проводячи процес при 80 °C, отримуючи концентрацію бору 10 %, дозування компонентів наступні: борна кислота 575 г (Н3ВО3) (9,3 моля) моноетаноламін 200 г (MEA) (3,273 моля) вода (Н2O) 75 г (0,8145 моля) гліцерин 150 г (8,35 моля). В кінцевому продукті молярні співвідношення визначені як: Н3ВО3: МЕА: Гліцерин: Н2О 1:0,352:0,0876. Отримують розчин із концентрацією бору 10 % і концентрацією гліцерину - 7,5 %, що дозволяє використовувати його в рідкій формі із властивостями, аналогічними прикладу 1, та застосовувати у вигляді антизлежувача. Приклад 4. Процес здійснюють за прикладом 2, після чого здійснюють розбавлення у 2 рази, або при 30 °C, отримуючи розчин з вмістом бору 5,5 % за наступного дозування компонентів: борна кислота 315 г (Н3ВО3) (5,1 моля) моноетаноламін 110 г (MEA): (1,8 моля) вода (Н2O): 25 г (0,2745 моля) гліцерин 550 г. Отримання розчину із концентрацією бору 11 % дозволяє значно знизити собівартість виробництва, час синтезу, амортизацію, забезпечити високу біодоступність і адгезію розчину (прилипання до листків та кореневої системи із підвищеним засвоєнням, що призведе до 2 UA 114884 U збільшення засвоєння борного добрива) та робить рентабельним його перевезення на великі відстані і значно розширює його сфери застосування. Окрім того отриманий розчин можна використовувати в якості антизлежувача для гранулювання добрив. 5 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб одержання висококонцентрованого розчину бору у вигляді органо-мінерального комплексу, конкретно борної кислоти з моноетаноламіном, який відрізняється тим, що: збільшена концентрація бору у розчині - до 5-12 % (еквівалент 300-700 г Н3ВО3); як каталізатор реакції взаємодії і розчинення борної кислоти чи її оксиду з моноетаноламіном використовують воду, при її одночасному введенні з моноетаноламіном; процес здійснюють при перемішуванні за температури 30-90 °C; після додавання борної кислоти вводять гліцерин; при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: борна кислота 30-70 моноетаноламін 10-40 вода 1-50 гліцерин 1-20. 15 Комп’ютерна верстка Т. Вахричева Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут інтелектуальної власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3