下载文档原格式
![脲甲醛[1]](https://img.taocdn.com/s1/m/3bcd5c1c10a6f524ccbf852e.png)
1.2尿素和醛类缩合产品在这类产品中脲甲醛（UF，尿素—甲醛缩合物）、异丁叉二脲（IBDU，尿素—异丁醛缩合物）和丁烯叉二脲（CDU，尿素—丁烯醛缩合物）是三种具有重要价值的缓释肥料。
尿素—甲醛反应产物：该类产品属非包膜化学合成的缓效氮肥，是世界缓释肥料中产量最大的品种，在美国占50%以上。
为了评价产品的养分释放特性，通常用活性指数（AI）表示。
该指数为溶于热水的N对不溶于冷水N的百分率。
各类产品的含N量和AI都有明确的规定。
实际上，尿素与甲醛反应可生成不同链长的缩合物分布，其通式为NH2CO（NHCH2NHCO）nNH2，式中n在1～8之间。
尿素（U）/甲醛（F）摩尔比和反应条件（如PH、温度和时间）是决定缩合物分布的重要因素。
一般较多的U/F比生成短链的缩合物分布，而较低的U/F比例生成分子量较高的缩合物分布。
因此严格控制U/F摩尔比可获得最佳的甲叉脲缩合物分布。
尿素—甲醛粒状产品可分为：脲甲醛（UF）、甲叉脲和甲叉二脲（MDU）/二甲叉三脲（DMTU）三种。
（1）脲甲醛（Ureaform）：该产品早在上世纪50年代已开发成功。
根据美国植物养分稽察协会（AAPFCO）规定：产品中所含的冷水不溶性N至少为总N 量的60％，而且其活性指数不低于40％。
脲甲醛大部分有较长链的尿素—甲醛缩合物组成，主要为四甲叉五脲（TMPU）和更长链的缩合物。
（2）甲叉脲（Methylene ureas，即亚甲基脲）；该产品开发于上世纪60～70年代，其特征是具有短链的缩合物分布（主要是二甲叉三脲、三甲叉四脲和四甲叉五脲），冷水不溶性N在25％～60％之间。
（3）MDU/DMTU混合物：属最新的尿素—甲醛反应产品，在上世纪80年代开发成功。
产品中的氮至少有60％以冷水可溶的MDU和DMTU形态存在。
如以冷水不溶性N（CWIN）表示，一般低于25％。
尿素—甲醛系缓释氮肥通常有两种生产方法；即稀溶液法和浓溶液法。
在稀溶液法中产品从脲甲醛溶液中沉淀出来，然后进行过滤，母液循环至下一工序。
脲甲醛缓释工艺肥料作者：刘贵宾来源：《新农业》2015年第06期随着广大农民对缓控释肥的接受及市场的开发与推广，作为脲甲醛工艺代表的住商肥料，以速效加长效的完美表现，深受农民朋友的接受与认可。
1 脲甲醛肥料发展现状近年来我国媒体报道生产“数十万吨”甚至“百万吨”的聚合物包膜、包硫肥料及多种缓控释肥料装置建成投产，而忽略了脲甲醛缓释肥的生产及推广应用。
为此，原化工部经济技术委员会化肥组组长任宏业教授与国内几位化工、农业部门的肥料老专家，共同写了“关于发展化肥工业，提高我国粮食增产潜力的建议”，提出“增加脲甲醛及肥包肥的缓释肥料生产装置”。
2009年6月25日，由中国化工信息中心和住商肥料（青岛）有限公司共同主办、中国化肥信息网和《中国化肥信息》周刊承办的“中国脲甲醛肥料技术（住商）高层论坛”在北京召开。
其中郑州大学徐秀成教授在会上就脲甲醛肥料的基本知识及脲甲醛肥料在我国发展的可行性作出相关报告。
中国植物营养与肥料学会新型肥料技术专业委员会赵秉强教授就脲甲醛缓释肥的发展、问题及未来趋势等也作出相关报告。
通过市场的需求现状、脲甲醛肥料的实际表现及相关专家的建议及重视，预计脲甲醛肥料在将有较大的发展。
2 脲甲醛肥特性脲甲醛（Urea-firma，UF）为合成有机微溶性缓释氮肥，由尿素和甲醛在一定条件下反应缩合而成。
根据尿素与甲醛的摩尔比不同，可以制成不同缩合度（释放期）的脲醛肥料。
包含亚甲基二脲、二亚甲三脲、三亚甲四脲、四亚甲五脲、五亚甲基六脲等缩合物，靠土壤微生物分解释放氮素。
其肥效时间长短取决于组分分子链长短，分子越链长的缩合物，在水中的溶解度越小，缓释期越长。
3 脲甲醛复合肥特性3.1 脲甲醛复合肥脲甲醛复合肥是尿素与甲醇在高温下反应生成1亚甲基2尿素和2亚甲基尿素两种胶体，再与磷酸一铵以及钾肥合成造粒形成的复合肥料，属于肥料中高端产品，高效长效集合缓释和控释于一体，也是现在唯一一种可以用于滴灌的复合肥料。
脲甲醛肥料合成及应用研究现状一、前言随着人口增长和粮食需求的增加，肥料的需求也随之增长。
然而，传统的肥料制造方式会对环境造成污染，经济效益也较低。
因此，寻找一种更加高效、环保的肥料合成和应用方法已经成为了当前科研热点之一。
其中，脲甲醛肥料成为了一种备受关注的肥料类型。
二、脲甲醛肥料的概述脲甲醛肥料，又称为脲醛肥料，是以脲和甲醛为主要原料，合成而成的一类新型肥料。
其主要特点是含有大量的固态氮，且肥效较为持久。
因此，它的应用范围也比较广泛，可以用于各种农作物的生产中。
三、脲甲醛肥料的制备脲甲醛肥料的制备，一般可以分为两个步骤：合成脲甲醛（原液）和脲甲醛肥料制造。
合成脲甲醛（原液）合成脲甲醛（原液）的方法有很多种。
一种常见的方法是通过甲醛、脲和磷酸的反应来制备，制得的原液含氮量一般在35%左右。
脲甲醛肥料制造脲甲醛肥料的制造，通常是在原液的基础上，进一步进行磷酸或硫酸减量，然后加入一些肥料助剂来制成。
其中，磷酸减量的方法是最常用的方法之一，它能够提高肥料的氮磷利用率，降低氮磷浪费。
四、脲甲醛肥料的应用脲甲醛肥料的应用范围很广，可以用于各种农作物的生产中。
同时，由于它含有大量的固态氮，因此肥效也相对持久。
常见的应用方法有以下几种：1.叶面喷施法叶面喷施法是一种在植株生长期应用肥料的方法。
通常是采用脲甲醛肥料在植株叶子上进行喷施。
2.灌溉法灌溉法是一种将肥料溶液直接加入地里进行灌溉的方法。
这种方法可以控制肥料的浓度，提高肥料的利用率。
3.条播法条播法是一种在作物萌芽期或幼苗期时将肥料撒在条上再轻轻埋土的办法。
由于肥料与土壤接触，可以提高肥料的利用率，同时也可以降低氮磷浪费。
五、脲甲醛肥料的研究现状在当前的研究中，脲甲醛肥料的合成和应用也是一个备受关注的领域。
目前，研究者主要探讨了以下几个方向：1.原液合成原液的合成是脲甲醛肥料研究中的一个重要方向。
早期研究中，常用的原液合成方法是通过脲和甲醛的缩合反应进行制备。
尿素装置尿素添加甲醛、缓释剂总结按厂部计划尿素装置于2003年1月27日9时起开始生产缓释尿素，本次生产是将甲醛和缓释剂同时加入蒸发系统，目的在于进一步提高成品尿素颗粒的强度和延长肥效。
到30日11：00时止，历时74小时，共计产出缓释尿素4283.64吨，其中共消耗缓释剂33.52吨，甲醛32.93吨。
本次缓释尿素的生产过程基本平稳，产品缓释尿素质量达到了设计要求，以下为缓释尿素的生产情况。
一、生产流程外来甲醛槽车内37％的甲醛经卸车泵P138送入甲醛罐T105，经计量泵P139A加压至0.5MPa后送入一二段之间的U型管底部与尿液混合。
外来缓释剂槽车内的缓释剂经卸车泵P138送入甲醛罐T106，经计量泵P139B加压至0.5MPa后送入P106入口处与尿液混合。
流程简图：二、准备工作1．编写了添加甲醛和缓释剂的详细生产方案，重点对不同负荷下需要添加多少甲醛和缓释剂的量进行量衡算，并将生产方案下发到了岗位。
2．生产前将缓释剂储罐彻底清洗，以防止有杂物进入系统堵塞喷头。
3. 将两台计量泵（P139A/B）出入口管线及入口过滤网进行了清理，更换计量泵的油质，保证计量泵的正常运行。
4．保证缓释剂罐和甲醛罐内物料充足。
三、生产情况1．在添加过程中，生产负荷一直稳定在24KNM3/H，2．在24KNM3/H的生产负荷下,实际甲醛的平均添加量为0.46NM3/H,缓释剂的平均添加量为0.45NM3/H,以上加入量与生产方案基本吻合.3 .缓释尿素的外观负荷标准,起初为淡粉红色,放置一段时间后逐渐变为褐色.4. .对成品缓释尿素进行了氮含量、缩二脲、水分、粒度、强度的分析数据如下：从上表看出，缓释尿素的各项分析指标基本达到要求。
7.本次缓释尿素的生产，除缓释剂罐液位计因气温低出现冻堵现象和缓释计量泵出口管线堵塞现象，被迫停造粒一次外，其他情况基本正常。
8.对缓释尿素生产中出现的意外停造粒情况,我们根据实际停造粒时间长短来决定是否停加缓释剂,如果长时间不能恢复造粒必须停加缓释剂.化肥车间2003/2/12。
水稻一次性施用脲醛缓释肥料效果研究作者：陆世忠曾茜茜刘敏强张桥来源：《安徽农学通报》2017年第19期摘要：该研究以缓释肥料为载体，验证在水稻上一次性施用脲醛缓释肥料的应用效果。
试验结果表明：在减少施氮量30kg/hm2的情况下，水稻增产率达13.7%，节本增效达4409.25元/hm2，肥料利用率提高13个百分点，水稻秸秆和秄粒氮含量分别提高10.2%、8.2%。
关键词：缓释肥料；水稻；一次性施肥中图分类号 S511 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2017）19-0028-2当前，农业劳动力老龄化、女性化趋势不断加剧[1]，减少农业劳动用工、减轻劳动强度成为农业生产的普遍需求，生产中减少施肥次数而采取“一炮轰”等不科学施肥方式导致肥料利用率低、农业面源污染等问题的现象日益突出[2-3]。
缓控释肥料的出现为解决当前面临的问题提供了良好的载体，有研究表明，缓控释肥料的使用具有良好的省肥、省工和增产效果[4-8]。
本研究通过一次性施用施可丰脲醛缓释肥料，以验证一次性施用缓释肥料的应用效果，为推广该技术提供科学依据。
1 材料与方法1.1 试验地概况试验于2013年广东省清新区山塘镇花岗村早稻田进行。
试验点土壤类型为沙壤土，土壤理化性状如下：有机质19.01g/kg、全氮1.15g/kg、碱解氮109mg/kg、有效磷28.8mg/kg、速效钾154.56mg/kg，pH5.4。
1.2 试验材料试验用肥料包括：施可丰脲醛缓释肥料45%（22-8-15），复合肥料45%（15-15-15），17%碳铵，46%尿素，12%过磷酸钙，60%氯化钾；供试品种为当地主栽常规稻番桂丝苗。
1.3 试验设计与肥料施用方法小区试验设3个处理，分别为农户习惯施肥缺氮处理、农户习惯施肥处理和施脲醛缓释肥料处理，每个处理3次重复，每个小区面积40㎡，随机排列，3个处理除所用肥料、施肥量及肥料运筹不同外，其他农事操作措施相同。
脲甲醛缓释肥原理今天咱们来唠唠脲甲醛缓释肥这神奇的东西。
你知道吗？脲甲醛缓释肥就像是一个超级有耐心的营养小管家。
那它是咋工作的呢？这得从它的成分说起。
脲甲醛嘛，是尿素和甲醛反应生成的一种东西。
这里面尿素可是个很重要的角色，就像是一个装满营养的小口袋，氮肥的主要来源就是它呢。
而甲醛呢，就像是一个巧妙的小工匠，和尿素一起打造出了一种特殊的结构。
脲甲醛缓释肥在土壤里就像是一场精心策划的慢动作表演。
当它刚进入土壤的时候，它可不会一下子就把所有的养分都释放出来。
要是它一下子就把养分都交出来，那植物可能就会被这突如其来的“热情”给吓到啦。
它就像是一个吝啬的小财迷，一点一点地往外拿东西。
为啥能这样呢？这是因为脲甲醛缓释肥形成了一种特殊的分子结构，就像是一个个小小的营养仓库，这些仓库的门可不是随随便便就打开的。
土壤里有很多微生物，它们就像是一群小食客。
对于脲甲醛缓释肥来说，这些微生物就像是一把把小钥匙。
微生物在土壤里活动的时候，会慢慢地分解脲甲醛缓释肥的结构。
这个过程就像是小食客们在耐心地敲开营养仓库的门。
而且这个分解的速度是比较慢的，这就保证了肥料里的养分是持续而缓慢地释放到土壤里。
植物呢，就像是一个个小馋猫，在土壤里等着吸收这些养分。
脲甲醛缓释肥这种缓慢释放的特性，就和植物的生长节奏特别合拍。
你想啊，如果是普通的肥料，可能一下子给植物太多养分，植物一时半会儿吸收不了，就浪费了，还可能对土壤环境造成不好的影响呢。
但是脲甲醛缓释肥就不一样啦，它就像一个贴心的小保姆，植物需要多少，它就给多少。
比如说，在植物刚开始生长的时候，它不需要太多的养分，脲甲醛缓释肥就慢悠悠地释放一点点，就够植物打个小基础啦。
随着植物越长越大，对养分的需求也越来越多，这时候，脲甲醛缓释肥就像是听到了植物的心声一样，稍微加快一点释放养分的速度，正好满足植物的需求。
而且啊，脲甲醛缓释肥还有个很棒的地方。
它在土壤里待着的时候，不会像一些普通肥料那样容易被雨水冲走。
一种脲甲醛类缓释肥料及其制备方
法
“一种脲甲醛类缓释肥料及其制备方法”，是指利用脲甲醛作为有机可控释肥剂，在原料肥料中加入相应的有机脲甲醛类化合物，进而制备出一种新型的缓释肥料。
该缓释肥料具有控释速率快、控释时间长、控释效果好等优点。
脲甲醛类缓释肥料的制备方法主要包括以下步骤：
1. 首先要将一定量的原料肥料粗粉碎，然后将粉碎后的原料肥料放入离心机中，加入一定量的水进行混合，混合均匀后得到肥料悬浮液；
2. 将肥料悬浮液加入少量的有机脲甲醛类化合物，搅拌混合均匀；
3. 将混合物加入少量乙醇，再搅拌均匀，使其形成脲甲醛类缓释肥料悬浮液；
4. 将悬浮液倒入平板滤池中，置于加热恒温装置中，加热至60~80℃，维持一定时间，使脲甲醛类缓释肥料在温度作用下反应，并起到控释作用；
5. 将经过加热反应后的悬浮液进行离心和过滤，得到脲甲醛类缓释肥料；
6. 将脲甲醛类缓释肥料经过晾干后，用粉碎机粉碎，得到缓释肥料粉剂，即为制备的脲甲醛类缓释肥料。
脲甲醛类缓释肥料的优点是控释速率快，控释时间长，控释效果好。
该缓释肥料在控释过程中，能够缓慢释放养分，保证土壤中养分的持续供应，使植物始终处于丰富的营养状态，从而提高农作物的产量和品质。
此外，由于该缓释肥料的控释速度慢，能够减少植物的营养素摄取压力，从而提高植物的抗逆性，有利于植物生长发育。
脲甲醛类缓释肥料制备方法简单易行，不仅可以大大提高农作物的产量和品质，而且还能够减少土壤环境污染，从而为农业生产带来极大的经济效益。
因此，该缓释肥料制备方法已经成为当今农业发展的重要一环，受到了广泛的重视和欢迎。
脲甲醛缓释肥料的初步实验与结果
一、合成原理
脲-醛肥料是由尿素和甲醛经两步反应制得 （一）羟甲基化反应
在中性及近弱碱性条件下，尿素与甲醛生成羟甲基脲：
2222H N C O N H H C H O H N C O N H C H O H
+→(一羟甲基脲)
2222H N C O N H C H O H H C H O H O C H N H C O N H C H O H
+→(二羟甲基脲)
（二）亚甲基化反应
在酸性条件下，脲和羟甲基脲反应，生成聚甲叉脲。
22222222H N C O N H H O C H N H C O N H H N C O N H C H N H C O N H H O +→
+（甲叉二脲）
22222222222()+2H N C O N H H O C H N H C O N H C H O H H N C O N H H N C O H N C H N H C O N H C H N H C O N H H O
++→二甲叉三脲
或()22n H NCONH CH NHCONH H （聚甲叉脲）n=1~（8~10）
当脲/甲醛（U/F ）摩尔比>2时，则得到全水溶性产物（甲叉二脲和二甲叉三脲）；当U/F 摩尔比为1~2时，则得到大部分不溶解的脲-醛肥料；当U/F<1时，生成不溶于水的高分子树脂产物（用于塑料和粘合剂工业）。
二、实验过程（合成步骤与条件）
向1000mL 三口烧瓶中加入一定量的尿素和甲醛溶液（37%）（根据n （U ）/n （F ）算出）和一定量的水，升温至45℃加入氢氧化钠调节PH 值至碱性，反应90min ，升温至55℃，加入盐酸调节PH 值至酸性（此步骤加入盐酸后大量放热，温度迅速升至80℃），反应30min 后产品进行过滤、干燥。
三、产品检测——总氮量及活性指数测定（此次测定样品为n （U ）/n （F ）=1.4制备所的产品）。
（1）含氮量的测定 ①空白试验
称取22g 混合催化剂（将1000g 硫酸钾和50g 五水硫酸铜充分混合，并仔细研磨），加入250mL 锥形瓶中，加入适量的水，量取30mL 硫酸溶液
（c(1/2H 2SO 4)=0.5mol/L ）缓慢滴加进去。
将烧瓶放到电子万用炉上加热至沸腾，调低温度使溶液缓慢沸腾，直到溶液变澄清固体全部溶解为止。
将烧瓶冷却至室温，加入250mL 蒸馏水，移入1000mL 烧瓶中，加入12mL 400g/L 氢氧化钠溶液，放到油浴锅中加热搅拌蒸馏，量取40mL 的硫酸溶液（c(1/2H 2SO 4)=0.5mol/L ），倒入250mL 的锥形瓶中，滴4～5滴甲基红-亚甲基蓝指示剂，用于接收蒸馏出来的溶液，蒸馏到出来的溶液显中性为止。
用氢氧化钠标准溶液滴定锥形瓶中 溶液，溶液由紫色变成灰绿色，为滴定终点，记下体积V 1。
②含氮量的测定
取一定量试样，加入250mL 锥形瓶中，在添加22g 混合催化剂（将1000g 硫酸钾和50g 五水硫酸铜充分混合，并仔细研磨）加入适量的水，量取30mL 硫酸溶液（c(1/2H 2SO 4)=0.5mol/L ）缓慢滴加进去。
将烧瓶放到电子万用炉上加热至沸腾，调低温度使溶液缓慢沸腾，直到溶液变澄清固体全部溶解为止。
将烧瓶冷却至室温，加入250mL 蒸馏水，移入1000mL 烧瓶中，加入12mL 400g/L 氢氧化钠溶液，放到油浴锅中加热搅拌蒸馏，量取40mL 的硫酸溶液，倒入250mL 的锥形瓶中，滴4～5滴甲基红-亚甲基蓝指示剂，用于接收蒸馏出来的溶液，蒸馏到出来的溶液显中性为止。
用氢氧化钠标准溶液滴定锥形瓶中 溶液，溶液由紫色变成灰绿色，为滴定终点，记下体积V 2。
总氮量含量1w 质量分数（%）表示，按式（1）计算
1211()14.01
1001000
V V C w m -⨯=
⨯⨯ （1）
式中：
V 1——空白试验时，消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积的数值，单位为毫升（mL ）；
V 2——测定时，消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积的数值，单位为毫升（mL ）；
C ——氢氧化钠标准滴定溶液的浓度的数值，单位为摩尔每升（mol/L ）； 14.01——氮的摩尔质量的数值，单位为克每摩尔（g/mol ）； m 1——试料的质量的数值，单位为克（g ）。
冷水不溶氮含量测定
称取1g 试样（精确至0.0002g ）放入50mL 锥形瓶中，向锥形瓶中加入少量乙醇，再加入25℃的磷酸盐缓冲溶液20mL ，放置15min ，放置过程中每5min 摇动一次，过滤上层清液，再用同温度的水倾泻洗涤4～5次，将不溶物全部移到滤纸上，充分洗涤滤纸直至滤液达到250mL 为止。
按测定总氮含量的方法测定滤纸上的不溶物中氮的含量即为冷水不溶性氮(CWIN)含量。
冷水不溶性氮(CWIN)的含量w 2质量分数（%）表示，按式（2）计算：
1322()14.01
100
1000
V V C w m -⨯=
⨯⨯ （2）
式中：
V 1——空白试验时，消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积的数值，单位为毫升（mL ）；
V 3——测定时，消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积的数值，单位为毫升（mL ）；
C ——氢氧化钠标准滴定溶液的浓度的数值，单位为摩尔每升（mol/L ）； 14.01——氮的摩尔质量的数值，单位为克每摩尔（g/mol ）； m 2——试料的质量的数值，单位为克（g ）。
热水不溶氮含量测定
称取相当于冷水不溶性氮0.12g 量的试样（精确至0.0002g ）放入250mL 碘量瓶中。
对于含脲醛缓释肥料的复混肥料或掺混肥料，需加入0.5g 碳酸钙。
向碘量瓶中加入100℃的磷酸盐缓冲溶液100mL 搅拌后加塞子，将此立即放入到沸水浴中（碘量瓶中的液面要低于水浴的水面），在每隔10min 轻轻搅拌一次的状态下加热30min 后，从水浴中取出碘量瓶并立即过滤，过滤必须在4min 内完成，如果过滤时间超过4min ，停止实验，重新提取分析试样再次进行同样操作，在加热后从水中将碘量瓶取出前，加入1g 硅藻土搅拌后再进行过滤，用约100mL 沸水将滤纸中的不溶物充分冲洗。
但要求在滤液出现絮状物前或温度降到60℃前过滤完毕。
按测定总氮含量的方法测定滤纸上的不溶物中氮的含量即为热水不溶性氮（HWIN ）的含量。
热水不溶性氮（HWIN ）的含量w3以质量分数（%）表示，按式（3）计算
1433()14.01
1001000
V V C w m -⨯=
⨯⨯ （3）
式中：
V 1——空白试验时，消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积的数值，单位为毫升（mL ）；
V 4——测定时，消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积的数值，单位为毫升（mL ）；
C ——氢氧化钠标准滴定溶液的浓度的数值，单位为摩尔每升（mol/L ）； 14.01——氮的摩尔质量的数值，单位为克每摩尔（g/mol ）； m 3——试料的质量的数值，单位为克（g ）。
四、测定结果
总氮量 38.56%
冷水不溶氮含量 27.95% 热水不溶氮含量 18.04% 活性指数（AI ）35.45%
缓释有效氮（仅热水溶性氮=冷水不溶氮含量—热水不溶氮含量 ）9.91%
五、结果讨论
以上结果为初步实验（两次）取得，总氮量与活性指数能够满足脲甲醛缓释的一般指标（欧盟标准）。
同时，如果决定上此项目，我们相信有能力达到更好指标。
沈阳化工大学化学工程分院实验室 2013.01.4。
