[發明專利]一種利用萃取濕法磷酸生產水溶性多聚磷酸銨的方法

有效

• 申請號: 201810462098.0
• 申請日: 2018-05-15
• 公開（公告）號: CN108383097B
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 胡曉彬;徐陽;徐謝書;徐仁鑫;李雅倩;徐仁杰
• 申請（專利權）人: 佳瑞科（武漢）國際貿易有限公司
• 主分類號: C01B25/40
• 分類號: C01B25/40;C05B7/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 馬麗娜

本發明公開了一種利用萃取濕法磷酸生產水溶性多聚磷酸銨的方法。先將氨氣連續通入萃取濕法磷酸反應器中，在80～110℃反應生成磷酸一銨，經過熱過濾濃縮，冷凍結晶，離心分離，堿液洗滌，得到磷酸一銨晶體；再將磷酸一銨鹽連續加入到固定床反應器中，在200～350℃熔融縮合成酸式多聚磷酸銨；最后在霧化反應器溫度為150～250℃、氨氣分壓為0.1～3MPa條件下，將酸式多聚磷酸銨熔體和發泡劑的混合物連續噴霧進反應器進行中和，生成白色水溶性多聚磷酸銨。本發明多聚磷酸銨產品氮含量15～25％，五氧化二磷含量50～65％，N+P₂O₅含量大于76％，溶解度(25℃)為25～75g/100g H₂O，平均聚合度為5～15，水不溶物小于0.5％。本發明的生產過程成本低，操作簡單，特別適于工業化生產。

技術領域

本發明屬于肥料制備技術領域，具體地說是一種農業用水溶性多聚磷酸銨的生產方法。

背景技術

聚磷酸銨是一種含氮和磷的聚磷酸鹽，其中氮、磷元素含量較高。當聚合度n大于20時難溶于水，通常稱為高聚磷酸銨，是工業上廣泛應用的阻燃劑；當聚合度n為2～20時，通常稱為水溶性多聚磷酸銨，是液體肥料的重要原料。另外，水溶性多聚磷酸銨化學性質穩定，pH接近中性，溶解性好；且含植物所需氮、磷元素高，對金屬離子有較強的螯合作用，也可用于制作液體復合肥料，并能夠逐步水解，被植物很好地吸收利用，可作為一種緩溶性長效肥料。

根據文獻報道的聚磷酸銨合成工藝路線，主要有濕法磷酸法、磷酸與尿素縮合法、聚磷酸氨化法和正磷酸銨脫水聚合法，這些方法在制備高聚磷酸銨的工藝中被廣泛報道，而水溶性多聚磷酸銨的生產方法報道相對較少。

水溶性多聚磷酸銨由于產品平均聚合度的不同，在應用性能方面表現出的差異很大；即使采用相同工藝路線，其工藝參數差別很大。

1)先制備出多聚磷酸，進而制備水溶性多聚磷酸銨。

US3382059公開了用商品濕法磷酸濃縮成過磷酸，在管式反應器中與氨反應，生成熔融態高濃度聚磷酸銨，加水冷卻成商品級10-34-0(氮磷鉀質量分數)的液體肥料產品。US3342579公開了用聚磷酸中通入氨氣的方法制備聚磷酸銨。CN103373717A公開了用聚磷酸與碳酸氫銨在反應釜中發生反應制備聚磷酸銨。

2)85％正磷酸與尿素進行縮合制備水溶性多聚磷酸銨

CN103787726A公開了一種多聚磷酸銨水溶性肥料及其制備方法，該方法將磷酸、尿素、硫酸鉀、氯化鋅、氯化銅、硼砂和輔料加入到反應釜在180～185℃反應30～45分鐘，再升溫至200～205℃反應1.5～2小時制得多聚磷酸銨。該制備方法簡單、實用，但制備的多聚磷酸銨溶解度為18～52g/100gH₂O，無法生產10-34-0品級的液體肥料產品。

如果使用低濃度磷酸制備水溶性多聚磷酸銨，需要將低濃度的磷酸濃縮成含量為85％的磷酸(農用肥料聚磷酸銨的制備與應用[J].磷肥與復肥，2008,23(2):49-50.新型肥料聚磷酸銨生產技術與應用初探[J].化肥工業，2008,35(4):16-17.工業聚磷酸銨的簡易制備.化工時刊,1999,(11):34-35)。

3)85％正磷酸與氨氣進行縮合制備水溶性多聚磷酸銨

目前的磷肥生產中，普遍以低濃度磷酸通入氨氣制備成磷酸一銨。對于磷酸一銨為主要原料制備水溶性多聚磷酸銨，均需要加入各種縮合劑(Archie V.US3264087A；HahnH..US4104362A；林明.CN104528682A.)。