[發(fā)明專利]一種利用濕法磷酸生產(chǎn)農(nóng)用多聚磷酸銨的方法

有效

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• 申請日: 2018-05-28
• 公開（公告）號: CN108675275B
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發(fā)明（設計）人: 徐保明;陳坤;胡傳群;徐思思;張弘;張家輝;李俊;李珠葉;李高;廖義鵬;葉流穎
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北工業(yè)大學
• 主分類號: C01B25/40
• 分類號: C01B25/40;C05B7/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 馬麗娜

本發(fā)明公開了一種利用濕法磷酸生產(chǎn)農(nóng)用多聚磷酸銨的方法。過程分五步進行：第一步，將氨氣連續(xù)通入濕法磷酸反應器中，當pH＝1.5～2.5時熱過濾，除去膠狀漿料，得到一次水溶液；第二步，向一次水溶液中連續(xù)通入氨氣，當pH＝4.0～4.4時熱過濾，除去枸溶性磷酸鹽，得到二次水溶液；第三步，向二次水溶液中連續(xù)通入氨氣，當pH＝6.0～8.0時，濃縮，冷凍結(jié)晶，離心，得到磷酸銨鹽；第四步，將磷酸銨鹽加熱至脫水熔化，縮合成熔融態(tài)的酸式多聚磷酸銨；第五步，向熔融態(tài)的酸式多聚磷酸銨中加壓通入氨氣，當N+P₂O₅含量≥75％時停止通氨，將產(chǎn)物冷卻后破碎，得到農(nóng)用多聚磷酸銨粉末。本發(fā)明的生產(chǎn)過程操作簡單，特別適于濕法磷酸工業(yè)化生產(chǎn)水溶性多聚磷酸銨，具有較好的經(jīng)濟效益。

技術領域

本發(fā)明屬于肥料制備領域，具體地說是一種利用濕法磷酸生產(chǎn)農(nóng)用水溶性多聚磷酸銨的方法。

背景技術

聚磷酸銨具有如下結(jié)構(gòu)通式(NH₄)_n+2P_nO_3n+1，當聚合度n＞20時，難溶于水，通常被稱為高聚磷酸銨，是工業(yè)上廣泛應用的阻燃劑；當聚合度n＝2～20時，通常被稱為水溶性多聚磷酸銨。水溶性多聚磷酸銨具有聚合度適中、溶解性好、堆密度小、分散性好、接近中性的特點，含有植物生長所需要的氮、磷元素，且氮、磷含量較高，能夠很好地被植物吸收，利用率高；其分子結(jié)構(gòu)對金屬離子螯合能力強，可制作多種農(nóng)業(yè)用復合肥料；并且溶解性好，化學性質(zhì)穩(wěn)定，逐步水解，可作為一種緩溶性長效肥料。

從文獻中看，目前國內(nèi)外采用濕法磷酸生產(chǎn)水溶聚磷酸銨的工藝，大多是磷酸或者聚磷酸與尿素或氨氣聚合反應。

V.Archie等(US3264087)以濕法磷酸(含P₂O₅ 60％～70％)與無水氨為原料，在加長管式反應器內(nèi)，加熱至300℃，充分接觸5～60s，制得的產(chǎn)品含聚磷酸銨的量為60％～90％，然而產(chǎn)品會溶解少量氨氣和不溶性聚磷酸銨，產(chǎn)品的聚合度不穩(wěn)定。

Hahn H等(US4104362)采用多段下降薄膜式反應器，氨氣與濕法磷酸(含P₂O₅ 54％～74％)進行氨化反應，控制溫度在260～310℃之間，得到聚磷酸銨；但在反應器內(nèi)，各段溫度各不相同，溫度逐漸降低，形成的液膜容易結(jié)垢，影響連續(xù)化生產(chǎn)。

防城港博森化工有限公司(林明，企業(yè)科技與發(fā)展.2014,(5):12-14.)采用質(zhì)量分數(shù)在30～80wt％的濕法磷酸與氨氣在加熱到150～300℃溫度下，反應來制取全水性低聚合度聚磷酸銨水溶液，并達到聚磷酸銨水溶液產(chǎn)品中水不溶物質(zhì)量分數(shù)＜0.18wt％，但聚合度不高，平均聚合度小于3。

P.H.Travis(US3171733)采取磷酸先聚合成聚磷酸，再以聚磷酸和無水氨分別經(jīng)管道進入反應器，攪拌使聚磷酸與無水氨充分混合，產(chǎn)物經(jīng)固化、冷卻、粉碎即得產(chǎn)品，所得聚磷酸銨的聚合度小于10；然而該方法磷酸聚合過程對設備的腐蝕性大，影響聚磷酸銨的連續(xù)化生產(chǎn)。

我國濕法磷酸的工藝尚有不足，制得的產(chǎn)品所含雜質(zhì)較高，雜質(zhì)在反應過程中易形成沉淀或使容器表面結(jié)垢，使反應物難以聚合，不利于反應的進行。熱法磷酸與尿素反應，生成磷酸脲；再利用磷酸脲與尿素反應而得。生產(chǎn)的聚磷酸銨平均聚合度小于3，副產(chǎn)物縮二脲對作物生長產(chǎn)生藥害。

目前，我國利用濕法磷酸氨化制水溶性聚磷酸銨的方法實施起來尚存在困難，利用濕法磷酸生產(chǎn)多聚磷酸銨因其雜質(zhì)多、制備的聚磷酸銨呈灰色，農(nóng)民不愿意使用，因而對其工藝進行研究的報道少。

因此，急需一種以濕法磷酸為主要原料生產(chǎn)成本低、溶解度高的白色農(nóng)用多聚磷酸銨的生產(chǎn)方法。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服已有技術存在的問題，保證整個生產(chǎn)過程安全和降低能耗，使其具有較好的經(jīng)濟效益和社會效益，本發(fā)明提供一種利用濕法磷酸生產(chǎn)農(nóng)用多磷酸銨的方法。