防止或减少湿法磷酸生产中的污垢的制作方法
【专利摘要】本发明提供防止或减少湿法磷酸生产工艺中的污垢形成的方法，所述方法是通过在所述磷酸生产工艺的一个或多个步骤将足以防止或减少污垢的量的污垢抑制试剂相互混合来达成。
【专利说明】防止或减少湿法磷酸生产中的污垢
[0001]1.【技术领域】
[0002]本发明涉及用于防止或减少磷酸生产工艺的不同阶段生产装备之中和/或之上形成污垢的调配试剂和方法。
[0003]2.【背景技术】
[0004]虽然磷酸可以通过三种途径(热法、湿法和干窑法)来制备，但湿法是最常用的磷酸生产工艺。在所述工艺中，在洗涤设备中清洗主要含有磷酸钙的磷酸钙岩并在球磨机中将其研磨，然后连同从所述工艺回收的磷酸一起进给到一系列的反应器中以供用硫酸消化。消化温度通常在40°C到80°C范围内。在完成所述反应系列后，用蒸发器冷凝物洗涤工艺流，同时迫使其通过过滤器。
[0005]消化后，过滤反应浆液以分离磷酸与石膏(硫酸钙)。然后将过滤的粗制磷酸送到澄清器和蒸发器以供进一步纯化和浓缩。纯化的磷酸被作为商用级酸(MGA)送出或继续用于制备69%P205超磷酸(SPA)。对石膏进行洗涤和干燥，然后出售用于商业用途。将一些粗制磷酸浓缩到44% (P2O5),然后发送用于生产磷酸二氢铵(MAP)、磷酸氢二铵(DAP)和磷硫酸铵(APS)。
[0006]由于所述酸的超饱和性质和磷酸盐矿石中的杂质，因此针对P2O5的浓缩步骤会引起几个副反应，从而导致在磷酸生产的不同阶段装备之中和/或之上形成污垢。例如，氟硅酸盐是在磷酸生产中发现的较常见的污垢物质之一。它可以通过以下方程式来描述:
【权利要求】
1.一种减少或防止湿法磷酸生产工艺中的污垢的方法，所述方法包括:在所述磷酸生产工艺的一个或多个步骤添加有效量的选自以下的一种或多种污垢抑制试剂:i)选自以下的膦酸衍生物:苯基膦酸、膦酰基乙酸、羟乙基氨基-二(亚甲基膦酸)(HEMPA)和它们的混合物；?)磺酸或选自以下的相应衍生物:磺基琥珀酸、5-磺基水杨酸水合物、4-磺基邻苯二甲酸、N-(I, 1-二甲基-2-羟乙基)-3-氨基-2-羟基丙磺酸(AMPSO)、3-氨基-4-羟基苯磺酸、1-十二烷磺酸钠盐、丙烯酸3-磺基丙酯钾盐、4-羟基苯磺酸溶液、4，5- 二羟基萘-2，7- 二磺酸二钠盐、氢醌磺酸钾盐和它们的混合物；iii)选自以下的羧酸衍生物:根据式I的化合物:
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述磷酸污垢物质选自以下的一种或多种:Si2F6, Na2SiF6, K2SiF6, CaSiF6/2H20、CaF2^MgF2, CaS04/2H20、MgSiF6/6H20、Mg0.8A1L5F6/X H2O,MgH2P6O7, CaSO4^Al (PO3) 3,NaK2AlF6,Ca3 (AlF6) 2/4H20,MgNaAlF6/2H20 和 Ca4S04AlSiF13/10H20,其中X是2到10范围内的整数。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述添加步骤发生在所述湿法磷酸生产工艺的一个或多个阶段，所述一个或多个阶段选自:研磨阶段、消化阶段、过滤阶段、冷凝/蒸发阶段和澄清阶段。
4.根据前述权利要求中任一所述的方法，其中所述添加步骤发生在所述磷酸生产工艺的任何间隙管道。
5.根据前述权利要求中任一所述的方法，其中所述添加步骤是在单一阶段中、在多个阶段中、依序、以反向顺序、同时或以其组合执行。
6.根据前述权利要求中任一所述的方法，其中所述污垢抑制试剂是作为单一组分或以个别组分添加。
7.根据前述权利要求中任一所述的方法，其中将所述试剂直接添加到所述磷酸生产工艺或与选自以下的溶剂预混合:水、油、醇和它们的混合物。
8.根据前述权利要求中任一所述的方法，其中所述根据式(I)的化合物选自:3，4_二羟基苯基乙酸、3，4- 二羟基氢化肉桂酸、3，4- 二羟基苯甲酸、没食子酸、咖啡酸。
9.根据前述权利要求中任一所述的方法，其中所述多糖选自:角叉菜胶、海藻酸和羧甲基纤维素。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述羧甲基纤维素的分子量为2kDa到lOOkDa。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述分子量为IOkDa到75kDa。
12.根据权利要求10或权利要求11所述的方法，其中所述分子量为IOkDa到30kDa。
13.根据前述权利要求中任一所述的方法，其中所述试剂是共聚物配制物，并且其中所述第二重复单元含有选自以下的官能团:聚亚乙基亚胺-环氧-羟基琥珀酸酯、丙烯酰胺/丙烯酸酯共聚物(CYANAMER P_70 ? )、烯丙基磺酸/马来酸酐共聚物(CYANAMER P-80 ?)、聚二烯丙基二甲基氯化铵(SUPERFLOC C587 ? )、聚二甲胺表氯醇乙二胺(SUPERFL0CC573 ? )、聚(4-苯乙烯磺酸)、膦酰基聚羧酸、丙烯酸/丙烯酸酯/磺酸酯共聚物、聚丙烯酸(PAA)、聚丙烯酸钠(PAAS)、甲氧基苯基马来酰胺酸(MPMA)、马来酸酐丙烯酸共聚物(MA-AA)、AA-MA-丙烯酰胺基-甲基-丙磺酸酯聚合物(AMPS)次磷酸四元聚合物、AA-AMPS多元聚合物、AA-丙烯酸酯共聚物T-225和丙烯酸-2-甲基丙磺酸丙烯酸系聚合物和它们的混合物。
14.根据前述权利要求中任一所述的方法，其中所述具有低临界溶解温度相变的聚合物或共聚物选自:聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇(PEG-PPG-PEG)共聚物、聚-η-异丙基聚丙烯酰胺(NIPAM)和丙烯酸-聚-η-异丙基聚丙烯酰胺(AA = NIPAM)的共聚物。
15.根据权利要求14所述的方法，其中丙烯酸单体:聚-η-异丙基聚丙烯酰胺单体的比率是20:80到80:20。·
16.根据权利要求14或权利要求15所述的方法，其中丙烯酸单体:聚-η-异丙基聚丙烯酰胺单体的比率是50:50。
17.根据前述权利要求中任一所述的方法，其中所述试剂掺合物的所述有机酸是选自以下的膦酸衍生物:苯基膦酸、膦酰基乙酸、羟乙基氨基-二(亚甲基膦酸)(HEMPA)、氨基-三(亚甲基膦酸)(ATMPA)、1-羟基亚乙基-1，1-二膦酸(HEDPA)、二亚乙基三胺-五(亚甲基膦酸)(DTPMP)、乙二胺亚甲基膦酸(EDTMP)、羟基乙烷膦酰基乙基乙酸(HPAA)和膦酰基丁烷-1，2，4-三羧酸(PBTCA)。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述聚胺是聚二烯丙基二甲基氯化铵(SUPERFLOC C587 ? )或聚二甲胺表氯醇乙二胺(SUPERFLOC C573 ? )。
19.根据前述权利要求中任一所述的方法，其中所述糖酸选自:甘油酸、木质酸、葡糖酸、抗坏血酸、神经氨酸、酮基脱氧辛酮糖酸、葡糖醛酸、半乳糖醛酸、艾杜糖醛酸、酒石酸、粘酸、糖二酸和它们的混合物。
20.根据前述权利要求中任一所述的方法，其中所述试剂掺合物包含1-羟基亚乙基-1,1-二膦酸(HEDPA)、聚二烯丙基二甲基氯化铵(SUPERFLOC C587 ? )和葡糖酸。
21.根据权利要求17到20中任一权利要求所述的方法，其中所述掺合物的组分的比率是以1:1:1存在。
22.根据前述权利要求中任一所述的方法，其中所述试剂的浓度是10到5000g/吨磷酸。
23.根据权利要求22所述的方法，其中所述浓度是10到IOOOg/吨磷酸。
24.根据权利要求22或权利要求23所述的方法，其中所述试剂的所述浓度是IOOg/吨磷酸。
25.根据前述权利要求中任一所述的方法，其中将所述污垢防止或减少5到180天的时段。
26.根据前述权利要求中任一所述的方法，其进一步包括从所得磷酸中去除造成污垢的金属离子。
27.根据权利要求26所述的方法，其中所述去除步骤是通过用一种或多种絮凝剂絮凝所述磷酸来执行。
28.根据前述权利要求中任一所述的方法，进一步包括用一种或多种沉淀剂处理所述磷酸。
29.根据前述权利要求 中任一所述的方法，进一步包括过滤所述磷酸。
【文档编号】C01B25/22GK103429528SQ201180069454
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2011年3月22日 优先权日:2011年3月22日
【发明者】S·拉维尚卡尔, B·王 申请人:塞特克技术公司