一种以湿法净化磷酸和磷酐为原料合成聚磷酸的方法
【专利摘要】本发明一种以湿法净化磷酸和磷酐为原料合成聚磷酸的方法，属于磷化工【技术领域】。其特点是将按五氧化二磷一次性置于三口烧瓶中，缓慢加入湿法净化磷酸，并不断搅拌使五氧化二磷粉末尽量溶解，设定集热式恒温加热磁力搅拌器的温度和转速以充分混料。待混料均匀后升温至设定温度，加入分散剂，恒温聚合反应2～6h后，得到磷酸质量浓度为114～120%的无色流动状透明聚磷酸。本发明的优点，采用湿法净化酸为原料，大大降低聚磷酸的生产能耗，操作安全简单，具有较好的推广实用性。
【专利说明】一种以湿法净化磷酸和磷酐为原料合成聚磷酸的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种以湿法净化磷酸和磷酐为原料合成聚磷酸的方法。属于磷化工【技术领域】。
【背景技术】
[0002]现有磷化工基础原料酸主要为工业磷酸，其工业生产主要包括热法和湿法两种路线。以黄磷为方向的热法路线具有产品质量好，杂质含量低，价格昂贵等特点，可以用于纯度要求较高的食品级、电子级磷酸的加工；以硫酸溶解为方向的湿法路线具有成本低、易实施工业化的特点，但由于湿法路线所制备的磷酸杂质含量高，且净化工艺难度大，受到一定程度的限制。随着近年来对磷资源的不断开发，多聚磷酸的优势逐渐显现。相比工业磷酸而言，它具有过冷性质，即使在低温条件下储存仍保持液态，腐蚀性小；运输等量P2O5的运输费用比普通磷酸要省40%等优点。多聚磷酸正逐步成为工业磷酸的替代品，广泛应用于生产农业用化肥及制取饲料磷酸盐等领域中。
[0003]多聚磷酸的工业生产方法同样也分为热法和湿法。热法主要是基于传统的热法磷酸生产装置，差别仅在于补充冷却的工艺方式；湿法主要是将湿法磷酸经单级或多级蒸发器加热浓缩，除去水分得到。现有技术主要采用湿法磷酸生产多聚磷酸，由于多聚磷酸制备方法保密等原因，国内外有关资料报道相对较少，一般用高温浓缩法。这种方法在生产过程中，磷矿石和硫酸反应产生的料浆经过滤、浓缩来提高磷酸的浓度。尽管浓度过程的高温及传热不均匀性，酸在浓缩过程中难免会产生局部过热，使加热装置内壁出现白色沉淀结垢。同时，这种方法要求的温度达到800~1000°C、真空度0.1~0.3atm，对装置的材质和密封性能要求较高，装置内壁发生结垢后难于清洗，影响多聚磷酸的生产开车。因此，如何开发一种高效、低能耗的多聚磷酸合成路线很有必要，为了增加磷酸的聚合程度，提高磷酸的浓度，开展了本发明的研究。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是克服上述现有技术存在的问题，提供了一种以湿法净化磷酸和磷酐为原料合成聚磷酸的方法，该方法旨在提高聚磷酸的浓度，降低聚磷酸合成成本。
[0005]本发明以湿法净化磷酸和磷酐为原料合成聚磷酸的方法的技术方案是:该方法包括以下的步骤:
将五氧化二磷一次性置于三口烧瓶中，三口烧瓶固定在油浴锅里，油浴锅设定集热式恒温加热磁力搅拌器的温度为100~150°C,转速为225r/min,用恒压滴液漏斗向装有五氧化二磷的三口烧瓶中加入湿法净化磷酸，并进行机械搅拌直至滴加完毕，充分混料，得五氧化二磷与湿法净化磷酸混合溶液，升温五氧化二磷与湿法净化磷酸混合溶液，加入分散剂，聚合反应2~6h后，得到磷酸质量浓度为114~120%的无色流动状透明聚磷酸。
[0006]所述的五氧化二磷与湿法净化磷酸质量比为0.4~0.8，其中湿法净化磷酸的质量浓度为74~79%之间。[0007]所述的分散剂为妥尔油、磷酸三丁酯、单宁及木质素苯磺酸钠中的一种或几种，其质量分数占原料总质量的0.01~0.03%。
[0008]本发明有益效果是:(1)反应温度较之传统工艺大大降低，节省生产能耗。(2)反应压力为常压，安全且操作简单。(3)反应无须产生大量水蒸汽，可以降低水蒸气带走的热能，同时便于生产。(4 )反应过程采用一步合成，缩短了反应时间。
【具体实施方式】
[0009]下面用实施例来进一步说明本发明，但本发明决不局限于这些实施例。
[0010]以湿法净化磷酸和磷酐为原料合成聚磷酸的方法包括以下的步骤:
将五氧化二磷一次性置于三口烧瓶中，三口烧瓶固定在油浴锅里，油浴锅设定集热式恒温加热磁力搅拌器的温度为100~150°C,转速为225r/min,用恒压滴液漏斗向装有五氧化二磷的三口烧瓶中加入湿法净化磷酸，并进行机械搅拌直至滴加完毕，充分混料，得五氧化二磷与湿法净化磷酸混合溶液，升温五氧化二磷与湿法净化磷酸混合溶液，加入分散剂，聚合反应2~6h后，得到磷酸质量浓度为114~120%的无色流动状透明聚磷酸。
[0011]所述的五氧化二磷与湿法净化磷酸质量比为0.4~0.8，其中湿法净化磷酸的质量浓度为74~79%范围。
[0012]所述的分散剂为妥尔油、磷酸三丁酯、单宁及木质素苯磺酸钠中的一种或几种，其质量分数占原料总质量的0.01~0.03%。
[0013]实施例1
质量为150g五氧化二磷一次性置于三口烧瓶中，缓慢加入100g质量分数为76%的湿法净化磷酸，并不断搅拌使五氧化二磷粉末尽量溶解，然后使三口烧瓶固定在油浴锅里，设定集热式恒温加热磁力搅拌器的温度为150°C，转速为225转每分钟，以充分混料，升温至设定温度后，加入质量浓度0.01%降粘剂妥尔油，恒温聚合反应4h后，五氧化二磷粉末完全溶解，得到含磷酸质量浓度为116%的无色流动状透明聚磷酸。
[0014]实施例2
质量为150g五氧化二磷一次性置于三口烧瓶中，缓慢加入85g质量分数为74%的湿法净化磷酸，并不断搅拌使五氧化二磷粉末尽量溶解，然后使三口烧瓶固定在油浴锅里，设定集热式恒温加热磁力搅拌器的温度为100°C，转速为225转每分钟，以充分混料，升温至设定温度后，加入质量浓度0.02%降粘剂磷酸三丁酯，恒温聚合反应5h后，五氧化二磷粉末完全溶解，得到磷酸质量浓度为116%的无色流动状透明聚磷酸。
[0015]实施例3
质量为150g五氧化二磷一次性置于三口烧瓶中，缓慢加入60g质量分数为78%湿法净化磷酸，并不断搅拌使五氧化二磷粉末尽量溶解，然后使三口烧瓶固定在油浴锅里，设定集热式恒温加热磁力搅拌器的温度为140°C，转速为225转每分钟，以充分混料，升温至设定温度后，加入质量浓度0.03%降粘剂单宁，恒温聚合反应6h后，五氧化二磷粉末完全溶解，得到磷酸质量浓度为115%的无色流动状透明聚磷酸。
[0016]实施例4
质量为150g五氧化二磷一次性置于三口烧瓶中，缓慢加入120g，质量分数为79%湿法净化磷酸，并不断搅拌使五氧化二磷粉末尽量溶解，然后使三口烧瓶固定在油浴锅里，设定集热式恒温加热磁力搅拌器的温度为110°c，转速为225转每分钟，以充分混料，升温至设定温度后，加入质量浓度为0.02%降粘剂木质素苯磺酸钠，恒温聚合反应2h后，五氧化二磷粉末完全溶解，得到磷酸质量浓度为114%的无色流动状透明聚磷酸。
[0017]实施例5
质量为150g五氧化二磷一次性置于三口烧瓶中，缓慢加入90g，质量分数为75%湿法净化磷酸，并不断搅拌使五氧化二磷粉末尽量溶解，然后使三口烧瓶固定在油浴锅里，设定集热式恒温加热磁力搅拌器的温度为120°C，转速为225转每分钟，以充分混料，升温至设定温度后，加入降粘剂质量浓度为0.01%妥尔油和0.01%的单宁，恒温聚合反应2h后，五氧化二磷粉末完全溶解，得到磷酸质量浓度为116%的无色流动状透明聚磷酸。
[0018]本发明工艺比传统工艺相比，能耗大为降低，且安全易操作，具体见表1:
【权利要求】
1.一种以湿法净化磷酸和磷酐为原料合成聚磷酸的方法，其特征在于该方法包括以下的步骤: 将五氧化二磷一次性置于三口烧瓶中，三口烧瓶固定在油浴锅里，油浴锅设定集热式恒温加热磁力搅拌器的温度为100~150°C,转速为225r/min,用恒压滴液漏斗向装有五氧化二磷的三口烧瓶中加入湿法净化磷酸，并进行机械搅拌直至滴加完毕，充分混料，得五氧化二磷与湿法净化磷酸混合溶液，升温五氧化二磷与湿法净化磷酸混合溶液，加入分散剂，聚合反应2~6h后，得到磷酸质量浓度为114~120%的无色流动状透明聚磷酸。
2.根据权利I所述的以湿法净化磷酸和磷酐为原料合成聚磷酸的方法，其特征在于:所述的五氧化二磷与湿法净化磷酸质量比为0.4~0.8，其中湿法净化磷酸的质量浓度为74~79%之间。
3.根据权利I所述的以湿法净化磷酸和磷酐为原料合成聚磷酸的方法，其特征在于:所述的分散剂为妥尔油、磷酸三丁酯、单宁及木质素苯磺酸钠中的一种或几种，其质量分数占原料总质量的0.01~0.03%。`
【文档编号】C01B25/24GK103641092SQ201310708008
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年12月20日 优先权日:2013年12月20日
【发明者】何宾宾, 张晖, 阳杨, 李耀基, 方世祥, 陆伟才, 李小双, 刘俊 申请人:云南磷化集团有限公司