一种通过硫酸钠和磷酸制备六偏磷酸钠的方法与流程

本发明涉及一种通过硫酸钠和磷酸制备六偏磷酸钠的方法，属于六偏磷酸钠的制备方法。

背景技术：

1、六偏磷酸钠为na2o/p2o5分子比近1的玻璃状磷酸盐,也称“格兰汉姆”盐，是一种白色、无臭的结晶粉末，分子式为(napo3)6，具有不溶于有机溶剂，强吸湿性等性能。对金属离子尤其是钙、镁等碱土金属离子具有极强的络合阻垢能力。

2、六偏磷酸钠是市场用量最大的功能性磷酸盐，可应用于洗涤、水处理、食品、选矿、冶金等工业生产中。在食品工业中六偏磷酸钠可用作食品品质改良剂、ph调和剂、金属离子鳌合剂、黏着剂和膨胀剂等；在选矿和油田工业中主要作为抑制剂,主要用于抑制石英和硅酸盐矿物以及方解石、石灰石等碳酸盐矿物；但目前中国六偏磷酸钠的生产规模小、产品品种单一、产品质量不稳定。因此开发具有规模化、多功能和节能效果好的偏磷酸盐生产工艺,对中国精细磷化工产品的多元化尤为重要。

3、六偏磷酸钠的生产工艺根据起始原料的不同，可分为一步法与两步法工艺。一步法工艺是以黄磷为原料,经氧化直接与纯碱在高温下化合、聚合,所制得熔融六偏磷酸钠直接流入冷却圆盘中骤冷,即得六偏磷酸钠。两步法工艺采取先制备磷酸二氢钠，再进一步转化为六偏磷酸钠，共有两个步骤，所以成为两步法。两步法采用氢氧化钠和磷酸混合，在150℃～250℃氮气气氛混合体系里反应，冷却、分离，焙烧冷却得到六偏磷酸钠。目前六偏磷酸钠的生产主要采用磷酸与烧碱进行中和反应，聚合，骤冷固化，得到产品。

4、前述六偏磷酸钠的制备方法如黄磷一步法，由于黄磷易燃危险性大、过程存在强烈氧化燃烧过程，控制难度较大，黄磷中砷容易带入产品，造成最终产品砷残留量高，危害人体健康，而且制备工艺复杂，能耗高，操作控制难度系数较高，存在污染废弃物排放，产品质量不稳定等缺陷。同时由于在六偏磷酸钠的生产中需控制产品的色度，以硝酸盐作为添加剂。然而，硝酸盐在高温条件下易产生氮氧化物，对环境造成污染。随着人们环保意识的提高，国家对环保的重视，需要开发一种新的六偏磷酸钠的制备方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种通过硫酸钠和磷酸制备六偏磷酸钠的方法，以硫酸钠为钠源与磷酸经过煅烧、聚合反应制备六偏磷酸钠，与传统方法采用的纯碱或烧碱相比，具有较高的经济优势，并且具有流程短、设备简单、对设备的腐蚀小的优势。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

3、一种通过硫酸钠和磷酸制备六偏磷酸钠的方法，包括以下步骤：

4、s100：按质量比为1.3～2.0：1称取磷酸和硫酸钠；

5、s200：将磷酸和硫酸钠混合；

6、s300：将混合后的磷酸和硫酸钠放入反应炉加热，温度控制中500摄氏度至900摄氏度保持0.5小时至5小时；

7、s400：磷酸和硫酸钠在反应炉中高温反应形成的熔体，待反应完成后进行冷却，得到六偏磷酸钠。

8、前述一种通过硫酸钠和磷酸制备六偏磷酸钠的方法中，步骤s300还包括下述内容：磷酸和硫酸钠受热后反应，释放三氧化硫、水蒸气及硫酸，将反应产生的气体引出并收集得到硫酸或亚硫酸。

9、前述一种通过硫酸钠和磷酸制备六偏磷酸钠的方法中，步骤s200还包括下述内容：将磷酸和硫酸钠混合前，对硫酸钠进行研磨；磷酸和硫酸钠混合后，对混合物进行研磨。

10、前述一种通过硫酸钠和磷酸制备六偏磷酸钠的方法中，步骤s300中磷酸和硫酸钠钠的反应方程式如下：

11、2h3po4+na2so4＝2nah2po4+h2so4；

12、6nah2po4＝(napo3)6+6h2o；

13、h2so4＝so3↑+h2o。

14、与现有技术相比，本发明采用的硫酸钠与传统方法采用的纯碱或烧碱相比，具有较高的经济优势。该方法采用硫酸钠和磷酸固态混合后加热生产nah2po4，nah2po4进一步通过聚合反应获得六偏磷酸钠，该方法具有流程短、设备简单、对设备的腐蚀小、生产成本低、环境污染小等优点。

技术特征：

1.一种通过硫酸钠和磷酸制备六偏磷酸钠的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种通过硫酸钠和磷酸制备六偏磷酸钠的方法，其特征在于，步骤s300还包括下述内容：磷酸和硫酸钠受热后反应，释放三氧化硫、水蒸气及硫酸，将反应产生的气体引出并收集得到硫酸或亚硫酸。

3.根据权利要求1所述的一种通过硫酸钠和磷酸制备六偏磷酸钠的方法，其特征在于，步骤s200还包括下述内容：将磷酸和硫酸钠混合前，对硫酸钠进行研磨；磷酸和硫酸钠混合后，对混合物进行研磨。

4.根据权利要求1所述的一种通过硫酸钠和磷酸制备六偏磷酸钠的方法，其特征在于，步骤s300中磷酸和硫酸钠钠的反应方程式如下：

技术总结
本发明公开了一种通过硫酸钠和磷酸制备六偏磷酸钠的方法，包括以下步骤：S100：按质量比为1.3～2.0：1称取磷酸和硫酸钠；S200：将磷酸和硫酸钠混合；S300：将混合后的磷酸和硫酸钠放入反应炉加热，温度控制中500摄氏度至900摄氏度保持0.5小时至5小时；S400：磷酸和硫酸钠在反应炉中高温反应形成的熔体，待反应完成后进行冷却，得到六偏磷酸钠。本发明采用的硫酸钠与传统方法采用的纯碱或烧碱相比，具有较高的经济优势。该方法采用硫酸钠和磷酸固态混合后加热生产NaH<subgt;2</subgt;PO<subgt;4</subgt;，NaH<subgt;2</subgt;PO4进一步通过聚合反应获得六偏磷酸钠，该方法具有流程短、设备简单、对设备的腐蚀小、生产成本低、环境污染小等优点。

技术研发人员：王祥碧,盛余,刘斌,韩维玲,张冬城,周骏宏,周立国,李海艳
受保护的技术使用者：贵州胜威福全化工有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13