CN102600646B - 一种湿法磷酸生产用消泡剂及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种湿法磷酸生产用的消泡剂，其特征在于：该磷酸消泡剂是由以下重量份数组成的：矿物油30-100份；醚类1-30份；羧化物1-20份；乳化剂1-10份；无机盐1-10份。其制备方法是先将醚类、羧化物用复合乳化剂进行预乳化，然后与矿物油、无机盐进行复配，最后经乳化、研磨、均质、细化而制得湿法磷酸生产用消泡剂。本发明产品生产过程简单，生产控制简便，条件不苛求；产品不影响磷酸产品品质；产品对环境兼容性好，不污染环境；产品表面张力低，消泡快，抑泡时间长，用量少；其原料来源面广，价格较适宜，性价比高。不但适用于湿法磷酸生产，而且适用于纺织、印染等行业酸性介质消泡、抑泡。

Description

一种湿法磷酸生产用消泡剂及其生产方法

技术领域

本发明涉及工业消泡剂领域，尤其是以矿物油为载体的一种用于湿法磷酸生产用的消泡剂及其生产方法。

背景技术

磷酸主要用于肥料及工业磷酸盐生产。磷酸工业生产方法主要有湿法和热法。湿法磷酸生产方法适合采用中低品位的磷矿石原料，目前我国80%以上磷酸都采用湿法生产磷酸。湿法磷酸生产所用原料为磷矿粉和硫酸。磷矿粉含有碳酸盐（CaCO₃、MgCO₃）、氧化物（Al₂O₃、Fe₂O₃）、硅酸盐、酸不溶物和有机物等成分。在磷矿粉与硫酸反应时，有大量气体生成，如二氧化碳气体，气体在反应浆料液表面形成一个稳定的泡沫层，对湿法磷酸生产带来许多不利影响：泡沫产生使液体增高，降低设备利用率；影响磷矿粉的分散及磷酸反应，转化率、收率降低；造成过程中水分蒸发和反应热量移出困难，致使反应温度升高；面层的泡沫还会被尾气夹带排出，造成五氧化二磷的损失和环境污染。绝大多数工业生产过程中，当含有起泡物质的溶液被搅动混入气体或液相化学反应过程产生气体时，在溶液表面，就会形成许多泡沫，泡沫会使生产带来困难，会造成不同程度的经济损失，因而希望抑止起泡或者破灭泡沫。目前，在众多行业生产中，都采用加入消泡剂的方法，消除或抑制泡沫。若缺乏对泡沫的足够控制，可能导致减产或降低产品质量。实践证明，使用化学消泡剂能控制泡沫，然而消泡剂的消、抑泡效力是不确定的，即便同一种消泡剂，对于不同的起泡体系或不同操作条件，效力往往不同。消泡剂不仅要求其具有对目的物有消、抑泡能力，经济适用，还要不影响磷酸生产过程及产品质量。因此，消泡剂成分的合成、筛选、组合必须是有特异性的。

目前，用于湿法磷酸生产过程中的消泡剂种类，国外主要有脂肪酸、脂肪醇、磷酸酯、脂肪酰胺等。国内一般用妥尔油松香脂、妥尔油脂肪酸、油酸及其硫酸盐、国产YX—l和改性YX一2型以醇胺脂肪酸酰胺为主体的复合含油基型消泡剂。国内湿法磷酸生产用消泡剂的研发工作始于上世纪80年代，以化工科研院所、高校为主。1986年，江苏化工研究所率先在国内研制出You Xiao—l消泡剂，运用于南化公司磷肥厂30kt／a磷酸铵生产，消泡效果显著。1990年，该所开发出含有特定表面活性剂的复合油基型消泡剂优于其它单一品种消泡剂的消泡能力。1993年，湖南化工研究院利用炼油厂脱蜡装置生产出以重蜡油为主要原料，合成出十五烷基磺酰氯，经氨水皂化，得到十五烷基磺酸铵，即AS—15，它是一种阴离子表面活性剂，憎水性强于亲水性，具有比较低的表面张力，该消泡剂不仅消泡效果良好，同时还起到结晶改良剂的作用。1998年，湖北工学院以脂肪酸二乙酪胺为主要成分，磷酸三丁酪和柴油为稀释剂，十二烷基磺酸钠为带液剂，组成配方(质量比)为6：4：1的消泡剂，该消泡剂具有良好的抑泡能力和静态消泡性。中国专利：<申请号>CN1883741A<名称>一种磷肥用消泡剂的制备<申请（专利权）人>南京四新科技应用研究所有限责任公司，该发明提出用脂肪酸酯和脂肪酸酯胺以2：8-6:4的组合物混配成一种用于湿法磷酸生产的消泡剂；中国专利： <申请号>CN201110113050.7<名称>一种用于湿法磷酸生产中的消泡剂制备方法<申请（专利权）人>湖北富邦科技股份有限公司，该发明涉及一种用于湿法磷酸生产中的消泡剂制备方法，其特征在于按以下步骤进行：将1.1～1.3摩尔份脂肪酸与1摩尔份聚醚，及0.1摩尔对甲基苯磺酸催化剂，反应温度为110～130℃条件下，反应时间为4～6h，产物即为消泡剂。目前，我国应用于湿法磷酸消泡的化学消泡剂种类还不多，有关消泡剂使用经验及效果方面的报道也较少。开发一些适应性强、用量少、效率高、价格合适的湿法磷酸生产专用消泡剂就更少。

发明内容

本发明的目的是针对上述提供一种方法简单，成本低廉的以矿物油为载体与消抑泡活性物质经过二次乳化复配而制成的用于湿法磷酸生产的消泡剂及其制备方法。

本发明是这样实现的：

本发明的湿法磷酸消泡剂，其特征在于：该磷酸消泡剂是由以下重量份数组成：

矿物油                   30-100；

醚  类                     1-30；

羧化物                     1-20；

乳化剂                     1-10；

无机盐                     1-10。 

以上所述的矿物油：包括润滑油基础油、煤油、柴油、白矿油、白油、石蜡等一种或多种。   

所述的润滑油基础油是矿物基础油和合成基础油调配的产品，可以使用包括直链、支链或多支链的烷烃，单环、双环、多环的环烷烃或合成烃。

以上所述的醚类，包括聚氧丙烯甘油醚、聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、丙二醇嵌段聚醚L等一种或多种。

以上所述的羧化物是：十六酸、十八酸、十二烷基苯磺酸、十二烷基苯磺酸钙、多元醇脂肪酸酯、棕榈酸异丙酯、硬脂酸丁酯等。

以上所述的乳化剂为非离子型，可以是司盘类、吐温类、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚乙烯醚、脂肪醇环氧乙烷缩合物等单剂或复配物。

以上所述的无机盐为：磷酸盐和硝酸盐，可以是磷酸钠、磷酸钾、磷酸二氢钾、磷酸铵、硝酸钠、硝酸钾和硝酸铵等。

以上所述的用于湿法磷酸生产的消泡剂的生产方法包括以下步骤：

（1）活性成分混合物的预乳化：将醚类、羧化物、乳化剂投入带搅拌夹套的混合锅中，升温加热至50 ℃～100 ℃，充分搅拌至均匀（一次乳化）。

（2）消泡剂的复配：在活性成分混合物的预乳化结束后，匀速投入矿物油，搅拌至矿物油与主活性成分混合物充分混合，再投入无机盐，搅拌均匀，冷却至 ≤40 ℃。

（3）乳化、均质：以均质机或胶体磨进一步将消泡剂乳化、研磨、均质、细化，包装即得到产品。

本发明的有益效果是：

1、本发明用于湿法生产磷酸的消泡剂，生产过程采用二次乳化，促使复配物在油相中溶混，在水相中易分散成微粒，耐高温强酸，消泡性能及稳定性好，不影响磷酸产品品质。

2、本发明生产过程简单，生产控制简便，条件不苛求。

3、本发明的产品对环境兼容性好，不污染环境，表面张力低，消泡快，抑泡时间长，用量少。

4、本发明的原料来源面广，价格较适宜，性价比高。

5、本发明不但适用于湿法磷酸生产，而且还适用于纺织、印染等行业酸性介质消泡、抑泡。

6、公开专利未见有以矿物油为载体与消抑泡活性物质经过二次乳化复配而制成的消泡剂用于湿法磷酸生产消、抑泡。

具体实施方式

实施例1

首先将按比例重量分数的消泡剂活性成分：脂肪醇聚氧乙烯醚10份、聚氧丙烯甘油醚10份、丙二醇嵌段聚醚L-31 10份及羧化物十二烷基苯磺酸2份，十八酸6份投入混合锅中预混，然后加入乳化剂S-60 3份，OP-10 2份充分搅拌混合；在搅拌下，将载体基础油（100号基础油）30份，白油23份投入，混合均匀；然后加入磷酸二氢钾4份混合均匀，随后经过均质机乳化、研磨、均质，细化，得到耐高温强酸湿法磷酸生产用消泡剂。

具体方法是：

先将上述的醚类及羧化物投入有夹套带搅拌的混合锅中，边搅拌边升温至80 ℃，然后加入乳化剂，在80 ℃～90 ℃下搅拌0.5 h；继续在搅拌下，匀速地加入载体组合物，在70°C左右温度下混合0.5 h，再投入无机盐磷酸二氢钾；搅拌1 h～2 h，开始冷却至40 ℃以下经均质机均质2次或过胶体磨3次，得到湿法磷酸生产用油型消泡剂，其耐高温耐酸，在湿法磷酸生产中，消抑泡效果好。

实施例2

首先将按比例重量分数的消泡剂活性成分：聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚10份、聚氧乙烯聚氧丙烯单丁基醚10份、丙二醇嵌段聚醚L-61 10份及羧化物十二烷基苯磺酸钙5份、棕榈酸异丙酯8份投入混合锅中预混，然后加入乳化剂S-80 4份，NP-15 1份充分搅拌混合，在搅拌下，将载体石蜡20份，白矿油20份，煤油10份投入，混合均匀；然后加入硝酸钠2份混合均匀，随后经过均质机或过胶体磨乳化、研磨、均质、细化，得到耐高温强酸湿法磷酸生产用消泡剂。

 具体方法是：

先将上述的醚类及羧化物投入有夹套带搅拌的混合锅中，边搅拌边升温至60 ℃，然后加入乳化剂，在80 ℃～90 ℃下搅拌0.5 h，继续在搅拌下，匀速地加入载体组合物，在70 ℃左右温度下混合0.5 h，再投入无机盐硝酸钠；搅拌1 h～2 h，开始冷却至40 ℃以下经均质机均质2次，或过胶体磨3次，得到湿法磷酸生产用油型消泡剂，其耐高温耐酸，在湿法磷酸生产中，消抑泡效果好。

实施例3

首先将按比例重量分数的消泡剂活性成分：丙二醇嵌段聚醚L-61 20份，聚氧丙烯甘油醚10份及羧化物十二烷基苯磺酸5份、脱氢松香酸11份，投入混合锅中预混，然后加入乳化剂NP-2 3份，T-80 2份充分搅拌混合，在搅拌下，将载体白矿油38份，白油10份投入，混合均匀；然后加入磷酸铵1份混合均匀，随后经过均质机或过胶体磨乳化、研磨，均质、细化，得到耐高温强酸湿法磷酸生产用消泡剂。

具体方法是：

先将上述的醚类及羧化物投入有夹套带搅拌的混合锅中，边搅拌边升温至70 ℃，然后加入乳化剂，在80 ℃～90 ℃下搅拌0.5 h，继续在搅拌下，匀速地加入载体组合物，在70 ℃左右温度下混合0.5 h，再投加无机盐磷酸铵；搅拌1 h～2 h，开始进行冷却至40 ℃以下经均质机均质2次，或过胶体磨3次，得到湿法磷酸生产用消泡剂，其耐高温耐酸，在湿法磷酸生产中，消抑泡效果好。

实施例4

首先将按比例重量分数的消泡剂活性成分：聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚20份、丙二醇嵌段聚醚L61 10份及羧化物硬脂酸丁酯8份、油酸5份投入混合锅中预混，然后加入乳化剂NP-2 3份，AEO-3  2份充分搅拌混合，在搅拌下，将载体白矿油28份，零号柴油10份，白油10份投入，混合均匀；然后加入磷酸钾4份混合均匀，随后经过均质机或过胶体磨乳化、研磨，均质、细化，得到耐高温强酸湿法磷酸生产用消泡剂。

具体方法：

先将上述的醚类及羧化物投入有夹套带搅拌的混合锅中，边搅拌边升温至80 ℃，然后加入乳化剂，在80 ℃～90 ℃下搅拌0.5 h，继续在搅拌下，匀速地加入载体组合物，在70 ℃左右温度下混合0.5 h，再投加无机盐磷酸钾；搅拌1 h～2 h，开始进行冷却至40 ℃以下经均质机均质2次，或过胶体磨3次，得到湿法磷酸生产用消泡剂，其耐高温耐酸，在湿法磷酸生产中，消抑泡效果好。

消泡剂消泡性能测试方法是：

在1000 ml有刻度的量筒中加入磷矿粉45 g、消泡剂0.1 ml及湿法磷酸生产的返酸250 ml，加热至80 ℃，在50r/min转速搅拌下快速倒进40 ml浓硫酸，同时开始计时，记录起泡高度、泡沫大小、泡沫颜色及消完泡沫时间。消泡时间愈短，抑泡时间愈长，性能愈好。

消抑泡应用实例：

本发明消泡剂消泡性能与外购的消泡剂比较结果见表1：

外样1，江苏某有限公司，磷酸专用消泡剂；

外样2，广东某公司磷酸消泡剂；

本发明消泡剂：实施例1，实施例2，实施例3，实施例4，

加入测试磷酸起泡液的条件相同，浓度相同。

表1                   消泡剂消抑泡性能比较结果表

Claims (1)

1.一种湿法磷酸生产用消泡剂，其特征在于：该磷酸消泡剂是由以下重量份数组成的：    

矿物油    30—l00；    

醚  类      l—30；    

羧化物      l—20；    

乳化剂      l—l0；    

无机盐      l—l0；    

所述的矿物油包括润滑油基础油、煤油、柴油、白矿油、白油或石蜡一种或多种；    

所述的醚类：是聚氧丙烯甘油醚、聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚、脂肪醇聚氧乙烯醚或丙二醇嵌段聚醚L一种或多种；    

所述的羧化物是：十六酸、十八酸、十二烷基苯磺酸、十二烷基苯磺酸钙、多元醇脂肪酸酯、棕搁酸异丙酯或硬脂酸丁酯；    

所述的乳化剂为非离子型乳化剂，包括司盘类、吐混类、王基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚乙烯醚、脂肪醇环氧乙烷缩合物单剂或复配物；    

所述的无机盐为磷酸盐和硝酸盐；    

所述的湿法磷酸消泡剂的生产方法包括以下步骤：    

(1)活性成分混合物的预乳化：将醚类、羧化物和乳化剂投入带搅拌夹套的混合锅中，升混加热至50℃-l00℃，充分搅拌至均匀；    

(2)消泡剂的复配：在活性成分混合物预乳化结束后，匀速投入矿物油，搅拌至矿物油与主活性成分混合物充分混合，再投入无机盐，搅拌均匀，冷却至＜40℃；    

(3)乳化、均质：以均质机或肢体磨进一步将消泡剂乳化、研磨、均质和细化，包装即得到产品。