CN1032581C - 连续法食品级磷酸生产技术 - Google Patents

Abstract

本发明以热法工业磷酸(86%)为原料，加入P₂S₅固体与NaOH溶液配制的一定量的脱砷剂，在连续投料的情况下，经搅拌、静置、真空过滤、填料塔吹除H₂S和对易氧化物处理，得到食品级磷酸，过滤时铺设硅藻土助滤剂的厚度不小于4毫米。

Description

本发明涉及以热法工业磷酸为原料，除去砷、铅等对人体有害有毒物质制取食品级磷酸的生产工艺。

食品级磷酸和食品级磷酸盐已生产有多系列，多品种，它是一种廉价的酸味剂，大量用于奶制品、肉制品、水产品和各种饮料的生产中作为食品添加剂，具有调整改善食品的结构和色香味感观性状。食品级磷酸在我国和国际上均需求量很大。我国已制定出了食品级磷酸的国家标准。GB3149-82《食品添加剂——磷酸》。食品级磷酸可采用热法工业磷酸或湿法工业磷酸净化后制取，热法工业磷酸有毒有害物质含量低，处理工艺比较简单，但消耗热量较高；用湿法工业磷酸虽能耗低，但提纯制取工艺较为复杂、很难为一般生产厂家所采用。

采用热法工业磷酸制取食品级磷酸的方法主要有化学净化法(也称特定成份去除法)，电解法和结晶法。

迄今知道的化学净化法，均以75％浓度的工业磷酸进行净化而制取，需先将85％的产品稀释到75％，除去杂质后，还要加热浓缩到85％国家标准后才能出厂，要进行稀释、浓缩两个处理过程。另外净化过程不能连续进行，而是生产一釜(槽)再投料生产下一釜，因而产量低，占地面积大，能耗高。

本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种连续法食品级磷酸生产技术，它能连续生产，提高产量，并且在氧化过程中硫酸盐产生更少，产品色度提高。

本发明的目的可以通过以下措施来达到：脱砷釜内加入以固体P₂S₅和0.5％NaOH配制的一定量脱砷剂，连续向釜内投料，在80-85℃下搅拌0.5-1小时，通过位差溢流，流入一静置凝聚釜，静置时间2.5-3小时，再经管道流入过滤槽真空过滤，过滤槽内铺有硅藻土助滤剂，过滤以后流入填料塔内脱除H₂S，向酸内吹入的压缩空气经一板式换热器进入，酸温保持60-80℃，搅动吹除至H2S浓度小于0.0075％，再进入氧化釜作易氧化物处理，其条件为80-90℃下保温2小时，H₂O₂的加入量为理论的200-300％、

脱砷釜、静置釜、过滤设备，填料塔和氧化釜等各设备之间均用管道相连。

本发明下面结合附图及实施例作进一步详述

图1为依据本发明提出的连续食品级磷酸生产工艺流程。

如图所示，其生产条件为：

(一)原料

1、86％工业磷酸，其指标如下：

成分                   含量

H₃PO₄               85.67％

色度                  10

氯化物(Cl)            0.0002％

硫酸盐(SO₄)          0.0005％

铁                    0.0002％

砷(AS)                0.005％

重金属以Pb计          0.0008％

2、五硫化二磷

P₂O₅含量：92％

3、过氧化氢

H₂O₂：30％

4、云南省腾冲Mh型藻土

指标如下：

成份                    含量％

SiO₂                   91.22

Fe₂O₃                 0.51

Al₂O₃                 2.72

CaO                     0.51

MgO                     0.30

pH                      7.5

盐酸可溶物              1.27

水溶物                  0.31

干燥失重                0.06

5、氢氧化钠化学纯

NaOH 96％

(二)反应机理

砷在工业磷酸中多以亚砷酸(H₃AsO₃)的形式存在，而铅是以磷酸盐的形式存在，它们都与五硫化二磷水解后产生的H₂S生成沉淀。其化学反应式为：

在冷的磷酸溶液中，该反应进行很慢，加热至80-90℃则能迅速反应。该特性反应，是磷酸净化脱砷的工艺基础。

(三)连续法流程：

1、在50克/升NaOH溶液中配制含P₂S₅30克/升的脱砷剂溶液。选用0.5％NaOH溶液作溶解P₂S₅的溶剂，虽然带入钠离子，但少量钠离子并不影响食品磷酸的质量，且具有溶解快，基本无H₂S挥发的优点。脱砷剂溶液放置在高位瓶，用十字夹控制流量，加入脱砷釜，用量为理论量的150％，同时放置在高位的工业磷酸加入脱砷釜，投料量为2.7公升/小时。向釜夹套内通入蒸汽进行加热，待釜内磷酸温度升到80℃，启动搅拌器，搅拌强度13米/分，反应时间约30分钟。

2、釜中磷酸位差溢流进入静置凝聚釜，达到一定处理量后保温80-85℃，静置2.30小时。

经静置一段时间，有利于H₂S与砷、重金属铅等反应生成硫化砷和金属硫化物沉淀，反应停留时间长，胶体凝聚愈好，有助于过滤。

3、静置釜中磷酸经管道送入真空过滤机过滤，以除去酸里形成的砷、重金属硫化物沉淀。过滤条件：抽滤真空为60-100mmHg柱，过滤层采用至少一层涤沦208滤布，滤布上铺设经处理过的硅藻土，其厚度4-12mm。经试验，确保胶体物不穿滤，且过滤强度减少不多。硅藻土应选用SO₄含量低的。

4、脱H₂S。过滤后的半成品酸里，还溶解有少量的H₂S，脱除H₂S在均布有软填料(如聚丙烯)的填料塔内进行，向塔内夹套通入蒸汽热磷酸，向酸中通入过滤空气，过滤的空气经一组板式换热器预热后才通入塔内酸中，酸温保持在60-80℃吹赶H₂S吹除至H₂S浓度小于0.0075％。吹除要尽可能完全，否则，双氧水处理时，产品色度可能不合格。硫化氢气体经排气筒放空。

5、脱H₂S后的磷酸经管道送入一氧化釜内进行氧化物处理，在80-90℃下保温2小时，双氧水的加入量为理论量的200-300％。

全部生产过程连续反应7小时后，取样分析，每隔2小时取样一次，检测全部指标合格为食品磷酸，即可成品包装入库。

在本发明提供的生产流程中，脱砷剂、双氧水等均可能带入少量水，因而磷酸质量要严格控制，最好是浓度大于86％，另外，由于双氧水，硅藻土、脱砷剂溶液及过程中均易带入微量硫酸盐，因此，原料酸最好选用硫酸盐含量低的。生产中所用设备与管道应选择杂质少耐腐蚀的材质制做。

本发明提供的连续法生产技术相比间歇法生产具有如下优点：连续投料，因而产量大大提高，反应用脱砷剂为溶液状，易控制均匀，采用填料塔吹除H2S较彻底，效果较好，在氧化过程中硫酸盐产生少，因而产品色度提高；整个流程基本上不产生磷损失，物料平衡耗能低。与相同规模的间歇法食品磷酸生产工艺相比较投资节省30％，操作人员减少20％，能引入微机实行电脑控制操作。

Claims (3)

1、一种从工业磷酸脱除砷等有毒物质制取食品级磷酸的连续法食品级磷酸生产技术，在工业磷酸中通入H₂S，在一定温度条件下，H₂S与砷，重金属铅等反应生成硫化砷和金属硫化物淀沉，送入过滤槽过滤，除去沉淀物，在过滤后的酸里通入压缩空气，脱除H₂S，其特征在于：连续向脱砷釜内投料，在80-85℃温度下，向釜内加入0.5％NaOH和固体P₂S₅配制成含30克/升P₂S₅的脱砷剂浴液，脱砷剂用量为理论用量的150％，搅拌0.5-1小时，搅拌强度为13米/分，依靠位差溢流送入凝聚釜静置2.5-3小时，再经管道送入铺设硅藻土过滤层的过滤槽，过滤后的酸流入填料塔除H₂S，吹除时酸温保持在60-80℃，脱除H₂S后磷酸送入氧化釜，加入H₂O₂为理论量的200-300％，在80-90℃下保温2小时。

2、根据权利要求1所述的生产技术，其特征在于过滤槽中在滤布上铺设的硅藻土层厚4-12mm，抽滤真空为60-100mmHg柱。

3、根据权利要求1所述的生产技术，其特征在于脱除H₂S在均布有软填料的填料塔内进行，通入的压缩空气经一组板式换热器预加热至60℃。

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