CN106276841A - 一种利用磷酸一铵料浆与尿素制取水溶性聚磷酸铵的方法 - Google Patents

一种利用磷酸一铵料浆与尿素制取水溶性聚磷酸铵的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用磷酸一铵料浆与尿素制取水溶性聚磷酸铵的方法，将磷酸一铵料浆和尿素按磷酸一铵与尿素摩尔比(1.1‑1.8)︰1加入到反应釜中，搅拌、加热，控制物料温度140‑230℃，发生缩合反应，生成水溶性聚磷酸铵固体产品。本发明的方法采用的原料可以是杂质含量高的湿法磷酸生产的磷酸铵盐的料浆，所生产出来的聚磷酸铵固体产品聚合率较高，其聚合态的磷含量占总磷含量大于75％。所生产出来的聚磷酸铵固体产品水溶性很好，其所含水不溶物的重量小于0.1％，可用于液体肥料或其它肥料领域，将能大大促进我国现代农业的发展。

Description

一种利用磷酸一铵料浆与尿素制取水溶性聚磷酸铵的方法
技术领域
本发明属于化肥领域，具体涉一种利用磷酸一铵料浆与尿素制取水溶性聚磷酸铵的方法。
背景技术
聚磷酸铵又称多聚磷酸铵或缩聚磷酸铵(简称APP)，聚磷酸铵是一种含N和P的聚磷酸盐，由于聚磷酸铵养分含量高，溶解性好，不易与土壤溶液中的钙、镁、铁、铝等离子反应而使磷酸根失效。聚磷酸铵还具有螯合金属离子的作用，提高诸如锌、锰等微量元素的活性。由于聚磷酸铵的优点，该产品在农业发达国家得到广泛使用，是液体肥料的主要品种。聚磷酸铵施入土壤后，在酶的作用下产生水解反应。水解反应相当复杂，因为聚磷酸铵溶液含有好几种化合物如正磷酸、焦磷酸、三聚磷酸和更多元的聚合物，而正磷酸盐是聚磷酸盐水解的最终产物。土壤或栽培基质的温度、水分、pH和其它因素都会影响水解的速率。但一般水解的速率较快，可以在几个小时到几天内完成。通常作物只吸收正磷酸盐形态的磷，故聚磷酸盐水解速率的快慢决定了磷肥效的快慢。由于聚磷酸中有一部分为正磷酸，因此聚磷酸铵是一种速效长效结合的磷肥农用聚磷酸铵溶解性好，是液体肥料的主要品种。目前，农用聚磷酸铵在中国仅有少量生还未形成商品出售。随着国家土地流转等政策的推行，农业向现代化迈进，肥料也越来越追求高效性，本发明制取的水溶性聚磷酸铵符合当今世界肥料向复合化、高效化、液体化、缓效化发展的趋势。
林明等人发明的专利(CN104724688A)以磷酸铵盐、五氧化二磷、尿素、水为原料来制得水溶性好的聚磷酸铵产品。张爱明等人发明的专利(CN1994873A)以磷酸氢二铵和五氧化二磷在一定摩尔比和温度下，在氨气的氛围中合成制备聚磷酸铵。
从文献报道来看，大部分以磷酸盐和尿素为原料制备聚磷酸铵，所采用的原料直接为磷酸铵盐成品，生产成本较高。
发明内容
本发明目的是提供一种利用磷酸一铵料浆与尿素制取水溶性聚磷酸铵的方法，解决现有生产水溶性聚磷酸铵的成本高的问题。
本发明的技术方案为：一种利用磷酸一铵料浆与尿素制取水溶性聚磷酸铵的方法，将磷酸一铵料浆和尿素按磷酸一铵与尿素摩尔比(1.1-1.8)︰1加入到反应釜中，搅拌、加热，控制物料温度140-230℃，此期间，物料不断反应，并放出氨气、二氧化碳和水蒸气，反应结束后，冷却出料，得到聚磷酸铵产品。
进一步地，磷酸一铵和尿素的摩尔比为(1.2-1.4)︰1，控制物料温度为160-190℃。
进一步地，磷酸一铵料浆为以湿法磷酸来生产磷酸一铵的磷酸一铵料浆，水分含量10％-30％，N含量为4％-8％，P2O5含量为22％-50％。
优选地，磷酸一铵料浆水分含量25％，磷酸一铵和尿素的摩尔比为1.3︰1，控制物料温度为180℃。
本发明的方法所制得的水溶性聚磷酸铵成品聚合度分布范围为2-5，平均聚合度为3.5，为短链聚磷酸铵，水溶性良好。
与现有技术相比本发明具有以下优点：
1、本发明所选原料磷酸一铵料浆可以是以湿法磷酸来生产磷酸一铵的磷酸一铵料浆，磷酸一铵料浆中水分含量10％-30％，N含量为4％-8％，P2O5含量为22％-50％，能够降低生产成本。
2、本发明所选原料磷酸一铵料浆可以是以湿法磷酸来生产磷酸一铵的磷酸一铵料浆，将磷酸一铵的生产与聚磷酸铵的生产有效的结合起来，优化了生产工艺，降低了生产成本。
3、本发明用磷酸一铵料浆与尿素制取的水溶性聚磷酸铵，所生产出来的聚磷酸铵固体产品水溶性很好，其所含水不溶物的重量小于0.1％，可用于液体肥料或其它肥料领域，将能大大促进我国现代农业的发展。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的解释说明，将详述本发明的最佳实施方式。
实施例1
向专用设备中倒入128Kg磷酸一铵料浆(水分10％)和55Kg尿素，开启搅拌，关闭专用设备盖顶，并升温，在物料温度提升到140℃，混合物不断发生缩合反应，放出氨气、二氧化碳和水蒸气，并最终得到聚磷酸铵产品127Kg，经分析含氮21％，含P2O5 45％，水不溶物0.03％，聚合态磷占总磷含量为76％，所制得的聚磷酸铵产品水溶性很好。
实施例2
向专用设备中倒入187Kg磷酸一铵料浆(水分30％)和60Kg尿素，开启搅拌，关闭专用设备盖顶，并升温，在物料温度提升到220℃，混合物不断发生缩合反应，放出氨气、二氧化碳和水蒸气，并最终得到聚磷酸铵产品162Kg，经分析含氮20％，含P2O5 46％，水不溶物0.05％，聚合态磷占总磷含量为81％，所制得的聚磷酸铵产品水溶性很好。
实施例3
向专用设备中倒入138Kg磷酸一铵料浆(水分20％)和20Kg尿素，开启搅拌，关闭专用设备盖顶，并升温，在物料温度提升到180℃，混合物不断发生缩合反应，放出氨气、二氧化碳和水蒸气，并最终得到聚磷酸铵产品127Kg，经分析含氮19％，含P2O5 48％，水不溶物0.09％，聚合态磷占总磷含量为85％，所制得的聚磷酸铵产品水溶性很好。
以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (4)

1.一种利用磷酸一铵料浆与尿素制取水溶性聚磷酸铵的方法，其特征在于，将磷酸一铵料浆和尿素按磷酸一铵与尿素摩尔比(1.1-1.8)︰1加入到反应釜中，搅拌、加热，控制物料温度140-230℃，此期间，物料不断反应，并放出氨气、二氧化碳和水蒸气，反应结束后，冷却出料，得到聚磷酸铵产品。
2.根据权利要求1所述的一种利用磷酸一铵料浆与尿素制取水溶性聚磷酸铵的方法，其特征在于，磷酸一铵和尿素的摩尔比为(1.2-1.4)︰1，控制物料温度为160-190℃。
3.根据权利要求1所述的一种利用磷酸一铵料浆与尿素制取水溶性聚磷酸铵的方法，其特征在于，磷酸一铵料浆为以湿法磷酸来生产磷酸一铵的磷酸一铵料浆，水分含量10％-30％，N含量为4％-8％，P2O5含量为22％-50％。
4.根据权利要求1所述的一种利用磷酸一铵料浆与尿素制取水溶性聚磷酸铵的方法，其特征在于，磷酸一铵料浆水分含量25％，磷酸一铵和尿素的摩尔比为1.3︰1，控制物料温度为180℃。
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