CN108675275A - 一种利用湿法磷酸生产农用多聚磷酸铵的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用湿法磷酸生产农用多聚磷酸铵的方法。过程分五步进行：第一步，将氨气连续通入湿法磷酸反应器中，当pH＝1.5～2.5时热过滤，除去胶状浆料，得到一次水溶液；第二步，向一次水溶液中连续通入氨气，当pH＝4.0～4.4时热过滤，除去枸溶性磷酸盐，得到二次水溶液；第三步，向二次水溶液中连续通入氨气，当pH＝6.0～8.0时，浓缩，冷冻结晶，离心，得到磷酸铵盐；第四步，将磷酸铵盐加热至脱水熔化，缩合成熔融态的酸式多聚磷酸铵；第五步，向熔融态的酸式多聚磷酸铵中加压通入氨气，当N+P2O5含量≥75％时停止通氨，将产物冷却后破碎，得到农用多聚磷酸铵粉末。本发明的生产过程操作简单，特别适于湿法磷酸工业化生产水溶性多聚磷酸铵，具有较好的经济效益。

Description

一种利用湿法磷酸生产农用多聚磷酸铵的方法
技术领域
本发明属于肥料制备领域，具体地说是一种利用湿法磷酸生产农用水溶性多聚磷酸铵的方法。
背景技术
聚磷酸铵具有如下结构通式(NH4)n+2PnO3n+1，当聚合度n＞20时，难溶于水，通常被称为高聚磷酸铵，是工业上广泛应用的阻燃剂；当聚合度n＝2～20时，通常被称为水溶性多聚磷酸铵。水溶性多聚磷酸铵具有聚合度适中、溶解性好、堆密度小、分散性好、接近中性的特点，含有植物生长所需要的氮、磷元素，且氮、磷含量较高，能够很好地被植物吸收，利用率高；其分子结构对金属离子螯合能力强，可制作多种农业用复合肥料；并且溶解性好，化学性质稳定，逐步水解，可作为一种缓溶性长效肥料。
从文献中看，目前国内外采用湿法磷酸生产水溶聚磷酸铵的工艺，大多是磷酸或者聚磷酸与尿素或氨气聚合反应。
V.Archie等(US3264087)以湿法磷酸(含P2O5 60％～70％)与无水氨为原料，在加长管式反应器内，加热至300℃，充分接触5～60s，制得的产品含聚磷酸铵的量为60％～90％，然而产品会溶解少量氨气和不溶性聚磷酸铵，产品的聚合度不稳定。
Hahn H等(US4104362)采用多段下降薄膜式反应器，氨气与湿法磷酸(含P2O5 54％～74％)进行氨化反应，控制温度在260～310℃之间，得到聚磷酸铵；但在反应器内，各段温度各不相同，温度逐渐降低，形成的液膜容易结垢，影响连续化生产。
防城港博森化工有限公司(林明，企业科技与发展.2014,(5):12-14.)采用质量分数在30～80wt％的湿法磷酸与氨气在加热到150～300℃温度下，反应来制取全水性低聚合度聚磷酸铵水溶液，并达到聚磷酸铵水溶液产品中水不溶物质量分数＜0.18wt％，但聚合度不高，平均聚合度小于3。
P.H.Travis(US3171733)采取磷酸先聚合成聚磷酸，再以聚磷酸和无水氨分别经管道进入反应器，搅拌使聚磷酸与无水氨充分混合，产物经固化、冷却、粉碎即得产品，所得聚磷酸铵的聚合度小于10；然而该方法磷酸聚合过程对设备的腐蚀性大，影响聚磷酸铵的连续化生产。
我国湿法磷酸的工艺尚有不足，制得的产品所含杂质较高，杂质在反应过程中易形成沉淀或使容器表面结垢，使反应物难以聚合，不利于反应的进行。热法磷酸与尿素反应，生成磷酸脲；再利用磷酸脲与尿素反应而得。生产的聚磷酸铵平均聚合度小于3，副产物缩二脲对作物生长产生药害。
目前，我国利用湿法磷酸氨化制水溶性聚磷酸铵的方法实施起来尚存在困难，利用湿法磷酸生产多聚磷酸铵因其杂质多、制备的聚磷酸铵呈灰色，农民不愿意使用，因而对其工艺进行研究的报道少。
因此，急需一种以湿法磷酸为主要原料生产成本低、溶解度高的白色农用多聚磷酸铵的生产方法。
发明内容
为了克服已有技术存在的问题，保证整个生产过程安全和降低能耗，使其具有较好的经济效益和社会效益，本发明提供一种利用湿法磷酸生产农用多磷酸铵的方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种利用湿法磷酸生产农用多聚磷酸铵的方法，包括以下步骤：
(1)向氨化反应器中加入湿法磷酸和分散剂，60～100℃下连续通入氨气，当pH＝1.5～2.5时停止通氨，陈化后热过滤，得到一次水溶液和胶状浆料；
(2)80～100℃下，向一次水溶液中加入吸附剂，通入氨气，当pH＝4.0～4.4时停止通氨，陈化后热过滤，得到二次水溶液和枸溶性磷酸盐固体；
(3)100～120℃下，向二次水溶液中通入氨气，当pH＝6.0～8.0时停止通氨，蒸发浓缩，冷冻结晶，离心，得到磷酸铵盐和三次母液；
(4)将磷酸铵盐加热至250～280℃，磷酸铵盐脱水后熔化，缩合成熔融态的酸式多聚磷酸铵；
(5)150～250℃下，向熔融态的酸式多聚磷酸铵中加压通入氨气，取样监测，取样监测，当N+P2O5含量≥75wt％时停止通氨，将产物冷却后破碎，得到农用多聚磷酸铵粉末。
将步骤(2)中过滤出的枸溶性磷酸盐固体分散在步骤(3)中蒸发得到的水中，热滤，得到不溶性固体和滤液；将不溶性固体和步骤(1)中滤得的胶状浆料一起加入磷矿浆与浓硫酸的反应系统中，将滤液和三次母液一起套用于和新鲜的湿法磷酸反应。
所述步骤(1)中，采用的湿法磷酸为湿法稀磷酸、湿法浓磷酸、湿法淤渣磷酸中的一种或几种，采用的分散剂为硬脂酸、亚磷酸、次磷酸、十二烷基苯磺酸中的一种或几种。
湿法磷酸中H3PO4的浓度为10～85wt％，分散剂用量为湿法磷酸投料量的0.1～5wt％。
所述步骤(1)中，陈化时间为30～60分钟。
所述步骤(2)中，陈化时间为30～60分钟。
步骤(2)使用的吸附剂为活性炭、酸性白土、硅藻土中的一种或几种，吸附剂用量为一次水溶液重量的1～10wt％。
所述步骤(4)中，加热时间为120～180分钟。
所述步骤(5)中，气压控制在0.1～0.5MPa。
本发明与现有技术相比，有益效果在于：
(1)本发明以湿法磷酸为原料生产多聚磷酸铵，生产条件容易控制，能耗低，产率高，成本低，有利于实现大规模连续生产，具有较好的经济效益和社会效益。
(2)本发明以湿法磷酸为原料生产多聚磷酸铵，产品质量稳定，带入系统的杂质量少，同时聚磷酸铵不含游离水，既保证了合成反应的进行又降低了能耗，还减轻了物料对设备材质的腐蚀。
附图说明
图1为本发明工艺流程图。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明的技术方案做进一步作描述，但是本发明的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。
以下实施例中所采用湿法磷酸中不仅含有纯磷酸(H3PO4)，还可能含有不能使用的不溶物等残渣。
实施例1
(1)向氨化反应器中加入2000Kg湿法淤渣磷酸(H3PO4含量为10wt％)和2Kg分散剂硬脂酸，在60～100℃下连续通入氨气；当通氨气60分钟时，监测到反应液pH＝1.5～2.5，停止通氨，此时H3PO4的氨化率为30～35％；陈化60分钟后，热过滤，得到一次水溶液和胶状浆料。
(2)向一次水溶液中加入20Kg吸附剂活性炭，80～100℃下连续通入氨气，当通氨气60分钟时，监测到反应液pH＝4.0～4.4，停止通氨，此时H3PO4的氨化率为50～60％；陈化30分钟后，热过滤，得到二次水溶液和枸溶性磷酸盐固体。
(3)100～120℃下向二次水溶液中连续通入氨气，当通氨气60分钟时，监测到反应液监测到反应液pH＝6.0～8.0，此时，H3PO4的氨化率为65～70％；蒸发浓缩得到蒸发水，余料冷冻结晶，离心分离，得到三次母液和200Kg磷酸铵盐。
(4)将磷酸铵盐加热至250～280℃，磷酸铵盐脱水后熔化，反应180分钟后，得到熔融态的酸式多聚磷酸铵。
(5)150～250℃下，向熔融态的酸式多聚磷酸铵中连续加压通入氨气，压力控制在0.1～0.5MPa，当反应120分钟后，取样分析发现N和P2O5的总含量≥75wt％，停止通氨，将产物冷却后破碎，得到多聚磷酸铵粉末190Kg。测样结果：氮含量16.22wt％，五氧化二磷含量60.71wt％，平均聚合度8.37，水不溶物含量为0.3wt％。
(6)将步骤(2)中过滤出的枸溶性磷酸盐固体分散在步骤(3)中蒸发得到的水中，热滤，得到不溶性固体和滤液；将不溶性固体和步骤(1)中滤得的胶状浆料一起加入磷矿浆与浓硫酸的反应系统中，将滤液和三次母液一起套用于和新鲜的湿法磷酸反应。
实施例2
(1)向氨化反应器中加入1000Kg湿法浓磷酸(H3PO4含量为50wt％)和50Kg分散剂次磷酸，在60～100℃下连续通入氨气，当通氨气120分钟时，监测到反应液pH＝1.5～2.5，停止通氨，此时H3PO4的氨化率为30～35％；陈化60分钟后，热过滤，得到一次水溶液和胶状浆料。
(2)向一次水溶液中加入100Kg吸附剂酸性白土，80～100℃下连续通入氨气，当通氨气120分钟时，监测到反应液pH＝4.0～4.4，停止通氨，此时H3PO4的氨化率为50～60％；陈化30分钟后，热过滤，得到二次水溶液和枸溶性磷酸盐固体。
(3)100～120℃下向二次水溶液中连续通入氨气，当通氨气120分钟时，监测到反应液监测到反应液pH＝6.0～8.0，此时，H3PO4的氨化率为65～70％；蒸发浓缩得到蒸发水，余料冷冻结晶，离心分离，得到三次母液和500Kg磷酸铵盐。
(4)将磷酸铵盐加热至250～280℃，磷酸铵盐脱水后熔化，反应120分钟后，得到熔融态的酸式多聚磷酸铵。
(5)150～250℃下，向熔融态的酸式多聚磷酸铵中连续加压通入氨气，压力控制在0.1～0.5MPa，当反应60分钟后，取样分析发现N和P2O5的总含量≥75wt％，停止通氨，将产物冷却后破碎，得到多聚磷酸铵粉末475Kg。测样结果：氮含量17.32wt％，五氧化二磷含量60.67wt％，平均聚合度7.35，水不溶物含量为0.5wt％。
(6)将步骤(2)中过滤出的枸溶性磷酸盐固体分散在步骤(3)中蒸发得到的水中，热滤，得到不溶性固体和滤液；将不溶性固体和步骤(1)中滤得的胶状浆料一起加入磷矿浆与浓硫酸的反应系统中，将滤液和三次母液一起套用于和新鲜的湿法磷酸反应。
实施例3
(1)向氨化反应器中加入500Kg湿法浓磷酸(H3PO4含量为85wt％)和1Kg分散剂亚磷酸，在60～100℃下连续通入氨气，当通氨气120分钟时，监测到反应液pH＝1.5～2.5，停止通氨，此时H3PO4的氨化率为30～35％；陈化30分钟后，热过滤，得到一次水溶液和胶状浆料。
(2)向一次水溶液中加入10Kg吸附剂硅藻土，80～100℃下连续通入氨气，当通氨气120分钟时，监测到反应液pH＝4.0～4.4，停止通氨，此时H3PO4的氨化率为50～60％；陈化30分钟后，热过滤，得到二次水溶液和枸溶性磷酸盐固体。
(3)100～120℃下向二次水溶液中连续通入氨气，当通氨气120分钟时，监测到反应液监测到反应液pH＝6.0～8.0，此时，H3PO4的氨化率为65～70％；蒸发浓缩得到蒸发水，余料冷冻结晶，离心分离，得到三次母液和415Kg磷酸铵盐。
(4)将磷酸铵盐加热至250～280℃，磷酸铵盐脱水后熔化，反应180分钟后，得到熔融态的酸式多聚磷酸铵。
(5)150～250℃下，向熔融态的酸式多聚磷酸铵中连续加压通入氨气，压力控制在0.1～0.5MPa，当反应120分钟后，取样分析发现N和P2O5的总含量≥75wt％，停止通氨，将产物冷却后破碎，得到多聚磷酸铵粉末395Kg。测样结果：氮含量22.94wt％，五氧化二磷含量55.45wt％，平均聚合度5.29，水不溶物含量为0.32wt％。
(6)将步骤(2)中过滤出的枸溶性磷酸盐固体分散在步骤(3)中蒸发得到的水中，热滤，得到不溶性固体和滤液；将不溶性固体和步骤(1)中滤得的胶状浆料一起加入磷矿浆与浓硫酸的反应系统中，将滤液和三次母液一起套用于和新鲜的湿法磷酸反应。
实施例4
(1)向氨化反应器中加入1000Kg湿法浓磷酸(H3PO4含量为55wt％)和50Kg分散剂十二烷基苯磺酸，在60～100℃下连续通入氨气，当通氨气120分钟时，监测到反应液pH＝1.5～2.5，停止通氨，此时H3PO4的氨化率为30～35％；陈化30分钟后，热过滤，得到一次水溶液和胶状浆料。
(2)向一次水溶液中加入50Kg吸附剂活性炭，80～100℃下连续通入氨气，当通氨气60分钟时，监测到反应液pH＝4.0～4.4，停止通氨，此时H3PO4的氨化率为50～60％；陈化30分钟后，热过滤，得到二次水溶液和枸溶性磷酸盐固体。
(3)100～120℃下向二次水溶液中连续通入氨气，当通氨气60分钟时，监测到反应液监测到反应液pH＝6.0～8.0，此时，H3PO4的氨化率为65～70％；蒸发浓缩得到蒸发水，余料冷冻结晶，离心分离，得到三次母液和550Kg磷酸铵盐。
(4)将磷酸铵盐加热至250～280℃，磷酸铵盐脱水后熔化，反应120分钟后，得到熔融态的酸式多聚磷酸铵。
(5)150～250℃下，向熔融态的酸式多聚磷酸铵中连续加压通入氨气，压力控制在0.1～0.5MPa，当反应60分钟后，取样分析发现N和P2O5的总含量≥75wt％，停止通氨，将产物冷却后破碎，得到多聚磷酸铵粉末395Kg。测样结果：氮含量17.08wt％，五氧化二磷含量62.19wt％，平均聚合度8.69，水不溶物含量为0.41wt％。
(6)将步骤(2)中过滤出的枸溶性磷酸盐固体分散在步骤(3)中蒸发得到的水中，热滤，得到不溶性固体和滤液；将不溶性固体和步骤(1)中滤得的胶状浆料一起加入磷矿浆与浓硫酸的反应系统中，将滤液和三次母液一起套用于和新鲜的湿法磷酸反应。
实施例5
(1)向氨化反应器中加入1000Kg湿法稀磷酸(H3PO4含量为28wt％)和1Kg分散剂硬脂酸，在60～100℃下连续通入氨气，当通氨气120分钟时，监测到反应液pH＝1.5～2.5，停止通氨，此时H3PO4的氨化率为30～35％；陈化60分钟后，热过滤，得到一次水溶液和胶状浆料。
(2)向一次水溶液中加入100Kg吸附剂酸性白土，80～100℃下连续通入氨气，当通氨气60分钟时，监测到反应液pH＝4.0～4.4，停止通氨，此时H3PO4的氨化率为50～60％；陈化30分钟后，热过滤，得到二次水溶液和枸溶性磷酸盐固体。
(3)100～120℃下向二次水溶液中连续通入氨气，当通氨气120分钟时，监测到反应液监测到反应液pH＝6.0～8.0，此时，H3PO4的氨化率为65～70％；蒸发浓缩得到蒸发水，余料冷冻结晶，离心分离，得到三次母液和280Kg磷酸铵盐。
(4)将磷酸铵盐加热至250～280℃，磷酸铵盐脱水后熔化，反应180分钟后，得到熔融态的酸式多聚磷酸铵。
(5)150～250℃下，向熔融态的酸式多聚磷酸铵中连续加压通入氨气，压力控制在0.1～0.5MPa，当反应120分钟后，取样分析发现N和P2O5的总含量≥75wt％，停止通氨，将产物冷却后破碎，得到多聚磷酸铵粉末266Kg。测样结果：氮含量17.63wt％，五氧化二磷含量58.78wt％，平均聚合度9.82，水不溶物含量为0.15wt％。
(6)将步骤(2)中过滤出的枸溶性磷酸盐固体分散在步骤(3)中蒸发得到的水中，热滤，得到不溶性固体和滤液；将不溶性固体和步骤(1)中滤得的胶状浆料一起加入磷矿浆与浓硫酸的反应系统中，将滤液和三次母液一起套用于和新鲜的湿法磷酸反应。
实施例6
(1)向氨化反应器中加入600Kg湿法浓磷酸(H3PO4含量为48wt％)和50Kg分散剂十二烷基苯磺酸，在60～100℃下连续通入氨气，当通氨气60分钟时，监测到反应液pH＝1.5～2.5，停止通氨，此时H3PO4的氨化率为30～35％；陈化60分钟后，热过滤，得到一次水溶液和胶状浆料。
(2)向一次水溶液中加入100Kg吸附剂硅藻土，80～100℃下连续通入氨气，当通氨气120分钟时，监测到反应液pH＝4.0～4.4，停止通氨，此时H3PO4的氨化率为50～60％；陈化30分钟后，热过滤，得到二次水溶液和枸溶性磷酸盐固体。
(3)100～120℃下向二次水溶液中连续通入氨气，当通氨气120分钟时，监测到反应液监测到反应液pH＝6.0～8.0，此时，H3PO4的氨化率为65～70％；蒸发浓缩得到蒸发水，余料冷冻结晶，离心分离，得到三次母液和288Kg磷酸铵盐。
(4)将磷酸铵盐加热至250～280℃，磷酸铵盐脱水后熔化，反应180分钟后，得到熔融态的酸式多聚磷酸铵。
(5)150～250℃下，向熔融态的酸式多聚磷酸铵中连续加压通入氨气，压力控制在0.1～0.5MPa，当反应120分钟后，取样分析发现N和P2O5的总含量≥75wt％，停止通氨，将产物冷却后破碎，得到多聚磷酸铵粉末274Kg。测样结果：氮含量17.81wt％，五氧化二磷含量59.69wt％，平均聚合度8.35，水不溶物含量为0.24wt％。
(6)将步骤(2)中过滤出的枸溶性磷酸盐固体分散在步骤(3)中蒸发得到的水中，热滤，得到不溶性固体和滤液；将不溶性固体和步骤(1)中滤得的胶状浆料一起加入磷矿浆与浓硫酸的反应系统中，将滤液和三次母液一起套用于和新鲜的湿法磷酸反应。
实施例7
(1)向氨化反应器中加入400Kg湿法浓磷酸(H3PO4含量为85wt％)和0.4Kg分散剂次磷酸，在60～100℃下连续通入氨气，当通氨气60分钟时，监测到反应液pH＝1.5～2.5，停止通氨，此时H3PO4的氨化率为30～35％；陈化60分钟后，热过滤，得到一次水溶液和胶状浆料。
(2)向一次水溶液中加入40Kg吸附剂活性炭，80～100℃下连续通入氨气，当通氨气60分钟时，监测到反应液pH＝4.0～4.4，停止通氨，此时H3PO4的氨化率为50～60％；陈化30分钟后，热过滤，得到二次水溶液和枸溶性磷酸盐固体。
(3)100～120℃下向二次水溶液中连续通入氨气，当通氨气120分钟时，监测到反应液监测到反应液pH＝6.0～8.0，此时H3PO4的氨化率为65～70％；蒸发浓缩得到蒸发水，余料冷冻结晶，离心分离，得到三次母液和340Kg磷酸铵盐。
(4)将磷酸铵盐加热至250～280℃，磷酸铵盐脱水后熔化，反应120分钟后，得到熔融态的酸式多聚磷酸铵。
(5)150～250℃下，向熔融态的酸式多聚磷酸铵中连续加压通入氨气，压力控制在0.1～0.5MPa，当反应120分钟后，取样分析发现N和P2O5的总含量≥75wt％，停止通氨，将产物冷却后破碎，得到多聚磷酸铵粉末290Kg。测样结果：氮含量20.22wt％，五氧化二磷含量60.63wt％，平均聚合度8.52，水不溶物含量为0.37wt％。
(6)将步骤(2)中过滤出的枸溶性磷酸盐固体分散在步骤(3)中蒸发得到的水中，热滤，得到不溶性固体和滤液；将不溶性固体和步骤(1)中滤得的胶状浆料一起加入磷矿浆与浓硫酸的反应系统中，将滤液和三次母液一起套用于和新鲜的湿法磷酸反应。
实施例8
(1)向氨化反应器中加入800Kg湿法浓磷酸(H3PO4含量为50wt％)和50Kg分散剂硬脂酸，在60～100℃下连续通入氨气，当通氨气120分钟时，监测到反应液pH＝1.5～2.5，停止通氨，此时H3PO4的氨化率为30～35％；陈化60分钟后，热过滤，得到一次水溶液和胶状浆料。
(2)向一次水溶液中加入5Kg吸附剂酸性白土，80～100℃下连续通入氨气，当通氨气120分钟时，监测到反应液pH＝4.0～4.4，停止通氨，此时H3PO4的氨化率为50～60％；陈化30分钟后，热过滤，得到二次水溶液和枸溶性磷酸盐固体。
(3)100～120℃下向二次水溶液中连续通入氨气，当通氨气120分钟时，监测到反应液监测到反应液pH＝6.0～8.0，此时H3PO4的氨化率为65～70％；蒸发浓缩得到蒸发水，余料冷冻结晶，离心分离，得到三次母液和400Kg磷酸铵盐。
(4)将磷酸铵盐加热至250～280℃，磷酸铵盐脱水后熔化，反应120分钟后，得到熔融态的酸式多聚磷酸铵。
(5)150～250℃下，向熔融态的酸式多聚磷酸铵中连续加压通入氨气，压力控制在0.1～0.5MPa，当反应120分钟后，取样分析发现N和P2O5的总含量≥75wt％，停止通氨，将产物冷却后破碎，得到多聚磷酸铵粉末380Kg。测样结果：氮含量18.14wt％，五氧化二磷含量61.62wt％，平均聚合度8.45，水不溶物含量为0.21wt％。
(6)将步骤(2)中过滤出的枸溶性磷酸盐固体分散在步骤(3)中蒸发得到的水中，热滤，得到不溶性固体和滤液；将不溶性固体和步骤(1)中滤得的胶状浆料一起加入磷矿浆与浓硫酸的反应系统中，将滤液和三次母液一起套用于和新鲜的湿法磷酸反应。
实施例9
(1)向氨化反应器中加入1000Kg湿法稀磷酸(H3PO4含量为28wt％)和5Kg分散剂十二烷基苯磺酸，在60～100℃下连续通入氨气，当通氨气120分钟时，监测到反应液pH＝1.5～2.5，停止通氨，此时H3PO4的氨化率为30～35％；陈化30分钟后，热过滤，得到一次水溶液和胶状浆料。
(2)向一次水溶液中加入100Kg吸附剂酸性白土，80～100℃下连续通入氨气，当通氨气120分钟时，监测到反应液pH＝4.0～4.4，停止通氨，此时H3PO4的氨化率为50～60％；陈化30分钟后，热过滤，得到二次水溶液和枸溶性磷酸盐固体。
(3)100～120℃下向二次水溶液中连续通入氨气，当通氨气120分钟时，监测到反应液监测到反应液pH＝6.0～8.0，此时H3PO4的氨化率为65～70％；蒸发浓缩得到蒸发水，余料冷冻结晶，离心分离，得到三次母液和280Kg磷酸铵盐。
(4)将磷酸铵盐加热至250～280℃，磷酸铵盐脱水后熔化，反应180分钟后，得到熔融态的酸式多聚磷酸铵。
(5)150～250℃下，向熔融态的酸式多聚磷酸铵中连续加压通入氨气，压力控制在0.1～0.5MPa，当反应120分钟后，取样分析发现N和P2O5的总含量≥75wt％，停止通氨，将产物冷却后破碎，得到多聚磷酸铵粉末265Kg。测样结果：氮含量15.24wt％，五氧化二磷含量62.74wt％，平均聚合度5.53，水不溶物含量为0.27wt％。
(6)将步骤(2)中过滤出的枸溶性磷酸盐固体分散在步骤(3)中蒸发得到的水中，热滤，得到不溶性固体和滤液；将不溶性固体和步骤(1)中滤得的胶状浆料一起加入磷矿浆与浓硫酸的反应系统中，将滤液和三次母液一起套用于和新鲜的湿法磷酸反应。
实施例10
(1)向氨化反应器中加入800Kg湿法浓磷酸(H3PO4含量为45wt％)和1Kg分散剂次磷酸，在60～100℃下连续通入氨气，当通氨气120分钟时，监测到反应液pH＝1.5～2.5，停止通氨，此时H3PO4的氨化率为30～35％；陈化60分钟后，热过滤，得到一次水溶液和胶状浆料。
(2)向一次水溶液中加入10Kg吸附剂活性炭，80～100℃下连续通入氨气，当通氨气120分钟时，监测到反应液pH＝4.0～4.4，停止通氨，此时H3PO4的氨化率为50～60％；陈化30分钟后，热过滤，得到二次水溶液和枸溶性磷酸盐固体。
(3)100～120℃下向二次水溶液中连续通入氨气，当通氨气60分钟时，监测到反应液监测到反应液pH＝6.0～8.0，此时H3PO4的氨化率为65～70％；蒸发浓缩得到蒸发水，余料冷冻结晶，离心分离，得到三次母液和360Kg磷酸铵盐。
(4)将磷酸铵盐加热至250～280℃，磷酸铵盐脱水后熔化，反应180分钟后，得到熔融态的酸式多聚磷酸铵。
(5)150～250℃下，向熔融态的酸式多聚磷酸铵中连续加压通入氨气，压力控制在0.1～0.5MPa，当反应120分钟后，取样分析发现N和P2O5的总含量≥75wt％，停止通氨，将产物冷却后破碎，得到多聚磷酸铵粉末310Kg。测样结果：氮含量18.77wt wt％，五氧化二磷含量57.87wt wt％，平均聚合度8.66，水不溶物含量为0.48wt wt％。
(6)将步骤(2)中过滤出的枸溶性磷酸盐固体分散在步骤(3)中蒸发得到的水中，热滤，得到不溶性固体和滤液；将不溶性固体和步骤(1)中滤得的胶状浆料一起加入磷矿浆与浓硫酸的反应系统中，将滤液和三次母液一起套用于和新鲜的湿法磷酸反应。
实施例11
(1)向氨化反应器中加入1000Kg湿法浓磷酸(H3PO4含量为48wt％)和50Kg分散剂亚磷酸，在60～100℃下连续通入氨气，当通氨气120分钟时，监测到反应液pH＝1.5～2.5，停止通氨，此时H3PO4的氨化率为30～35％；陈化60分钟后，热过滤，得到一次水溶液和胶状浆料。
(2)向一次水溶液中加入100Kg吸附剂硅藻土，80～100℃下连续通入氨气，当通氨气60分钟时，监测到反应液pH＝4.0～4.4，停止通氨，此时H3PO4的氨化率为50～60％；陈化30分钟后，热过滤，得到二次水溶液和枸溶性磷酸盐固体。
(3)100～120℃下向二次水溶液中连续通入氨气，当通氨气60分钟时，监测到反应液监测到反应液pH＝6.0～8.0，此时H3PO4的氨化率为65～70％；蒸发浓缩得到蒸发水，余料冷冻结晶，离心分离，得到三次母液和480Kg磷酸铵盐。
(4)将磷酸铵盐加热至250～280℃，磷酸铵盐脱水后熔化，反应180分钟后，得到熔融态的酸式多聚磷酸铵。
(5)150～250℃下，向熔融态的酸式多聚磷酸铵中连续加压通入氨气，压力控制在0.1～0.5MPa，当反应120分钟后，取样分析发现N和P2O5的总含量≥75wt％，停止通氨，将产物冷却后破碎，得到多聚磷酸铵粉末455Kg。测样结果：氮含量17.25wt％，五氧化二磷含量60.45wt％，平均聚合度8.61，水不溶物含量为0.33wt％。
(6)将步骤(2)中过滤出的枸溶性磷酸盐固体分散在步骤(3)中蒸发得到的水中，热滤，得到不溶性固体和滤液；将不溶性固体和步骤(1)中滤得的胶状浆料一起加入磷矿浆与浓硫酸的反应系统中，将滤液和三次母液一起套用于和新鲜的湿法磷酸反应。
实施例12
(1)向氨化反应器中加入1000Kg湿法稀磷酸(H3PO4含量为24wt％)和1Kg分散剂次磷酸，在60～100℃下连续通入氨气，当通氨气120分钟时，监测到反应液pH＝1.5～2.5，停止通氨，此时H3PO4的氨化率为30～35％；陈化60分钟后，热过滤，得到一次水溶液和胶状浆料。
(2)向一次水溶液中加入10Kg加入吸附剂活性炭，80～100℃下连续通入氨气，当通氨气120分钟时，监测到反应液pH＝4.0～4.4，停止通氨，此时H3PO4的氨化率为50～60％；陈化30分钟后，热过滤，得到二次水溶液和枸溶性磷酸盐固体。
(3)100～120℃下向二次水溶液中连续通入氨气，当通氨气120分钟时，监测到反应液监测到反应液pH＝6.0～8.0，此时H3PO4的氨化率为65～70％；蒸发浓缩得到蒸发水，余料冷冻结晶，离心分离，得到三次母液和300Kg磷酸铵盐。
(4)将磷酸铵盐加热至250～280℃，磷酸铵盐脱水后熔化，反应150分钟后，得到熔融态的酸式多聚磷酸铵。
(5)150～250℃下，向熔融态的酸式多聚磷酸铵中连续加压通入氨气，压力控制在0.1～0.5MPa，当反应120分钟后，取样分析发现N和P2O5的总含量≥75wt％，停止通氨，将产物冷却后破碎，得到多聚磷酸铵粉末285Kg。测样结果：氮含量15.72wt％，五氧化二磷含量63.86wt％，平均聚合度8.52，水不溶物含量为0.46wt％。
(6)将步骤(2)中过滤出的枸溶性磷酸盐固体分散在步骤(3)中蒸发得到的水中，热滤，得到不溶性固体和滤液；将不溶性固体和步骤(1)中滤得的胶状浆料一起加入磷矿浆与浓硫酸的反应系统中，将滤液和三次母液一起套用于和新鲜的湿法磷酸反应。

Claims (9)

1.一种利用湿法磷酸生产农用多聚磷酸铵的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)向氨化反应器中加入湿法磷酸和分散剂，60～100℃下连续通入氨气，当pH＝1.5～2.5时停止通氨，陈化后热过滤，得到一次水溶液和胶状浆料；
(2)80～100℃下，向一次水溶液中加入吸附剂，通入氨气，当pH＝4.0～4.4时停止通氨，陈化后热过滤，得到二次水溶液和枸溶性磷酸盐固体；
(3)100～120℃下，向二次水溶液中通入氨气，当pH＝6.0～8.0时停止通氨，蒸发浓缩，冷冻结晶，离心，得到磷酸铵盐和三次母液；
(4)将磷酸铵盐加热至250～280℃，磷酸铵盐脱水后熔化，缩合成熔融态的酸式多聚磷酸铵；
(5)150～250℃下，向熔融态的酸式多聚磷酸铵中加压通入氨气，取样监测，取样监测，当N+P2O5含量≥75％时停止通氨，将产物冷却后破碎，得到农用多聚磷酸铵粉末。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，采用的湿法磷酸为湿法稀磷酸、湿法浓磷酸、湿法淤渣磷酸中的一种或几种，采用的分散剂为硬脂酸、亚磷酸、次磷酸、十二烷基苯磺酸中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，湿法磷酸中H3PO4的浓度为10～85wt％，分散剂用量为湿法磷酸投料量的0.1～5wt％。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，陈化时间为30～60分钟。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，陈化时间为30～60分钟。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(2)使用的吸附剂为活性炭、酸性白土、硅藻土中的一种或几种，吸附剂用量为一次水溶液重量的1～10％。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(4)中，加热时间为120～180分钟。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(5)中，气压控制在0.1～0.5MPa。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：将步骤(2)中过滤出的枸溶性磷酸盐固体分散在步骤(3)中蒸发得到的水中，热滤，得到不溶性固体和滤液；将不溶性固体和步骤(1)中滤得的胶状浆料一起加入磷矿浆与浓硫酸的反应系统中，将滤液和三次母液一起套用于和新鲜的湿法磷酸反应。
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Assignor: HUBEI University OF TECHNOLOGY

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Denomination of invention: A method for producing agricultural ammonium polyphosphate using wet process phosphoric acid

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