CN108862228B - 一种液相法合成聚磷酸铵的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种在液相体系下制备低聚磷酸铵的合成新工艺。将一定量的多元醇加入反应釜中，采用油浴加热预热至一定温度，再将磷酸一铵与尿素按比例投料，搅拌加热，得到澄清液体。澄清液体经过冷却结晶，烘干，得到均匀粉末状聚磷酸铵。该工艺与现有工艺相比反应时间短，产物纯度高，设备投资少，不需要破碎，具有工业化价值。

Description

一种液相法合成聚磷酸铵的工艺
技术领域
本发明属于无机化学工业中的聚磷酸盐生产技术领域，具体涉及一种低聚合度聚磷酸铵的制备工艺。
背景技术
我国是一个农业大国，更是一个人口大国。据联合国粮农组织(UAO)统计，中国正在用占世界7％的耕地，养活了占世界22％的人口，要在有限的耕地上生产更多的粮食，化肥起到了重要的作用。聚磷酸铵是一种含氮、磷的聚磷酸盐，当聚磷酸铵的聚合度小于20时，具有水溶、缓释和螯合作用，符合当前复合肥料高效化、液体化、缓效化和多功能化等发展趋势，成为近两年国内外学者研究开发的热点。
国外对水溶性聚磷酸铵的研究开始得比较早。20世纪70年代初，美国TVA公司在管式反应器中对P2O5质量分数为54％的湿法磷酸进行氨化，产品为含有水溶性聚磷酸铵的熔融体。 20世纪70年代末，日本、苏联等国家开始大量生产水溶性聚磷酸铵并应用于农业上。20世纪80年代末，印度RCE公司着手于开发颗粒状水溶性聚磷酸铵肥料工艺。在中国，对这方面的研究相对较晚，20世纪80年代，开始了对水溶性聚磷酸铵的合成工艺及其应用的研究。市场上出售水溶性聚磷酸铵的厂家较少，价格比较昂贵且产品性能也不是很稳定。对水溶性聚磷酸铵的纯化和精制还需要进一步研究。
目前的聚磷酸铵的生产工艺主要包括氨气聚合法和尿素缩合法两种。氨气聚合法要求反应容器为密闭体系且耐高温高压，能耗大，成本高，同时还需安装特殊的搅拌装置，以防止反应过程中产生粘稠的中间产物，使产物产率降低，设备费用较高。中国专利文献CN10596716A(申请号201610479295.4)报道了一种以磷酸一铵、尿素为原料制取聚磷酸铵的方法，也有报道该方法中加入液体石蜡作为分散剂。该方法将原料磷酸一铵和尿素按一定摩尔比例或添加石蜡加入到反应釜中，搅拌、加热，控制物料温度，熔融态的物料开始固化，最后得到固体产物。反应过程中大量发泡，易造成溢料，物料损失，影响生产效率。反应产物易形成坚硬成团的固相，反应不均匀，一般采用捏合机等设备来解决这一缺点。
发明内容
本发明的目的是通过加入溶剂，使反应在液相中进行，产物聚磷酸铵通过结晶的方式从溶液中获得，从而解决固固反应出现的一系列问题。
为解决上述问题，本发明技术方案如下：一种液相法合成聚磷酸铵的工艺，其特征在于步骤如下：
(1)将一定量的多元醇加入带有尾气收集装置的反应釜中，预热，待溶液温度达到反应温度后，将磷酸一铵与尿素按比例投料，搅拌，并维持该反应温度下进行反应；
(2)反应过程中，尿素迅速溶解，磷酸一铵逐渐溶解，溶液变澄清，控制反应时间，将反应釜内的澄清溶液倒出，冷却结晶，溶剂回收再利用；
(3)过滤，烘干，得到粉末状产物。
按上述方案，步骤(1)中多元醇作为溶剂，所述的多元醇为丙三醇。
按上述方案，步骤(1)反应温度为150～200℃，磷酸一铵与尿素的摩尔比为1：0.5～1。
按上述方案，步骤(2)中待尾气收集装置有气泡冒出开始计时，反应时间为5～20分钟，冷却结晶温度为10～30℃。
按上述方案，聚磷酸铵的聚合度为4～5，磷含量以五氧化二磷计为56～58％，氮含量为 17～20％。
本发明将一定量的多元醇加入带有尾气收集装置的反应釜中，预热，待溶液温度达到反应温度后，将磷酸一铵与尿素按比例投料，搅拌，并维持该反应温度下进行反应；反应过程中，尿素迅速溶解，磷酸一铵逐渐溶解，溶液变澄清，控制反应时间，将反应釜内的澄清溶液倒出，冷却结晶，溶剂回收再利用；过滤，烘干，得到粉末状产物
本发明的有益效果是：采用液相反应，反应时间大大缩短，减少了能耗。解决了固固相反应不均匀、易发泡成团的问题。反应更彻底且产物不需要进行破碎。本发明易于实现工业化，设备简单，易于操作，为聚磷酸铵的合成提供了新的方法。
附图说明
图1是本产品红外光谱图。
具体实施方式
本发明首先安装好带有尾气处理装置的反应装置，在反应釜中加入一定量的丙三醇，盖上插有温度计的胶木塞。打开油浴预热，同时按磷酸一铵和尿素摩尔比1：0.5～1配料。
温度计读数达到150～200℃反应温度后，迅速将准备好的物料投入，盖紧胶木塞，待尾气收集装置有气泡冒出开始计时。控制反应时间为5～20分钟，将澄清溶液倒出。
将溶液冷却至10～30℃，有大量结晶析出后，过滤，得到白色粉末状固体，放入烘箱烘干，密封保存。过滤的滤液回收利用。
下面结合具体实施例进行进一步详细的说明。
实施例1：
参考上述实施例方案，将丙三醇温度加热到180℃，磷酸一铵和尿素投料按摩尔比1:1投料，反应时间为20min，得到的澄清溶液冷却至20℃过滤，烘干，得到白色粉末状聚磷酸铵。产品的聚合度为5，磷含量以五氧化二磷计为56.78％，氮含量为18.85％。
如图1中：3400～3030cm-1对应NH4+离子不对称伸缩振动吸收峰；1430～1390cm-1对应 NH4+离子的弯曲振动吸收峰；1100～850cm-1对应于P-0-P的伸缩振动吸收峰；1350～1100cm-1对应P＝O的伸缩振动吸收峰，这都表明了产品中具有APP链。
实施例2：
将丙三醇温度加热到180℃，磷酸一铵和尿素投料按摩尔比1:0.8投料，反应时间为20min，得到的澄清溶液冷却至20℃过滤，烘干，得到白色粉末状聚磷酸铵。产品的聚合度为4，磷含量以五氧化二磷计为57.15％，氮含量为17.43％。
实施例3：
将丙三醇温度加热到185℃，磷酸一铵和尿素投料按摩尔比1:1投料，反应时间为15min，得到的澄清溶液冷却至20℃过滤，烘干，得到白色粉末状聚磷酸铵。产品的聚合度为4，磷含量以五氧化二磷计为56.43％，氮含量为19.09％。
实施例4：
将实例3所得滤液加热到185℃，磷酸一铵和尿素投料按摩尔比1:1投料，反应时间为 15min，得到的澄清溶液冷却至20℃过滤，烘干，得到白色粉末状聚磷酸铵。产品的聚合度为5，磷含量以五氧化二磷计为56.82％，氮含量为19.30％。

Claims (2)

1.一种液相法合成聚磷酸铵的工艺，其特征在于步骤如下：
(1)将一定量的多元醇加入带有尾气收集装置的反应釜中，预热，待溶液温度达到反应温度后，将磷酸一铵与尿素按比例投料，搅拌，并维持该反应温度下进行反应；
(2)反应过程中，尿素迅速溶解，磷酸一铵逐渐溶解，溶液变澄清，控制反应时间，将反应釜内的澄清溶液倒出，冷却结晶，溶剂回收再利用；
(3)过滤，烘干，得到粉末状产物；
步骤(1)中多元醇作为溶剂，所述的多元醇为丙三醇；
步骤(1)反应温度为150～200℃，磷酸一铵与尿素的摩尔比为1：0.5～1；
步骤(2)中待尾气收集装置有气泡冒出开始计时，反应时间为5～20分钟，冷却结晶温度为10～30℃。
2.根据权利要求1所述的一种液相法合成聚磷酸铵的工艺，其特征是聚磷酸铵的聚合度为4～5，磷含量以五氧化二磷计为56～58％，氮含量为17～20％。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD233807A1 (de) * 1982-08-16 1986-03-12 Piesteritz Stickstoff Verfahren zur herstellung von kristallinem, faserigen calciumpolyphosphat
CN105800581A (zh) * 2014-12-29 2016-07-27 沈阳中化农药化工研发有限公司 一种低聚磷酸铵的制备方法
CN106276841A (zh) * 2016-07-25 2017-01-04 成都市新都化工股份有限公司 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
CN106335888A (zh) * 2016-08-23 2017-01-18 湖北中孚化工集团有限公司 利用工业一铵结晶母液合成聚磷酸铵的方法及装置
CN106586998A (zh) * 2016-12-18 2017-04-26 衢州普信新材料有限公司 一种高聚合度聚磷酸铵的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD233807A1 (de) * 1982-08-16 1986-03-12 Piesteritz Stickstoff Verfahren zur herstellung von kristallinem, faserigen calciumpolyphosphat
CN105800581A (zh) * 2014-12-29 2016-07-27 沈阳中化农药化工研发有限公司 一种低聚磷酸铵的制备方法
CN106276841A (zh) * 2016-07-25 2017-01-04 成都市新都化工股份有限公司 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
CN106335888A (zh) * 2016-08-23 2017-01-18 湖北中孚化工集团有限公司 利用工业一铵结晶母液合成聚磷酸铵的方法及装置
CN106586998A (zh) * 2016-12-18 2017-04-26 衢州普信新材料有限公司 一种高聚合度聚磷酸铵的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
聚磷酸铵合成技术和应用进展;梁诚;《塑料科技》;20040430;60-64 *

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Denomination of invention: A Process for Synthesizing Ammonium Polyphosphate by Liquid Phase Method

Effective date of registration: 20230731

Granted publication date: 20220107

Pledgee: Bank of China Limited Huanggang branch

Pledgor: HUBEI XIANGYUN (Group) CHEMICAL Co.,Ltd.

Registration number: Y2023420000318

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