CN109809378A - 食品磷酸生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种食品磷酸生产工艺，包括以下步骤：S1：准备硫化钠和磷酸；S2：在酸碱反应釜中加入磷酸，将硫化钠溶液加入到酸碱反应釜中反应产生硫化氢气体，用喷射泵将所述硫化氢气体引入到混合高位槽中进行预反应；S3：将磷酸高位槽中的磷酸加入到混合高位槽内形成混合酸溶液，所述混合酸溶液通过所述调节阀连续进入脱砷塔内进行脱砷反应；S4：将脱砷塔内的混合酸溶液转入中转锅内，中转锅内的混合酸溶液经过固液分离得到过滤酸液体，利用泵将过滤酸液体打入脱硫塔内用压缩热空气进行脱硫，脱硫之后的过滤酸液体进入半成品罐中进行化验合格后，用泵打入成品中转罐中贮存待用。本工艺具有成本低，脱砷彻底的优点。

Description

食品磷酸生产工艺

技术领域

本发明涉及磷酸生产加工技术领域，具体涉及一种食品磷酸生产工艺。

背景技术

磷酸或正磷酸，化学式H3PO4，分子量为97.994，是一种常见的无机酸，是中强酸。由五氧化二磷溶于热水中即可得到。正磷酸工业上用硫酸处理磷灰石即得。磷酸在空气中容易潮解。加热会失水得到焦磷酸，再进一步失水得到偏磷酸。磷酸主要用于制药、食品、肥料等工业，包括作为防锈剂，食品添加剂，牙科和矫形外科，EDIC腐蚀剂，电解质，助焊剂，分散剂，工业腐蚀剂，肥料的原料和组件家居清洁产品。也可用作化学试剂，磷酸盐是所有生命形式的营养。目前，磷酸盐在食品加工领域应用较为广泛。在清凉饮料中主要用作可乐型的酸味剂，兼有磷元素的营养成分，价格上低于柠檬酸与乳酸，在制糖业上是糖的精炼剂。

目前，热法磷酸是制取各种工业和农业用磷制品的基础原料，是国民经济重要的物资之一。热法磷酸是纯度较高的磷酸，但是其中含有砷、铅等对人类健康有害的杂质，所以如何利用热法磷酸更好的生产食品磷酸，纯度高，杂质少，成为本领域技术人员首要解决的技术问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种能够更好的降低成本，提高纯度，制备方便的食品磷酸生产工艺。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种食品磷酸生产工艺，包括以下步骤：

S1：原料准备：准备硫化钠，将其与水加入到溶解釜中混合溶解形成硫化钠溶液，将所述硫化钠溶液打入到硫化钠溶液高位槽中待用；将磷酸打入磷酸高位槽中待用；

S2：酸碱反应：在酸碱反应釜中加入所述磷酸，将硫化钠溶液高位槽内的硫化钠溶液加入到酸碱反应釜中反应产生硫化氢气体，用喷射泵将所述硫化氢气体引入到混合高位槽中进行预反应；酸碱反应釜内反应结束后，改为另一台酸碱反应釜继续产生硫化氢气体，反应结束的一台在加热的情况下用压缩空气进行脱硫，酸碱反应废液用泵打到甲酸车间，溶解一钠；

S3：脱砷：将磷酸高位槽中的磷酸加入到混合高位槽内形成混合酸溶液，所述混合高位槽底部设置有调节阀，所述混合酸溶液通过所述调节阀连续进入脱砷塔内进行脱砷反应；

S4：过滤脱硫：将脱砷塔内的混合酸溶液转入中转锅内，中转锅内的混合酸溶液经过固液分离得到过滤酸液体，所述过滤酸液体进入过滤酸贮槽，利用泵将过滤酸贮槽内的过滤酸液体打入脱硫塔内用压缩热空气进行脱硫，脱硫之后的过滤酸液体进入半成品罐中进行化验合格后，用泵打入成品中转罐中贮存待用；对脱硫塔内的气体进行处理。

本技术方案中，在制备食品磷酸中，原料中的磷酸为热法磷酸，热法磷酸中含有砷、铅元素，砷元素以H₃ASO₃以及的形式存在于热法磷酸中。在对热法磷酸除砷时，制备脱砷剂，即脱砷剂采用硫化钠，将硫化钠溶于水制得硫化钠溶液，原料准备完毕。在酸碱反应釜中先加入磷酸，之后添加硫化钠溶液，硫化钠与H₃ASO₃反应生成硫化砷沉淀和氢氧化钠，硫化钠本身与磷酸反应生成硫化氢气体和N_AH₂PO₄，硫化氢气体与H₃ASO₃反应，生成硫化砷沉淀和水；氢氧化钠与硫化氢气体反应，生成硫化钠和水，即生成了脱砷剂硫化钠溶液，可以取出作为后续脱砷剂继续使用，可以更好的对副产品进行转化和利用，降低成本。在脱砷塔中，加入磷酸，反应生成的硫化钠溶液会继续与磷酸发生反应，对磷酸进行深度脱砷。同时，游离的硫离子会与溶液中的铅离子反应生成硫化铅沉淀。脱砷后的混合酸溶液进行中转锅，将硫化砷和硫化铅沉掉过滤之后，得到过滤酸液体，对过滤酸液体进行脱硫，将其中未反应的硫离子去掉后装入本成品罐进行检测，检测合格后，打入食品磷酸中贮存。反应过程中，硫化钠处于过量状态，可以更好的去除磷酸中的砷和铅。反应之后利用脱硫塔对气体进行脱硫，避免环境污染，更好的满足生产需求。利用本工艺对热法磷酸进行脱砷，脱砷彻底，脱砷率大于98％。酸碱反应废液可以循环使用，食品磷酸可以连续生产。在进行预反应时，将磷酸放入混合高位槽内，加入硫化钠进行反应，使得磷酸充分反应，将多余的硫化氢气体打入混合高位槽内，可以更好的进行下一步的反应，之后加入磷酸，可以更好的对磷酸进行反应，提高反应效率以及食品磷酸的质量。

本工艺涉及到以下反应原理：

3Na₂S+2H₃AsO₃→6NaOH+As₂S₃

Na₂S+2H₃PO₄→H₂S+2NaH₂PO₄

2NaOH+H₂S→Na₂S+2H₂O

2H₃AsO₃+3H₂S→As₂S₃+6H₂O

Pb²⁺+S^2-→PbS↓

进一步的，步骤S4中，利用抽风机将脱硫塔内的气体抽出至碱洗塔中后，利用氢氧化钠溶液对气体进行碱洗后排放，氢氧化钠对气体进行碱洗后得到中和液，将中和液打入硫化钠溶液高位槽用作脱砷原料。

这样，可以更好的对副产品进行转化和利用，降低生产加工成本。

进一步的，步骤S3中，所述调节阀流量与进入混合高位槽的磷酸的流量一致。这样可以更好的保证混合高位槽内的液面稳定，提高整个装置的稳定性。

进一步的，步骤S4中，所述中转锅内的液体经过两次过滤器过滤后实现固液分离。这样，可以更好的对混合酸溶液中的沉淀进行过滤，提高食品磷酸的质量。

进一步的，步骤S4中，所述氢氧化钠的质量浓度为20％。步骤S1中，所述磷酸的质量浓度为85％。这样，可以更好的进行反应，降低成本。

综上所述，本工艺可以更好的对磷酸进行脱砷、铅，更好的生产食品磷酸，降低成本，提高效率以及生产过程的自动化程度。

附图说明

图1为食品磷酸生产工艺的流程图。

具体实施方式

下面结合附图1对本发明作进一步的详细说明。

具体实施时：

实施例：一种食品磷酸生产工艺，包括以下步骤：

S1：原料准备：准备硫化钠，将其与水加入到溶解釜中混合溶解形成硫化钠溶液，将所述硫化钠溶液打入到硫化钠溶液高位槽中待用；将磷酸打入磷酸高位槽中待用；

S2：酸碱反应：在酸碱反应釜中加入所述磷酸，将硫化钠溶液高位槽内的硫化钠溶液加入到酸碱反应釜中反应产生硫化氢气体，用喷射泵将所述硫化氢气体引入到混合高位槽中进行预反应；酸碱反应釜内反应结束后，改为另一台酸碱反应釜继续产生硫化氢气体，反应结束的一台在加热的情况下用压缩空气进行脱硫，酸碱反应废液用泵打到甲酸车间，溶解一钠；

S3：脱砷：将磷酸高位槽中的磷酸加入到混合高位槽内形成混合酸溶液，所述混合高位槽底部设置有调节阀，所述混合酸溶液通过所述调节阀连续进入脱砷塔内进行脱砷反应；

S4：过滤脱硫：将脱砷塔内的混合酸溶液转入中转锅内，中转锅内的混合酸溶液经过固液分离得到过滤酸液体，所述过滤酸液体进入过滤酸贮槽，利用泵将过滤酸贮槽内的过滤酸液体打入脱硫塔内用压缩热空气进行脱硫，脱硫之后的过滤酸液体进入半成品罐中进行化验合格后，用泵打入成品中转罐中贮存待用；对脱硫塔内的气体进行处理。

本技术方案中，在制备食品磷酸中，原料中的磷酸为热法磷酸，热法磷酸中含有砷、铅元素，砷元素以H₃ASO₃以及的形式存在于热法磷酸中。在对热法磷酸除砷时，制备脱砷剂，即脱砷剂采用硫化钠，将硫化钠溶于水制得硫化钠溶液，原料准备完毕。在酸碱反应釜中先加入磷酸，之后添加硫化钠溶液，硫化钠与H₃ASO₃反应生成硫化砷沉淀和氢氧化钠，硫化钠本身与磷酸反应生成硫化氢气体和N_AH₂PO₄，硫化氢气体与H₃ASO₃反应，生成硫化砷沉淀和水；氢氧化钠与硫化氢气体反应，生成硫化钠和水，即生成了脱砷剂硫化钠溶液，可以取出作为后续脱砷剂继续使用，可以更好的对副产品进行转化和利用，降低成本。在脱砷塔中，加入磷酸，反应生成的硫化钠溶液会继续与磷酸发生反应，对磷酸进行深度脱砷。同时，游离的硫离子会与溶液中的铅离子反应生成硫化铅沉淀。脱砷后的混合酸溶液进行中转锅，将硫化砷和硫化铅沉掉过滤之后，得到过滤酸液体，对过滤酸液体进行脱硫，将其中未反应的硫离子去掉后装入本成品罐进行检测，检测合格后，打入食品磷酸中贮存。反应过程中，硫化钠处于过量状态，可以更好的去除磷酸中的砷和铅。反应之后利用脱硫塔对气体进行脱硫，避免环境污染，更好的满足生产需求。利用本工艺对热法磷酸进行脱砷，脱砷彻底，脱砷率大于98％。具体的对半成品罐中的过滤酸液体进行检测属于现有技术，本专利申请不再重复描述。酸碱反应废液可以循环使用，食品磷酸可以连续生产。在进行预反应时，将磷酸放入混合高位槽内，加入硫化钠进行反应，使得磷酸充分反应，将多余的硫化氢气体打入混合高位槽内，可以更好的进行下一步的反应，之后加入磷酸，可以更好的对磷酸进行反应，提高反应效率以及食品磷酸的质量。

本工艺涉及到以下反应原理：

3Na₂S+2H₃AsO₃→6NaOH+As₂S₃

Na₂S+2H₃PO₄→H₂S+2NaH₂PO₄

2NaOH+H₂S→Na₂S+2H₂O

2H₃AsO₃+3H₂S→As₂S₃+6H₂O

Pb²⁺+S^2-→PbS↓

进一步的，步骤S4中，利用抽风机将脱硫塔内的气体抽出至碱洗塔中后，利用氢氧化钠溶液对气体进行碱洗后排放，氢氧化钠对气体进行碱洗后得到中和液，将中和液打入硫化钠溶液高位槽用作脱砷原料。

这样，可以更好的对副产品进行转化和利用，降低生产加工成本。

进一步的，步骤S3中，所述调节阀流量与进入混合高位槽的磷酸的流量一致。这样可以更好的保证混合高位槽内的液面稳定，提高整个装置的稳定性。

进一步的，步骤S4中，所述中转锅内的液体经过两次过滤器过滤后实现固液分离。这样，可以更好的对混合酸溶液中的沉淀进行过滤，提高食品磷酸的质量。

进一步的，步骤S4中，所述氢氧化钠的质量浓度为20％。步骤S1中，所述磷酸的质量浓度为85％。这样，可以更好的进行反应，降低成本。

综上所述，本工艺可以更好的对磷酸进行脱砷、铅，更好的生产食品磷酸，降低成本，提高效率以及生产过程的自动化程度。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (6)

1.一种食品磷酸生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1：原料准备：准备硫化钠，将其与水加入到溶解釜中混合溶解形成硫化钠溶液，将所述硫化钠溶液打入到硫化钠溶液高位槽中待用；将磷酸打入磷酸高位槽中待用；

S2：酸碱反应：在酸碱反应釜中加入所述磷酸，将硫化钠溶液高位槽内的硫化钠溶液加入到酸碱反应釜中反应产生硫化氢气体，用喷射泵将所述硫化氢气体引入到混合高位槽中进行预反应；酸碱反应釜内反应结束后，改为另一台酸碱反应釜继续产生硫化氢气体，反应结束的一台在加热的情况下用压缩空气进行脱硫，酸碱反应废液用泵打到甲酸车间，溶解一钠；

S3：脱砷：将磷酸高位槽中的磷酸加入到混合高位槽内形成混合酸溶液，所述混合高位槽底部设置有调节阀，所述混合酸溶液通过所述调节阀连续进入脱砷塔内进行脱砷反应；

S4：过滤脱硫：将脱砷塔内的混合酸溶液转入中转锅内，中转锅内的混合酸溶液经过固液分离得到过滤酸液体，所述过滤酸液体进入过滤酸贮槽，利用泵将过滤酸贮槽内的过滤酸液体打入脱硫塔内用压缩热空气进行脱硫，脱硫之后的过滤酸液体进入半成品罐中进行化验合格后，用泵打入成品中转罐中贮存待用；对脱硫塔内的气体进行处理。

2.如权利要求1所述的食品磷酸生产工艺，其特征在于，步骤S4中，利用抽风机将脱硫塔内的气体抽出至碱洗塔中后，利用氢氧化钠溶液对气体进行碱洗后排放，氢氧化钠对气体进行碱洗后得到中和液，将中和液打入硫化钠溶液高位槽用作脱砷原料。

3.如权利要求1所述的食品磷酸生产工艺，其特征在于，步骤S3中，所述调节阀流量与进入混合高位槽的磷酸的流量一致。

4.如权利要求1所述的食品磷酸生产工艺，其特征在于，步骤S4中，所述中转锅内的液体经过两次过滤器过滤后实现固液分离。

5.如权利要求1所述的食品磷酸生产工艺，其特征在于，步骤S4中，所述氢氧化钠的质量浓度为20％。

6.如权利要求1所述的食品磷酸生产工艺，其特征在于，步骤S1中，所述磷酸的质量浓度为85％。