CN117088345A - 一种逆流聚合生产三偏磷酸钠的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种逆流聚合生产三偏磷酸钠的方法,属于三偏磷酸钠生产技术领域。本发明通过控制磷酸二氢钠溶液的pH值能够防止聚合反应中形成副产物;本发明通过控制干燥的温度防止干燥的过程中发生副反应;本发明通过控制固态磷酸二氢钠的含水量能够使固态磷酸二氢钠与热气进行逆流热交换时有利于热量传递,使固态磷酸二氢钠均匀升温;本发明通过控制固态磷酸二氢钠的进料速度、热气的气流量和逆流回转聚合炉的旋转速率,能够使固态磷酸二氢钠均匀地受热,防止固态磷酸二氢钠受热不均匀带来的粘壁等现象,进而能够实现连续生产三偏磷酸钠,并且使固态磷酸二氢钠的脱水和聚合反应充分进行,防止副反应的发生,进而可以保证三偏磷酸钠的纯度。
Description
技术领域
本发明涉及三偏磷酸钠生产技术领域,尤其涉及一种利逆流聚合生产三偏磷酸钠的方法。
背景技术
三偏磷酸钠(环状三磷酸盐),化学式为Na3(PO3)3,为白色结晶性粉末,易溶于水,主要用作淀粉改性剂、合成VC磷酸酯、石膏板等。三偏磷酸钠由磷酸二氢钠合成的反应式为:3NaH2PO4·2H2O→(NaPO3)3+6H2O↑。由于温度、时间、催化剂和其他微量成分的存在等因素,反应除生成三偏磷酸钠外,还可生成四聚、六聚以及其他更高级聚合物,进而导致三偏磷酸钠的产率和纯度较低。
中国专利CN112978698A以及CN112978699A均公开了一种适用多品种磷酸盐的生产系统和生产方法,具体公开了:(a)轻质三偏磷酸盐的制备方法包括以下步骤:将第一磷酸二氢盐溶液由喷雾干燥塔(1)的进料口进入喷雾干燥塔(1)中进行第一脱水干燥(100~150℃);得到的干粉由所述第一管道输送至逆流回转聚合炉(2)中进行第一聚合反应(550~600℃),得到轻质三偏磷酸盐。然而,上述方法制备三偏磷酸盐过程中,仅限定了干燥以及聚合反应的条件,未限定其他制备条件,导致制备的三偏磷酸盐的纯度不够高。中国专利CN113942989A公开了一种两步法连续生产三偏磷酸钠的方法,将磷酸溶液和碳酸钠溶液或氢氧化钠溶液反应,将得到的磷酸二氢钠溶液(磷酸二氢钠溶液的比重为1.4~1.8g/cm3,pH值为4.2~4.6)雾化,在热空气280~350℃中蒸发水分,将得到含水量2~5wt%的固态磷酸二氢钠与燃烧气在560~600℃下逆向接触,继续脱水,聚合,得到三偏磷酸钠。然而,上述方法得到的三偏磷酸钠中水不溶物的含量为0.05~1wt%,水不溶物含量高,三偏磷酸钠的纯度不够高。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种逆流聚合生产三偏磷酸钠的方法。本发明提供的方法制备的三偏磷酸钠中水不溶物含量低,三偏磷酸钠的纯度高,能够实现三偏磷酸钠的连续规模化生产。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了一种逆流聚合生产三偏磷酸钠的方法,包括以下步骤:
将磷酸二氢钠溶液进行干燥,得到固态磷酸二氢钠;所述磷酸二氢钠溶液的pH值为3.5~4.5;所述干燥的温度为100~200℃;所述固态磷酸二氢钠的含水量≤5wt%;
将所述固态磷酸二氢钠与热气在逆流回转聚合炉中进行逆流热交换,发生脱水聚合反应,出料得到三偏磷酸钠;所述固态磷酸二氢钠的进料速度和热气的气流量之比为1t:1500~2500m3;所述三偏磷酸钠的出料温度为500~600℃。
优选的,所述磷酸二氢钠溶液的密度为1.4~1.7g/cm3。
优选的,所述磷酸二氢钠溶液由含钠物质与磷酸反应制得。
优选的,所述含钠物质包括碳酸钠和/或氢氧化钠。
优选的,所述干燥包括喷雾干燥、刮片干燥或桨叶干燥。
优选的,所述逆流回转聚合炉的旋转速率为30~50秒/转。
优选的,所述逆流热交换的温度为500~600℃,时间为1~1.5h。
优选的,所述出料后,还包括对所述脱水聚合后得到的产物依次进行冷却、粉碎和包装,得到三偏磷酸钠。
本发明提供了一种逆流聚合生产三偏磷酸钠的方法,包括以下步骤:将磷酸二氢钠溶液进行干燥,得到固态磷酸二氢钠;所述磷酸二氢钠溶液的pH值为3.5~4.5;所述干燥的温度为100~200℃;所述固态磷酸二氢钠的含水量≤5%;将所述固态磷酸二氢钠与热气在逆流回转聚合炉中进行逆流热交换,发生脱水聚合反应,出料得到三偏磷酸钠;所述固态磷酸二氢钠的进料速度和热气的气流量之比为1t:1500~2500m3;所述三偏磷酸钠的出料温度为500~600℃。本发明通过控制磷酸二氢钠溶液的pH值能够防止聚合反应中形成副产物,进而保证三偏磷酸钠的纯度;本发明通过控制干燥的温度防止干燥的过程中发生副反应;本发明通过控制固态磷酸二氢钠的含水量一方面能够去除磷酸二氢钠溶液中的绝大部分水分,另一方面能够使固态磷酸二氢钠具有一定含量的水,在进入逆流回转聚合炉后,与热气进行逆流热交换时有利于热量传递,使固态磷酸二氢钠均匀升温;本发明通过控制固态磷酸二氢钠的进料速度与热气的气流量以及三偏磷酸钠的出料温度,能够使固态磷酸二氢钠均匀地受热,使其能够缓慢地升温,能够使固态磷酸二氢钠的脱水和聚合反应充分进行,防止副反应的发生,还能够防止固态磷酸二氢钠受热不均匀带来的粘壁等现象,使得制备得到的三偏磷酸钠中水溶性杂质含量低,显著提高了三偏磷酸钠的纯度;而且,本发明提供的方法在生产三偏磷酸钠过程中不会发生熔融粘壁,这使得不需要暂停生产清除装置内壁,进而可实现连续化生产三篇磷酸钠。实施例结果显示,本发明提供的方法得到的三偏磷酸钠中水不溶杂质物的含量低至0.03wt%,三偏磷酸钠的纯度可以达到99.7%。
而且,本发明提供的方法不需要先制备六偏磷酸钠,从磷酸二氢钠一步直接生成三偏磷酸钠,工艺流程简单、通用性强,能耗大大降低,从投料到出料,全程物料流动均匀连续顺畅,不需重力敲打,劳动强度低,设备损坏程度低,可连续、工业化大生产。
附图说明
图1为本发明实施例中逆流聚合生产三偏磷酸钠的流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种逆流聚合生产三偏磷酸钠的方法,包括以下步骤:
将磷酸二氢钠溶液进行干燥,得到固态磷酸二氢钠;所述磷酸二氢钠溶液的pH值为3.5~4.5;所述干燥的温度为100~200℃;所述固态磷酸二氢钠的含水量≤5wt%;
将所述固态磷酸二氢钠与热气在逆流回转聚合炉中进行逆流热交换,发生脱水聚合反应,出料得到三偏磷酸钠;所述固态磷酸二氢钠的进料速度和热气的气流量之比为1t:1500~2500m3;所述三偏磷酸钠的出料温度为500~600℃。
在本发明中,若无特殊说明,使用的材料和设备均为本领域市售商品。
本发明将磷酸二氢钠溶液进行干燥,得到固态磷酸二氢钠;所述磷酸二氢钠溶液的pH值为3.5~4.5;所述干燥的温度为100~200℃;所述固态磷酸二氢钠的含水量≤5wt%。
在本发明中,所述磷酸二氢钠溶液的密度优选为1.4~1.7g/cm3,更优选为1.5~1.6g/cm3;所述磷酸二氢钠溶液的pH值为3.5~4.5,优选为3.7~4.3,更优选为3.8~4.0。本发明通过控制磷酸二氢钠溶液密度以及pH值,能够进一步防止磷酸二氢钠在逆流热交换时形成其他副产物,进而提高三偏磷酸钠的纯度。
在本发明中,所述磷酸二氢钠优选为市售磷酸二氢钠或自制得到。在本发明中,所述磷酸二氢钠溶液优选由磷酸和含钠物质反应制得;所述含钠物质优选包括碳酸钠和/或氢氧化钠。本发明对于所述磷酸与含钠物质的摩尔比没有特殊限定,以得到磷酸二氢钠为准。本发明对于所述反应的温度和时间没有特殊限定,采用本领域技术人员熟知的反应温度和时间能够得到磷酸二氢钠即可。本发明对所述反应的装置没有特殊限定,采用本领域技术人员熟知的反应的装置即可。在本发明中,所述反应的装置优选为中和釜或中和槽。
在本发明中,所述干燥的温度为100~200℃,优选为120~180℃,更优选为150~170℃;本发明通过控制所述干燥的温度为上述范围时,能够防止固化过程中发生副反应。本发明对所述干燥的时间没有特殊限定,根据磷酸二氢钠溶液的浓度进行选择,使干燥后得到的固态磷酸二氢钠的含水量≤5wt%即可,具体如干燥的时间为60~90s,更优选为70~80s。在本发明中,所述固态磷酸二氢钠的含水量≤5wt%,优选为0.1~5wt%,更优选为1~4wt%,进一步优选为2~3wt%,本发明将所述固态磷酸二氢钠的含水量控制在上述范围内能够在去除大部分水的情况下,还有利于固态磷酸二氢钠在逆流回转聚合炉中进行热交换时促进传热,使固态磷酸二氢钠受热更加均匀。
在本发明中,所述干燥优选包括喷雾干燥、刮片干燥或桨叶干燥。在本发明中,所述喷雾干燥的装置优选为喷雾干燥塔,所述刮片干燥的装置优选为刮片干燥机,所述桨叶干燥的装置优选为桨叶干燥机。本发明对所述喷雾干燥、刮片干燥或桨叶干燥的操作方法没有特殊限定,采用本领域技术人员熟知的喷雾干燥、刮片干燥或桨叶干燥的操作方法即可。在本发明中,所述干燥为上述方法时,能够去除磷酸二氢钠溶液中的溶剂水,并有利于控制固态磷酸二氢钠的含水量。
得到固态磷酸二氢钠后,本发明将所述固态磷酸二氢钠与热气在逆流回转聚合炉中进行逆流热交换,发生脱水聚合反应,出料得到三偏磷酸钠;所述固态磷酸二氢钠的进料速度和热气的气流量之比为1t:1500~2500m3;所述三偏磷酸钠的出料温度为500~600℃。
在本发明中,所述固态磷酸二氢钠的进料速度和热气的气流量之比为1t:1500~2500m3,优选为1t:1800~2200m3,更优选为1t:2000m3。本发明对于所述热气的温度没有特殊限定,能够使得述脱水聚合的温度控制在500~600℃即可。在本发明中,所述逆流回转聚合炉的转动速率优选为30~50秒/转,更优选为35~45秒/转,进一步优选为40秒/转。本发明对形成所述热气的装置和方法没有特殊限定,采用本领域技术人员熟知的装置和方法,能够获得温度在上述范围的热气的装置即可。在本发明中形成所述热气的装置优选为热风炉。本发明通过控制固态磷酸二氢钠的进料速度、热气的温度和气流量以及逆流回转聚合炉的旋转速率为上述范围时,有利于固态磷酸二氢钠在聚合炉中均匀、充分地受热,使其能够缓慢地升温,防止固态磷酸二氢钠受热不均匀带来的粘壁等现象,使固态磷酸二氢钠的脱水和聚合反应充分进行,防止副反应的发生,降低了三偏磷酸钠中不溶性杂质的量,进而可以保证三偏磷酸钠的纯度。
在本发明中,所述逆流热交换(即脱水聚合)的温度优选为500~600℃,更优选为550~590℃,进一步优选为570~575℃;所述逆流热交换的时间优选为1~1.5h,更优选为1h。在本发明中,所述三偏磷酸钠的出料温度为500~600℃,优选为520~580℃,进一步优选为550~570℃,逆流热交换以及三偏磷酸钠的出料温度高则生成六偏磷酸钠,温度过低则生成不溶性三偏磷酸钠,本发明通过控制脱水聚合的温度以及三偏磷酸钠的出料温度在上述范围时,能够使固态磷酸二氢钠充分发生脱水、聚合反应,并防止副反应的发生,提高三偏磷酸钠的纯度。
在本发明中,在逆流回转聚合炉进行逆流热交换的过程中固态磷酸二氢钠发生脱水和聚合反应形成三偏磷酸钠。本发明通过将固态磷酸二氢钠与热气在逆流回转聚合炉进行逆流热交换,使固态磷酸二氢钠实现均匀受热和缓慢地升温,形成均一的混合物,使固态磷酸二氢钠脱水和聚合反应能够充分进行,能够防止升温过快导致的固态磷酸二氢钠形成粘性较大的混合物,进而能够防止聚合炉中出现粘壁的现象。
所述出料后,本发明优选对所述脱水聚合后得到的产物依次进行冷却、粉碎和包装,得到三偏磷酸钠。本发明对所述冷却、粉碎和包装的操作方法和装置没有特殊限定,采用本领域技术人员熟知的冷却、粉碎和包装的操作方法和装置即可。
本发明通过控制磷酸二氢钠溶液的pH值以及干燥的温度能够防止副反应的发生;通过控制固态磷酸二氢钠的含水量有利于逆流交换时温度能够促进热量传递,使固态磷酸二氢钠均匀升温;本发明通过控制固态磷酸二氢钠的进料速度与热气的气流量之比以及三偏磷酸钠的出料温度,能够使固态磷酸二氢钠均匀地受热,使其能够缓慢地升温,防止固态磷酸二氢钠受热不均匀带来的粘壁等现象,使固态磷酸二氢钠的脱水和聚合反应充分进行,防止副反应的发生,降低水不溶性杂质的含量,进而提高三偏磷酸钠的纯度。
图1为本发明返料聚合生产三偏磷酸钠的工艺流程图,包括以下步骤:
将磷酸和含钠物质在中和槽中进行反应,得到磷酸二氢钠溶液;所述含钠物质反应包括碳酸钠和/或氢氧化钠中的一种或几种;
将所述磷酸二氢钠溶液置于喷雾干燥塔中进行干燥,得到固态磷酸二氢钠;所述干燥产生的尾气依次进行旋风除尘和水洗除尘,分别得到净化尾气和除尘液;所述除尘液回用于配制磷酸二氢钠溶液;所述净化尾气排空;本发明通过尾气处理使得整个三偏磷酸钠的连续生产过程清洁环保、无污染;
将所述固态磷酸二氢钠从逆流回转聚合炉(优选为逆流卧式聚合炉)的一侧进入,将热风炉产生的热气从逆流回转聚合炉的对侧输入,将固态磷酸二氢钠与热气在逆流回转聚合炉进行逆流热交换脱水聚合,然后经冷却滚筒冷却、粉碎和包装,得到三偏磷酸钠成品;脱水聚合过程产生的高温尾气可作为干燥过程的补充热源,被有效利用。
下面将结合本发明中的实施例,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
采用图1所示的流程图制备三偏磷酸钠。
将磷酸和纯碱在中和槽反应,得到磷酸二氢钠溶液(密度为1.55g/cm3,pH值为4.2),得到磷酸二氢钠溶液;所述磷酸中磷与纯碱中钠的摩尔比为1:1。
将所述磷酸二氢钠溶液经喷雾干燥生成固态磷酸二氢钠粉末,控制干燥的温度为150℃,得到含水量为2wt%的固态磷酸二氢钠;并对喷雾干燥塔的尾气通过旋风除尘回收固体,将所述固体进行水洗,然后将所述水洗得到的除尘液投放至中和槽中回收利用。
将所述固态磷酸二氢钠连续送入逆流卧式回转聚合炉中,与热风炉产生的逆向来的热气进行逆流热交换,并控制逆流回转聚合炉的旋转速率为40秒/转,在570℃下继续脱水聚合,控制三偏磷酸钠的出料温度为500℃,然后经冷却、粉碎和包装,得到三偏磷酸钠成品。其中,固态磷酸二氢钠的进料速度和热气的气流量之比为1t:1500m3。
对本实施例制备的三偏磷酸钠成品进行检测得到产品中三偏磷酸钠的纯度为99.7%、pH为7.2、水不溶物含量为0.03wt%,逆流卧式回转聚合炉中无熔融粘壁现象。
实施例2
采用图1所示的流程图制备三偏磷酸钠。
将磷酸和氢氧化钠在中和槽中反应,得到磷酸二氢钠溶液(密度为1.5g/cm3,pH值为3.9)。
将所述磷酸二氢钠溶液经喷雾干燥生成固态磷酸二氢钠粉末,控制干燥的温度为145℃,得到含水量为3wt%的固态磷酸二氢钠;并对喷雾干燥塔的尾气通过旋风除尘回收固体,将所述固体进行水洗,然后将所述水洗得到的溶液投放至中和槽中回收利用。
(2)将所述固态磷酸二氢钠连续送入逆流卧式回转聚合炉中,与热风炉产生的逆向来的热气进行逆流热交换,并控制逆流回转聚合炉的旋转速率为30秒/转,在580℃下继续脱水聚合,控制三偏磷酸钠的出料温度为550℃,经冷却粉碎包装得到三偏磷酸钠成品。其中,固态磷酸二氢钠的进料速度和热气的气流量之比为1t:1800m3。
对本实施例制备的三偏磷酸钠成品进行检测得到产品中三偏磷酸钠的纯度为99.3%、pH为7.0、水不溶物含量为0.04wt%,逆流卧式回转聚合炉中无熔融粘壁现象。
实施例3
采用图1所示的流程图制备三偏磷酸钠。
将磷酸和磷酸钠在中和槽中反应,得到磷酸二氢钠溶液(密度为1.45g/cm3,pH值为3.6)。
将所述磷酸二氢钠溶液经喷雾干燥生成固态磷酸二氢钠粉末,控制干燥的温度为140℃,得到含水量为1wt%固态磷酸二氢钠;并对喷雾干燥塔的尾气通过旋风除尘回收固体,将所述固体进行水洗,然后将所述水洗得到的溶液投放至中和槽中回收利用。
将所述固态磷酸二氢钠连续送入逆流卧式回转聚合炉中,与热风炉产生的逆向来的热气进行逆流热交换,并控制逆流回转聚合炉的旋转速率为50秒/转,在580℃下继续脱水聚合,控制三偏磷酸钠的出料温度为600℃,然后冷却、粉碎和包装,得到三偏磷酸钠成品。其中,固态磷酸二氢钠的进料速度和热气的气流量之比为1t:2000m3。
对本实施例制备的三偏磷酸钠成品进行检测得到产品中三偏磷酸钠的纯度为99.6%、pH为6.9、水不溶物含量为0.02wt%,逆流卧式回转聚合炉中无熔融粘壁现象。
实施例4
采用图1所示的流程图制备三偏磷酸钠。
将磷酸和磷酸钠在中和槽中反应,得到磷酸二氢钠溶液(密度为1.68g/cm3,pH值为3.9)。
将所述磷酸二氢钠溶液经喷雾干燥生成固态磷酸二氢钠粉末,控制干燥的温度为140℃,得到含水量为4wt%固态磷酸二氢钠;并对喷雾干燥塔的尾气通过旋风除尘回收固体,将所述固体进行水洗,然后将所述水洗得到的溶液投放至中和槽中回收利用。
将所述固态磷酸二氢钠连续送入逆流卧式回转聚合炉中,与热风炉产生的逆向来的热气进行逆流热交换,并控制逆流回转聚合炉的旋转速率为35秒/转,在590℃下继续脱水聚合,控制三偏磷酸钠的出料温度为550℃,然后冷却、粉碎和包装,得到三偏磷酸钠成品。其中,固态磷酸二氢钠的进料速度和热气的气流量之比为1t:2500m3。
对本实施例制备的三偏磷酸钠成品进行检测得到产品中三偏磷酸钠的纯度为99.5%、pH为7.5、水不溶物含量为0.02wt%,逆流卧式回转聚合炉中无熔融粘壁现象。
对比例1
按照实施例1的方法制备三偏磷酸钠成品,与实施例1不同之处仅在于固态磷酸二氢钠和热气的气流量之比为1t:1200m3。
对本对比例制备的三偏磷酸钠成品进行检测得到产品中三偏磷酸钠的纯度为96.3%、水不溶物含量为0.36wt%。
对比例2
按照实施例1的方法制备三偏磷酸钠成品,与实施例1不同之处仅在于固态磷酸二氢钠和热气的气流量之比为1t:2800m3。
对本对比例制备的三偏磷酸钠成品进行检测得到产品中三偏磷酸钠的纯度为98.2%、水不溶物含量为0.13wt%。
对比例3
按照实施例1的方法制备三偏磷酸钠成品,与实施例1不同之处仅在于逆流回转聚合炉的旋转速率为20秒/转。
对本对比例制备的三偏磷酸钠成品进行检测得到产品中三偏磷酸钠的纯度为97.5%、水不溶物含量为0.53wt%。
对比例4
按照实施例1的方法制备三偏磷酸钠成品,与实施例1不同之处仅在于逆流回转聚合炉的旋转速率为50秒/转。
对本对比例制备的三偏磷酸钠成品进行检测得到产品中三偏磷酸钠的纯度为98.3%、水不溶物含量为0.18wt%。
对比例5
按照实施例1的方法制备三偏磷酸钠成品,与实施例1不同之处仅在于干燥的温度为80℃。
对本对比例制备的三偏磷酸钠成品进行检测得到产品中三偏磷酸钠的纯度为96.5%、水不溶物含量为0.36wt%。
对比例6
按照实施例1的方法制备三偏磷酸钠成品,与实施例1不同之处仅在于干燥的温度为250℃。
对本对比例制备的三偏磷酸钠成品进行检测得到产品中三偏磷酸钠的纯度为98.2%、水不溶物含量为0.18wt%。
对比例7
按照实施例1的方法制备三偏磷酸钠成品,与实施例1不同之处仅在于固态磷酸二氢钠的含水量为8wt%。
对本对比例制备的三偏磷酸钠成品进行检测得到产品中三偏磷酸钠的纯度为95.7%、水不溶物含量为0.7wt%。
从上述实验结果可以看出,当固态磷酸二氢钠与热气在逆流回转聚合炉进行逆流热交换时,固态磷酸二氢钠的进料速度、热气的气流量和逆流回转聚合炉的旋转速率不在本发明限定的范围内时,得到的三偏磷酸钠的质量较差,这是由于本发明通过控制上述参数使得固态磷酸二氢钠能够固态磷酸二氢钠均匀地受热,使其能够缓慢地升温,防止固态磷酸二氢钠受热不均匀带来的粘壁等现象,这使得不需要暂停生产过程对设备进行清除,能够连续化生产三偏磷酸钠;同时还能够使固态磷酸二氢钠的脱水和聚合反应充分进行,防止副反应的发生,进而可以保证三偏磷酸钠的纯度,提高三偏磷酸钠的质量。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种逆流聚合生产三偏磷酸钠的方法,包括以下步骤:
将磷酸二氢钠溶液进行干燥,得到固态磷酸二氢钠;所述磷酸二氢钠溶液的pH值为3.5~4.5;所述干燥的温度为100~200℃;所述固态磷酸二氢钠的含水量≤5wt%;
将所述固态磷酸二氢钠与热气在逆流回转聚合炉中进行逆流热交换,发生脱水聚合反应,出料得到三偏磷酸钠;所述固态磷酸二氢钠的进料速度和热气的气流量之比为1t:1500~2500m3;所述三偏磷酸钠的出料温度为500~600℃。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述磷酸二氢钠溶液的密度为1.4~1.7g/cm3。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述磷酸二氢钠溶液由含钠物质与磷酸反应制得。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述含钠物质包括碳酸钠和/或氢氧化钠。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述干燥包括喷雾干燥、刮片干燥或桨叶干燥。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述逆流回转聚合炉的旋转速率为30~50秒/转。
7.根据权利要求1或6所述的方法,其特征在于,所述逆流热交换的温度为500~600℃,时间为1~1.5h。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述出料后,还包括对所述脱水聚合后得到的产物依次进行冷却、粉碎和包装,得到三偏磷酸钠。
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Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3230039A (en) * | 1962-01-02 | 1966-01-18 | Monsanto Co | Process for manufacturing sodium trimetaphosphate products |
GB1175492A (en) * | 1968-02-14 | 1969-12-23 | Fmc Corp | Process for the Production of Sodium Trimetaphosphate |
CN102101663A (zh) * | 2011-04-06 | 2011-06-22 | 襄樊巨力化工实业有限公司 | 食品级低水不溶物焦磷酸二氢二钠的制备方法 |
CN103253639A (zh) * | 2012-12-07 | 2013-08-21 | 江苏先锋生物基技术研究中心有限公司 | 一种制备磷化氢和三偏磷酸钠的方法 |
CN207012580U (zh) * | 2017-07-13 | 2018-02-16 | 成都宏安生物科技有限公司 | 一种喷雾干燥设备 |
CN112978699A (zh) * | 2021-02-22 | 2021-06-18 | 徐州恒世食品有限公司 | 一种适用多品种磷酸盐的低能耗生产系统和生产方法 |
CN112978698A (zh) * | 2021-02-22 | 2021-06-18 | 徐州恒世食品有限公司 | 一种适用多品种磷酸盐的二拖二低能耗生产系统和生产方法 |
CN113942989A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-01-18 | 泰山石膏有限公司 | 一种两步法连续生产三偏磷酸钠的装置及方法 |
CN114916656A (zh) * | 2022-05-16 | 2022-08-19 | 江苏恒世食品科技有限公司 | 一种低结块率食品添加剂用复合磷酸盐的环保制备方法 |
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3230039A (en) * | 1962-01-02 | 1966-01-18 | Monsanto Co | Process for manufacturing sodium trimetaphosphate products |
GB1175492A (en) * | 1968-02-14 | 1969-12-23 | Fmc Corp | Process for the Production of Sodium Trimetaphosphate |
CN102101663A (zh) * | 2011-04-06 | 2011-06-22 | 襄樊巨力化工实业有限公司 | 食品级低水不溶物焦磷酸二氢二钠的制备方法 |
CN103253639A (zh) * | 2012-12-07 | 2013-08-21 | 江苏先锋生物基技术研究中心有限公司 | 一种制备磷化氢和三偏磷酸钠的方法 |
CN207012580U (zh) * | 2017-07-13 | 2018-02-16 | 成都宏安生物科技有限公司 | 一种喷雾干燥设备 |
CN112978699A (zh) * | 2021-02-22 | 2021-06-18 | 徐州恒世食品有限公司 | 一种适用多品种磷酸盐的低能耗生产系统和生产方法 |
CN112978698A (zh) * | 2021-02-22 | 2021-06-18 | 徐州恒世食品有限公司 | 一种适用多品种磷酸盐的二拖二低能耗生产系统和生产方法 |
CN113942989A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-01-18 | 泰山石膏有限公司 | 一种两步法连续生产三偏磷酸钠的装置及方法 |
CN114916656A (zh) * | 2022-05-16 | 2022-08-19 | 江苏恒世食品科技有限公司 | 一种低结块率食品添加剂用复合磷酸盐的环保制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
天津轻工业学院食品工业教学研究室: "《食品添加剂(修订版)》", 30 September 1997, 中国轻工业出版社, pages: 331 - 332 * |
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