CN1762857A - 湿法磷酸生产用阻垢剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种湿法磷酸生产用阻垢剂，涉及化肥制造技术领域。它由有机膦类阻垢缓蚀剂、聚合物类阻垢分散剂和杀菌灭藻剂组合而成。本发明在湿法磷酸生产中用于阻碍磷酸杂质在生产设备和管路中结垢，目前还没有发现有类似本剂的发明或产品，本发明的这种阻垢剂用于湿法磷酸生产中，它可使清垢周期从原来的3～5天延长至现在的30～100天。

Description

湿法磷酸生产用阻垢剂
技术领域
本发明涉及化肥制造技术领域，尤其是一种在湿法磷酸生产中用于阻止磷酸杂质在设备和管路中结垢的组合物。
背景技术
由湿法磷酸的制造方法所决定，湿法磷酸中含有大量的杂质，如Ca+2、Mg+2、Fe+3、Na+、K+、Pb+、Zn+2等金属离子，还有SO4 -2、硅酸根、硅铝酸根及他们所构成了的沉淀性的结晶性盐类，此外，还有凝胶类的有机物，由于这种大量的成垢物质存在，使得湿法磷酸的生产设备和管路产生严重的结垢而造成封堵现象，一般少则三五天，多则五六天就因堵塞而被迫停产清扫，不仅造成很大的麻烦负担和损失浪费，而且因中断生产而严重影响设备效能和生产率，阻止湿法磷酸在设备和管路的结垢，作为目前国内磷铵行业重大的问题一直没有得到很好的解决。所采用的方法是加热法，通过加热磷酸来减轻结垢的形成，但这种方法会对设备和管道造成严重的腐蚀损坏，不是长久之计。
发明内容
本发明提供一种湿法磷酸生产用阻垢剂，它主要解决的问题是阻碍和延缓磷酸在生产设备和管路上的结垢。
为解决磷酸在生产设备和管路上的结垢，本发明的阻垢剂是一种由有机膦类阻垢缓蚀剂和聚合物类阻垢分散剂，杀菌灭藻剂复配组合而成。
上述各组成物的重量比可以是：所述有机膦类阻垢缓蚀剂为20％～50％，所述聚合物类阻垢分散剂为20％～40％，所述杀菌灭藻剂为3％～40％。
上述有机膦类阻垢缓蚀剂可以是下列物质的的一种或多种组合：
A.氨基三甲叉膦酸(ATMP)；
B.羟基乙叉二膦酸(HEDP)；
C.二乙烯二胺五甲叉膦酸(DTPMP)；
D.乙二胺四甲叉膦酸(EDTMP)；
E.羟基膦酸基乙酸(HPAA)；
F.膦酸丁烷1，2，4三羧酸(PBTCA)。
这些有机膦类阻垢缓蚀剂结构稳定，不易分解，无毒或低毒无污染，与金属离子形成螯合物、络合物，而具有良好的阻垢效果并具有明显的溶限效应。与其他阻垢分散剂、杀菌灭藻剂复合使用时，具有明显的协同性，能对硫酸钙、碳酸钙和磷酸钙均有良好的阻垢作用，与分散剂复配使用，可达很好的阻垢缓蚀效果。
上述聚合物类阻垢分散剂可以是下列物质的一种或多种组合：
A.聚丙烯酸(PAA)；
B.聚丙烯酸钠(PAAS)；
C.水解马来酸酐(MPMA)；
D.马来酸丙烯酸共聚物(MA-AA)；
E.AA-MA-AMPS次磷酸四元共聚物；
F.丙烯酸-AMPS多元共聚物AA/AMPS；
G.丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物T-225；
H.丙烯酸-2丙烯酰胺-2甲基丙磺酸(APMS)共聚物。
上述这些聚合物类阻垢分散剂有单体自聚物，更多些是共聚物，它们都能将碳酸钙、硫酸钙和磷酸钙等盐类微晶或泥沙分散于液相中不沉淀，从而达到阻垢的目的。可以与有机膦酸盐、锌盐复合使用，有的共聚物对硫酸钙、碳酸钙特别是磷酸钙垢的形成和沉积有良好的抑制作用，对三氧化二铁，污泥、粘土和油垢也有良好的分散性能。三元共聚物(AA/AMPS)由于分子结构中含有阻垢分散性能的羧酸基和强极性的磺酸基，对体系中的磷酸钙、碳酸钙、硫酸钙和锌钙有较大的钙容忍度，分散度和良好的阻垢作用。
上述杀菌灭藻剂可以是十二烷基二甲基苄基氯化铵(1227)。
因此由有机膦酸、聚羧酸、磺酸盐共聚物组成的复配物，具有螯合、分散性能，它能使晶体发生晶格畸变，从而使晶粒之间难于形成致密而牢固的垢层，其分散性能又使微粒难于接触碰撞而聚结。使微粒能较长时间分散在液相中而不能成垢，聚合体分子上大量密密的电荷，导致钙离子被大量吸引至大分子周围，这些钙离子因此减少了和无机阴离子结合成垢的可能性减少沉积物的产生，从而起到阻垢作用，1PPM浓度的聚丙烯酸钠通过螯合作用能栓住45倍的钙离子。丙烯酸与丙烯酰胺的共聚物不仅能阻止碳酸钙、磷酸钙成垢，还能分散氧化铁、泥土、淤泥等，能在高硬度体系中抑制氧化铁和铁盐的沉积。
多元共聚物对磷酸钙的阻垢率明显大于单质体聚合物，例如：
  名称   对磷酸钙的阻垢率
  聚丙烯酸钠   34％
  丙烯酸与丙烯酸羟丙酯共聚物   72％
  三元共聚物(丙烯酸、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟基多亚丙基氧酯)   82％
当用量达到每克磷酸加入10微克时，它们对氧化铁和泥土的分散能力如下：
  名称   对氧化铁分散能力   对泥土分散能力
  聚丙烯酸钠   45％   68％
  丙烯酸与丙烯酸羟丙酯共聚物   83.6％   84.6％
由于采用了上述方案，本发明具有明显的阻垢效果：
以湿法磷酸的实际生产为例，在没有加入本发明阻垢剂时，其生产设备和管路最多在生产3～5天就因结垢堵塞而被迫停产清扫；而在加入本发明的阻垢剂后，其生产设备和管路发生结垢堵塞而需要停产清扫的时间则可延至30～100天以后。
具体实施方式：本发明产品是在多种系列的复配组合中，通过测试其阻垢率、经过筛选、优中取优，根据价格-效能比择优采用如下复配组合配方：
实施例1：制造100千克湿法磷酸生产用阻垢剂，是将下列配方量的各原料混合均匀即成：
  氨基三甲叉磷酸(ATMP)   12千克
  二乙烯二胺五甲叉磷酸(DTPMP)   12千克
  丙烯酸-2丙烯酰胺-2甲基丙磺酸三元共聚物(AA/AMPS)   50千克
  烯丙基磺酸盐共聚物   20千克
  十二烷基二甲基苄基氯化铵(1227)   6千克
实施例2：制造100千克湿法磷酸生产用阻垢剂，是将下列配方量的各原料混合均匀即成：
  聚丙烯酸(PAA)   40千克
  羟基乙叉二膦酸(HEDP)   25千克
  2-羟基磷酸基乙酸(HPAA)   25千克
  十二烷基二甲基苄基氯化铵(1227)   10千克
实施例3：制造100千克湿法磷酸生产用阻垢剂，是将下列配方量的各原料混合均匀即成：
  氨基甲叉二磷酸   20千克
  马来酸与丙烯酸共聚物(MA/AA)   25千克
  丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物(AA/HPA)   25千克
  聚丙烯酸(PAA)   25千克
  十二烷基二甲基苄基氯化铵(1227)   5千克
实施例4：制造100千克湿法磷酸生产用阻垢剂，是将下列配方量的各原料混合均匀即成：
  氨基三甲叉磷酸(ATMP)   10千克
  二乙烯二胺五甲叉磷酸(DTPMP)   15千克
  丙烯酸-2丙烯酰胺-2甲基丙磺酸三元共聚物(AA/AMPS)   15千克
  丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物(AA/HPA)   10千克
  聚丙烯酸(PAA)   30千克
  马来酸酐与丙烯酸共聚物(CPMA)   10千克
  十二烷基二甲基苄基氯化铵(1227)   5千克
  烯丙基磺酸盐共聚物   5千克
采用以上四个实施例配方制成的湿法磷酸生产用阻垢剂适用于使用云南、贵州、湖北、四川不同矿源所得不同品质之湿法磷酸的净化。以10～100PPM用量在磷酸过滤后加入或从稀磷酸沉降贮槽出口处加入，可以维持30～100天内免除大清扫。如果用量加至200～400PPM可以作为磷酸垢的化学清扫剂。

Claims (3)

1.一种湿法磷酸生产用阻垢剂，其特征在于：它由有机膦类阻垢缓蚀剂、聚合物类阻垢分散剂和杀菌灭藻剂组合而成。
2.根据权利要求1所述的湿法磷酸生产用阻垢剂，其特征在于：其组成物的重量比为：所述有机膦类阻垢缓蚀剂为20％～50％，所述聚合物类阻垢分散剂为20％～40％，所述杀菌灭藻剂为3％～40％。
3.根据权利要求1或2所述的湿法磷酸生产用阻垢剂，其特征在于：所述有机膦类阻垢缓蚀剂是下列物质的一种或多种组合：
A.氨基三甲叉膦酸；
B.羟基乙叉二膦酸；
C.二乙烯二胺五甲叉膦酸；
D.乙二胺四甲叉膦酸；
E.羟基膦酸基乙酸；
F.膦酸丁烷1，2，4三羧酸；
所述聚合物类阻垢分散剂是下列物质的一种或多种组合：
A.聚丙烯酸；
B.聚丙烯酸钠；
C.水解马来酸酐；
D.马来酸丙烯酸共聚物；
E.AA-MA-AMPS次磷酸四元共聚物；
F.丙烯酸-AMPS多元共聚物AA/AMPS；
G.丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物；
H.丙烯酸-2丙烯酰胺-2甲基丙磺酸共聚物；
所述杀菌灭藻剂是十二烷基二甲基苄基氯化铵。
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