PL135405B1 - Method of obtaining condensed ammonium phosphates - Google Patents

Method of obtaining condensed ammonium phosphates Download PDF

Info

Publication number
PL135405B1
PL135405B1 PL23190881A PL23190881A PL135405B1 PL 135405 B1 PL135405 B1 PL 135405B1 PL 23190881 A PL23190881 A PL 23190881A PL 23190881 A PL23190881 A PL 23190881A PL 135405 B1 PL135405 B1 PL 135405B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
temperature
stage
ammonium phosphates
urea
condensed ammonium
Prior art date
Application number
PL23190881A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL231908A1 (en
Inventor
Andrzej Muszko
Janina Machej
Zbigniew Kalinowski
Henryk Maruszczyk
Original Assignee
Inst Chemii Nieorganicznej
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inst Chemii Nieorganicznej filed Critical Inst Chemii Nieorganicznej
Priority to PL23190881A priority Critical patent/PL135405B1/en
Publication of PL231908A1 publication Critical patent/PL231908A1/en
Publication of PL135405B1 publication Critical patent/PL135405B1/en

Links

Landscapes

  • Fireproofing Substances (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania skondensowanych fosforanów amonowych maja¬ cych zastosowanie w szczególnosci jako skladnik farb ognioochronnych i tworzyw syntetycznych.Skondensowane fosforany amonowe otrzymuje sie sposobami wykorzystujacymi reakcje kwasu poli- fosforowego z amoniakiem gazowym lub z mocznikiem. Wedlug metody podanej w patencie brytyjs¬ kim nr 1 238 404 skondensowane fosforany amonowe otrzymuje sie w wyniku reakcji kwasu poli- fosforowego o zawartosci 81-86 % P?0c z gazowym amoniakiem w temperaturze 300-320°C. Wedlug patentu kanadyjskiego nr 925 268 reakcje prowadzi sie miedzy kwasem polifosforowym o stezeniu 82 % P20s i mocznikiem w temperaturze powyzej 135°C. Wedlug patentu japonskiego nr 7 382 010 reakcje miedzy kwasem polifosforowym i mocznikiem prowadzi sie przez 30 min. w temperaturze 120°C i przez 30 min. w temperaturze 140°C otrzymujac skondensowane fosforany amonowe i ami¬ dy* Wada tych sposobów jest koniecznosc stosowania stezonego kwasu polifosforowego.Znany jest z opisu patentowego PRL nr 119 208 sposób wytwarzania wieloskladnikowego na¬ wozu mineralnego wedlug którego produkty rozkladu surowca fosforowego /miedzy innymi kwasu fosforowego/ zadaje sie mocznikiem uzyskujac krystaliczny fosforan mocznika. Na pólprodukt ten dziala sie zwiazkami wapnia lub innymi solami i ogrzewa w zakresie temperatury od 170 do 220°C otrzymujac jeden ze skladników nawozu latwo rozpuszczalny w wodzie, co wynika z jego niskiej kondensacji, Z patentu RFN nr 1 198 335 znany jest sposób wytwarzania skondensowa¬ nych fosforanów miedzy innymi poprzez jednoetapowa obróbke fosforanu mocznika z dodatkiem zwiazków zelaza w temperaturze 150 do 250°C. Uzyskuje sie produkt o niskim stopniu kondensa¬ cji, który jednak ze wzgledu na dodatek zwiazków zelaza charakteryzuje sie niska rozpusz¬ czalnoscia w wodzie. Z uwagi na wprowadzenie do reakcji innych zwiazków poza fosforanem mo¬ cznika zmniejsza sie niekorzystnie zawartosc P20e w produkcie. Znany z innego patentu RFN nr 1 567 674 sposób obróbki termicznej fosforanu mocznika przebiega równiez w stosunkowo niskiej temperaturze a mianowicie do 235°C Produkt charakteryzuje sie niekorzystnie wysoka rozpuszczalnoscia w wodzie.Surowcem dla sposobu wytwarzania skondensowanych fosforanów amonowych wedlug wynalazku jest ortofosforan mocznika, otrzymany np. na drodze krystalizacji z wodnego roztworu. W wy-2 135 405 niku badan okazalo sie, ze kontrolowany rozklad termiczny fosforanu mocznika pozwala na otrzymanie wysokoskondensowanych fosforanów amonowych o dobrych wlasnosciach ognioochron- nych pod warunkiem zachowania scislej zaleznosci miedzy temperatura i czasem w koncowej fazie reakcji. Cecha charakterystyczna rozwiazania wedlug wynalazku jest prowadzenie pro¬ cesu kondensacji fosforanu mocznika w sposób dwuetapowy. W pierwszym etapie obróbke ter¬ miczna prowadzi sie w fazie cieklej w stosunkowo niskiej temperaturze, pozwalajac wytwo¬ rzonej masie zestalic sie. W drugim etapie zestalona mase poddaje sie dalszej obróbce ter¬ micznej w zakresie wyzszych temperatur. Sposób wytwarzania skondensowanych fosforanów amo¬ nowych wedlug wynalazku polega na tym, ze ortofosforan mocznika poddaje sie kontrolowane¬ mu dwuetapowemu rozkladowi termicznemu przy czym pierwszy etap rozkladu prowadzi sie w temperaturze 160-190°C az do zestalenia sie reagujacej masy. Mase ta poddaje sie nastep¬ nie w drugim etapie reakcji kondensacji w fazie stalej w temperaturze 260-320°C. Czas kondensacji w fs«sie stalej wynosi od 0,1 do 3 godzin, w zaleznosci od stosowanej temperatury.Zaleta sposobu wedlug wynalazku jest wykorzystywanie ortofosforanu mocznika bez po¬ trzeby stosowania wysoko stezonego kwasu polifosforowego, jak ma to miejsce w znanych spo¬ sobach. Stosowanie wysokich temperatur w drugiej fazie prowadzenia procesu daje nieoczeki¬ wane rezultaty w postaci zmiany jakosciowej koncowego produktu a mianowicie zasadniczy wzrost wlasciwosci ognioochronnyeh, znaczne zmniejszenie rozpuszczalnosci produktu w wo¬ dzie /bardzo korzystne dla farb i tworzyw sztucznych narazonych na dzialanie wilgoci atmo¬ sferycznej/ a co za tym idzie powazne zwiekszenie trwalosci produktu a takze korzystne ujednolicenie skladu a tym samym zapewnienie powtarzalnosci poszczególnych partii produktu.Przyklad. 100 kg fosforanu mocznika poddano kontrolowanemu rozkladowi ter¬ micznemu w ogrzewanym reaktorze, zaopatrzonym w mieszadlo i podlaczonym do instalacji ab¬ sorpcyjnej gazowych produktów reakcji. Po stopieniu fosforanu mocznika w temperaturze 115-120°C reakcje kondensacji prowadzono w temperaturze 170-180°C az do uzyskania zestalo¬ nej porowatej masy. Koncowa kondensacje prowadzono w temperaturze 290°C w czasie 0,75 go¬ dziny. Otrzymano 64 kg spieku, który zawieral 72,57 % ?2°5 caikowitego, 0,64 % P2°5 w P°~ staci ortofosforanów, 13»93 % azotu calkowitego i 12,76 % azotu w postaci amonowej. Spiek po zmieleniu zostal uzyty jako skladnik farby ognioochronnej. Uzyskano odpowiednia trud- nopalnosc farby - czas przepalania plytki pilsniowej o grubosci 5 mm pokrytej farba w ilosci 7 g/dm standardowym palnikiem gazowym wynosil powyzej 25 min, grubosc wytworzo¬ nej spienionej warstwy farby wynosila od 2 do 5 cm. Szczególnie korzystna cecha zastoso¬ wanego polifosforanu amonowego byla jego niska rozpuszczalnosc w wodzie - ponizej 2 g/1C0 cnr wody w temp. 25 C. Polifosforany amonowe, uzyskiwane znanymi sposobami, charakteryzu¬ ja sie niekorzystnie wieksza rozpuszczalnoscia w wodzie, wynoszaca 2-6 g/100 cnr wody w temp. 25°C, co obniza trwalosc farby wskutek wymywania srodka ognioochronnego przez wil¬ goc atmosferyczna.Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania skondensowanych fosforanów amonowych w reakcji termicznego roz¬ kladu ortofosforanu mocznika znamienny tym, ze ortofosforan mocznika podda¬ je sie kontrolowanemu dwuetapowemu rozkladowi termicznemu przy czym pierwszy etap roz¬ kladu prowadzi sie w fazie cieklej, w temperaturze 160-190°C az do zestalenia sie reagu¬ jacej masy, która nastepnie poddaje sie w drugim etapie reakcji kondensacji w fazie sta¬ lej w zakresie temperatur 260-?20°C przy czym czas kondensacji w fazie stalej wynosi od 0,1 do 3 godzin, w zaleznosci od stosowanej temperatury.Pracownia Poligraficzna tJP PRL. Naklad 100 egz.Cena 100 zl. PLThe subject of the invention is a process for the preparation of condensed ammonium phosphates which can be used in particular as a component of fire retardant paints and synthetic materials. Condensed ammonium phosphates are obtained by processes involving the reaction of polyphosphoric acid with ammonia gas or urea. According to the method described in British Patent No. 1,238,404, condensed ammonium phosphates are obtained by reacting polyphosphoric acid containing 81-86% P60c with gaseous ammonia at 300-320 ° C. According to Canadian patent No. 925,268 the reactions are carried out between polyphosphoric acid with a concentration of 82% P20s and urea at a temperature above 135 ° C. According to Japanese Patent No. 7,382,010, the reaction between polyphosphoric acid and urea is carried out for 30 minutes. at a temperature of 120 ° C and for 30 min. at a temperature of 140 ° C to obtain condensed ammonium phosphates and amides * The disadvantage of these methods is the need to use concentrated polyphosphoric acid. There is known from the patent description of the Polish People's Republic No. 119,208 a method of producing a multi-component mineral fertilizer, according to which the products of decomposition of phosphorus raw materials /, among others, acid phosphorus / is treated with urea to obtain crystalline urea phosphate. This intermediate is treated with calcium compounds or other salts and heated in the temperature range from 170 to 220 ° C, thus obtaining one of the fertilizer components easily soluble in water, which is due to its low condensation.From German patent No. 1 198 335, a condensed production method is known. Of phosphates, inter alia, by a one-step treatment of urea phosphate with the addition of iron compounds at a temperature of 150 to 250 ° C. A product with a low degree of condensation is obtained, which, however, due to the addition of iron compounds, has a low water solubility. Due to the introduction of compounds other than urea phosphate into the reaction, the P20e content in the product is adversely reduced. The method of thermal treatment of urea phosphate, known from another German patent No. 1 567 674, also takes place at a relatively low temperature, namely up to 235 ° C. The product is characterized by an unfavorably high water solubility. The raw material for the production of condensed ammonium phosphates according to the invention is urea orthophosphate, obtained e.g. by crystallization from an aqueous solution. In the results of the research, it turned out that the controlled thermal decomposition of urea phosphate allows to obtain highly condensed ammonium phosphates with good fire-retardant properties, provided that a strict relationship between temperature and time in the final phase of the reaction is maintained. A characteristic feature of the invention is that the urea phosphate condensation process is carried out in two stages. In the first step, the thermal treatment is carried out in the liquid phase at a relatively low temperature, allowing the mass produced to solidify. In the second stage, the solidified mass is subjected to further thermal treatment in the range of higher temperatures. The method of producing condensed ammonium phosphates according to the invention consists in the fact that urea orthophosphate is subjected to a controlled two-stage thermal decomposition, the first decomposition stage being carried out at a temperature of 160-190 ° C until the reacting mass solidifies. This mass is then subjected to a solid-phase condensation in the second stage at a temperature of 260-320 ° C. The condensation time in fs solids is from 0.1 to 3 hours, depending on the temperature used. The advantage of the process according to the invention is the use of urea orthophosphate without the need to use highly concentrated polyphosphoric acid, as is the case with known methods. The use of high temperatures in the second phase of the process gives unexpected results in the form of a qualitative change in the final product, namely a substantial increase in the fireproofing properties, a significant reduction in the solubility of the product in water (very beneficial for paints and plastics exposed to atmospheric moisture) and thus a significant increase in the durability of the product as well as a favorable unification of the composition and thus ensuring the repeatability of individual batches of the product. 100 kg of urea phosphate were subjected to a controlled thermal decomposition in a heated reactor equipped with an agitator and connected to an absorption plant for gaseous reaction products. After the urea phosphate had been melted at 115-120 ° C., the condensation reactions were carried out at 170-180 ° C. until a solidified porous mass was obtained. The final condensation was carried out at 290 ° C. for 0.75 hours. 64 kg of sinter was obtained, which contained 72.57% ± 2 ° 5 total, 0.64% P2 ° 5 in the P ° -orphosphate form, 13.93% total nitrogen and 12.76% nitrogen in the ammonium form. After grinding, the sinter was used as a component of the fire-retardant paint. The appropriate flame retardancy of the paint was obtained - the burning time of a 5 mm thick fibreboard covered with 7 g / dm3 of paint with a standard gas burner was over 25 minutes, the thickness of the foamed paint layer was 2 to 5 cm. A particularly advantageous feature of the ammonium polyphosphate used was its low solubility in water - less than 2 g / 1C0 cnr of water at 25 ° C. Ammonium polyphosphates, obtained by known methods, are characterized by an unfavorably greater solubility in water, amounting to 2-6 g. / 100 cpm of water at 25 ° C, which lowers the durability of the paint due to the washing out of the flame retardant by atmospheric moisture. controlled two-stage thermal decomposition, the first stage of decomposition being carried out in the liquid phase, at a temperature of 160-190 ° C, until the reaction mass solidifies, which then undergoes a solid-phase condensation in the second stage of 260- - 20 ° C, the condensation time in the solid phase is from 0.1 to 3 hours, depending on the temperature used drawing: Printing Studio of the Polish People's Republic Mintage 100 copies Price PLN 100. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania skondensowanych fosforanów amonowych w reakcji termicznego roz¬ kladu ortofosforanu mocznika znamienny tym, ze ortofosforan mocznika podda¬ je sie kontrolowanemu dwuetapowemu rozkladowi termicznemu przy czym pierwszy etap roz¬ kladu prowadzi sie w fazie cieklej, w temperaturze 160-190°C az do zestalenia sie reagu¬ jacej masy, która nastepnie poddaje sie w drugim etapie reakcji kondensacji w fazie sta¬ lej w zakresie temperatur 260-?20°C przy czym czas kondensacji w fazie stalej wynosi od 0,1 do 3 godzin, w zaleznosci od stosowanej temperatury. Pracownia Poligraficzna tJP PRL. Naklad 100 egz. Cena 100 zl. PLClaim 1. A method for the production of condensed ammonium phosphates by the thermal decomposition of urea orthophosphate, characterized in that urea orthophosphate is subjected to a controlled two-stage thermal decomposition, the first stage of decomposition being carried out in the liquid phase at a temperature of 160-190 ° C. Until solidification of the reaction mass, which is then subjected to the second stage of the solid-phase condensation reaction in the temperature range of 260-20 ° C, the condensation time in the solid phase being from 0.1 to 3 hours, depending on the temperature used. Printing House of the Polish People's Republic. Mintage 100 copies. Price PLN 100. PL
PL23190881A 1981-06-26 1981-06-26 Method of obtaining condensed ammonium phosphates PL135405B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL23190881A PL135405B1 (en) 1981-06-26 1981-06-26 Method of obtaining condensed ammonium phosphates

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL23190881A PL135405B1 (en) 1981-06-26 1981-06-26 Method of obtaining condensed ammonium phosphates

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL231908A1 PL231908A1 (en) 1983-01-03
PL135405B1 true PL135405B1 (en) 1985-10-31

Family

ID=20009061

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL23190881A PL135405B1 (en) 1981-06-26 1981-06-26 Method of obtaining condensed ammonium phosphates

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL135405B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
PL231908A1 (en) 1983-01-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4216190A (en) Method for making β-form aluminum trimetaphosphate
US6048378A (en) Highly available particulate controlled release nitrogen fertilizer
EP0990652A4 (en) Composite salt of polyphosphoric acid with melamine, melam, and melem and process for producing the same
US3574591A (en) Methods for preparing mixed cation polyphosphates
US2776187A (en) Production of tripolyphosphates
DE3163217D1 (en) Process for producing long-chain ammonium polyphosphate
GR3026636T3 (en) Method for obtaining phospho-nitrogenous products
GB2038791A (en) Method for making B-form aluminum trimetaphosphate
PL135405B1 (en) Method of obtaining condensed ammonium phosphates
US3708275A (en) Manufacture of alkali metal phosphates
US3172751A (en) Process for producing nitrogen-phos-
CA1264407A (en) Homogeneous mixtures of polyphosphates
US3974262A (en) Two stage process for producing ammonium phosphates
GB1309612A (en) Stabilized cammonium nitrate and preparation thereof
US3723602A (en) Phosphate compositions and methods of manufacture
US3911086A (en) Potassium ammonium polyphosphates
CA1104790A (en) Solid ammonium polyphosphate compositions and method for the manufacture thereof
US4873068A (en) Process for manufacturing tetrasodium pyrophosphate
Watanabe et al. The synthesis and decomposition of calcium bis (hydrogenphosphoramidate).
CA2046841A1 (en) Process and plant for the preparation of ammonium polyphosphate
US1950945A (en) Manufacture of fertilizers
ES2038926A1 (en) Process for manufacturing crystal form II solid ammonium polyphosphate.
SU1685901A1 (en) Method for obtaining complex fertilizer
SU1049461A1 (en) Method for producing superphosphate
UST973004I4 (en) Production of urea-ammonium polyphosphates from urea phosphate