一種熱法磷酸制備磷酸二氫鈉的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種熱法磷酸制備磷酸二氫鈉的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)生產(chǎn)上，磷酸二氫鈉作為重要的磷酸鹽產(chǎn)品之一，主要用于鍋爐水處理、酸度緩沖劑和洗滌劑、制焙粉、電鍍及抗酸堿的水性涂料的添加劑等，也可用作織物、木材和紙張的阻燃劑、防皺劑等；在食品工業(yè)上用于發(fā)酵原料、酸味劑、肉制品的穩(wěn)定劑和粘合劑等。目前，磷酸二氫鈉的主要生產(chǎn)方法是磷酸直接與氫氧化鈉進(jìn)行反應(yīng)，再經(jīng)濃縮和結(jié)晶等過(guò)程制取合格的產(chǎn)品，但是該方法存在能耗大、成本高、污染嚴(yán)重等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)計(jì)合理，降低能耗和成本的熱法磷酸制備磷酸二氫鈉的方法。
[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明是一種熱法磷酸制備磷酸二氫鈉的方法，其特點(diǎn)是，其步驟為，
(1)將黃磷通過(guò)溫度為70?80°C的蒸汽加熱熔融，形成液態(tài)黃磷，液態(tài)黃磷通過(guò)輸送泵輸送至燃燒塔；
(2)經(jīng)燃燒塔噴嘴后形成霧化黃磷，霧化黃磷在溫度為100?250°C的條件下，與一次空氣混合燃燒，經(jīng)二次空氣充分氧化，生成溫度為750?850°C的P2O5氣體；
(3)P2O5氣體隨過(guò)?？諝膺M(jìn)入氣體冷卻器冷卻后，獲得溫度為75?85°C的P 205蒸汽，P2O5蒸汽進(jìn)入水合塔中，用質(zhì)量濃度為15%-25%的氫氧化鈉溶液，生成pH值為3.0?4.0的中和液，輸入除砷反應(yīng)塔中；
(4)以40?60L/hr的流量向除砷反應(yīng)塔中加入波美濃度為2?7°Ber的硫化鈉溶液，開(kāi)始攪拌，再向塔內(nèi)充入0.08?0.12MPa的壓縮空氣，與硫化鈉反應(yīng)生成三硫化二砷沉淀，過(guò)濾后，得到反應(yīng)混合溶液，用質(zhì)量濃度為15%-25%的氫氧化鈉溶液調(diào)整反應(yīng)混合溶液的pH值至4.0?4.5后，進(jìn)行濃縮，濃縮至波美濃度為53?56° 后，在45?55°C的恒溫條件下進(jìn)行結(jié)晶，離心脫水，干燥，制得磷酸二氫鈉。
[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題還可以通過(guò)以下的技術(shù)方案來(lái)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，在以上所述的熱法磷酸制備磷酸二氫鈉的方法中:步驟(2)中所述燃燒塔內(nèi)燃燒產(chǎn)生的熱量經(jīng)換熱裝置生成蒸汽，將蒸汽送入步驟(I)所述的加熱熔融使用。
[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題還可以通過(guò)以下的技術(shù)方案來(lái)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，在以上所述的熱法磷酸制備磷酸二氫鈉的方法中:步驟(2)中所述的一次空氣的壓力為250?400kPao
[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題還可以通過(guò)以下的技術(shù)方案來(lái)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，在以上所述的熱法磷酸制備磷酸二氫鈉的方法中:步驟(2)中所述的二次空氣的壓力為-0.1 ?-0.3kPa。
[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題還可以通過(guò)以下的技術(shù)方案來(lái)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，在以上所述的熱法磷酸制備磷酸二氫鈉的方法中:步驟(4)中所述的除砷反應(yīng)塔內(nèi)的溫度為30?40。。。
[0009]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題還可以通過(guò)以下的技術(shù)方案來(lái)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，在以上所述的熱法磷酸制備磷酸二氫鈉的方法中:步驟(3)中所述的氣體冷卻器的冷卻方式采用噴水。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，其設(shè)計(jì)合理，操作方便，本發(fā)明用黃磷制取五氧化二磷氣體，用氫氧化鈉溶液吸收，直接制取磷酸二氫鈉，縮短生產(chǎn)工藝流程，降低成本；黃磷燃燒產(chǎn)生的熱量可以回收利用，得到清潔能源，即蒸汽；用氫氧化鈉溶液吸收效果好，且解決五氧化二磷等尾氣排放的問(wèn)題，保護(hù)環(huán)境。
【具體實(shí)施方式】
[0011]進(jìn)一步描述本發(fā)明的具體技術(shù)方案，以便于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步地理解本發(fā)明，而不構(gòu)成對(duì)其權(quán)利的限制。
[0012]實(shí)施例1，一種熱法磷酸制備磷酸二氫鈉的方法，其步驟為，
(1)將黃磷通過(guò)溫度為70°c的蒸汽加熱熔融，形成液態(tài)黃磷，液態(tài)黃磷通過(guò)輸送泵輸送至燃燒塔；
(2)經(jīng)燃燒塔噴嘴后形成霧化黃磷，霧化黃磷在溫度為100°C的條件下，與一次空氣混合燃燒，經(jīng)二次空氣充分氧化，生成溫度為750°C的P2O5氣體；
(3)P2O5氣體隨過(guò)?？諝膺M(jìn)入氣體冷卻器冷卻后，獲得溫度為75 V的P 205蒸汽，P 205蒸汽進(jìn)入水合塔中，用質(zhì)量濃度為15%的氫氧化鈉溶液噴淋P2O5蒸汽，生成pH值為3.0的中和液，輸入除砷反應(yīng)塔中；
(4)以40L/hr的流量向除砷反應(yīng)塔中加入波美濃度為2°Ber的硫化鈉溶液，開(kāi)始攪拌，再向塔內(nèi)充入0.08MPa的壓縮空氣，與硫化鈉反應(yīng)生成三硫化二砷沉淀，過(guò)濾后，得到反應(yīng)混合溶液，用質(zhì)量濃度為15%的氫氧化鈉溶液調(diào)整反應(yīng)混合溶液的pH值至4.0后，進(jìn)行濃縮，濃縮至波美濃度為53° Be'后，在45°C的恒溫條件下進(jìn)行結(jié)晶，離心脫水，干燥，制得磷酸二氫鈉。
[0013]實(shí)施例2，一種熱法磷酸制備磷酸二氫鈉的方法，其步驟為，
(1)將黃磷通過(guò)溫度為80°C的蒸汽加熱熔融，形成液態(tài)黃磷，液態(tài)黃磷通過(guò)輸送泵輸送至燃燒塔；
(2)經(jīng)燃燒塔噴嘴后形成霧化黃磷，霧化黃磷在溫度為250°C的條件下，與一次空氣混合燃燒，經(jīng)二次空氣充分氧化，生成溫度為850°C的P2O5氣體；
(3)P2O5氣體隨過(guò)?？諝膺M(jìn)入氣體冷卻器冷卻后，獲得溫度為85°C的P 205蒸汽，P 205蒸汽進(jìn)入水合塔中，用質(zhì)量濃度為25%的氫氧化鈉溶液噴淋P2O5蒸汽，生成pH值為4.0的中和液，輸入除砷反應(yīng)塔中；
(4)以60L/hr的流量向除砷反應(yīng)塔中加入波美濃度為7°Ber的硫化鈉溶液，開(kāi)始攪拌，再向塔內(nèi)充入0.12MPa的壓縮空氣，與硫化鈉反應(yīng)生成三硫化二砷沉淀，過(guò)濾后，得到反應(yīng)混合溶液，用質(zhì)量濃度為25%的氫氧化鈉溶液調(diào)整反應(yīng)混合溶液的pH值至4.5后，進(jìn)行濃縮，濃縮至波美濃度為56° Be'后，在55°C的恒溫條件下進(jìn)行結(jié)晶，離心脫水，干燥，制得磷酸二氫鈉。
[0014]實(shí)施例3，一種熱法磷酸制備磷酸二氫鈉的方法，其步驟為，
(1)將黃磷通過(guò)溫度為75°C的蒸汽加熱熔融，形成液態(tài)黃磷，液態(tài)黃磷通過(guò)輸送泵輸送至燃燒塔；
(2)經(jīng)燃燒塔噴嘴后形成霧化黃磷，霧化黃磷在溫度為150°C的條件下，與一次空氣混合燃燒，經(jīng)二次空氣充分氧化，生成溫度為800°C的P2O5氣體；
(3)P2O5氣體隨過(guò)剩空氣進(jìn)入氣體冷卻器冷卻后，獲得溫度為80°C的P 205蒸汽，P 205蒸汽進(jìn)入水合塔中，用質(zhì)量濃度為20%的氫氧化鈉溶液噴淋P2O5蒸汽，生成pH值為3.5的中和液，輸入除砷反應(yīng)塔中；
(4)以50L/hr的流量向除砷反應(yīng)塔中加入波美濃度為4°Ber的硫化鈉溶液，開(kāi)始攪拌，再向塔內(nèi)充入0.1MPa的壓縮空氣，與硫化鈉反應(yīng)生成三硫化二砷沉淀，過(guò)濾后，得到反應(yīng)混合溶液，用質(zhì)量濃度為20%的氫氧化鈉溶液調(diào)整反應(yīng)混合溶液的pH值至4.2后，進(jìn)行濃縮，濃縮至波美濃度為54° Be'后，在50°C的恒溫條件下進(jìn)行結(jié)晶，離心脫水，干燥，制得磷酸二氫鈉。
[0015]實(shí)施例4，實(shí)施例1所述的熱法磷酸制備磷酸二氫鈉的方法中:步驟(2)中所述燃燒塔內(nèi)燃燒產(chǎn)生的熱量經(jīng)換熱裝置生成蒸汽，將蒸汽送入步驟(I)所述的加熱熔融使用。
[0016]實(shí)施例5，實(shí)施例1所述的熱法磷酸制備磷酸二氫鈉的方法中:步驟(2)中所述的一次空氣的壓力為250kPa。
[0017]實(shí)施例6，實(shí)施例1所述的熱法磷酸制備磷酸二氫鈉的方法中:步驟(2)中所述的一次空氣的壓力為400kPa。
[0018]實(shí)施例7，實(shí)施例1所述的熱法磷酸制備磷酸二氫鈉的方法中:步驟(2)中所述的一次空氣的壓力為350kPa。
[0019]實(shí)施例8，實(shí)施例1所述的熱法磷酸制備磷酸二氫鈉的方法中:步驟(2)中所述的二次空氣的壓力為-0.1kPa0
[0020]實(shí)施例9，實(shí)施例1所述的熱法磷酸制備磷酸二氫鈉的方法中:步驟(2)中所述的二次空氣的壓力為-0.3kPa。
[0021]實(shí)施例10，實(shí)施例1所述的熱法磷酸制備磷酸二氫鈉的方法中:步驟(2)中所述的二次空氣的壓力為-0.2kPa。
[0022]實(shí)施例11，實(shí)施例1所述的熱法磷酸制備磷酸二氫鈉的方法中:步驟(4)中所述的除砷反應(yīng)塔內(nèi)的溫度為40°C。
[0023]實(shí)施例12，實(shí)施例1所述的熱法磷酸制備磷酸二氫鈉的方法中:步驟(4)中所述的除砷反應(yīng)塔內(nèi)的溫度為30°C。
[0024]實(shí)施例13，實(shí)施例1所述的熱法磷酸制備磷酸二氫鈉的方法中:步驟(4)中所述的除砷反應(yīng)塔內(nèi)的溫度為35 °C。
[0025]實(shí)施例14，實(shí)施例1所述的熱法磷酸制備磷酸二氫鈉的方法中:步驟(3)中所述的氣體冷卻器的冷卻方式采用噴水。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種熱法磷酸制備磷酸二氫鈉的方法，其特征在于:其步驟為， (1)將黃磷通過(guò)溫度為70?80°C的蒸汽加熱熔融，形成液態(tài)黃磷，液態(tài)黃磷通過(guò)輸送泵輸送至燃燒塔； (2)經(jīng)燃燒塔噴嘴后形成霧化黃磷，霧化黃磷在溫度為100?250°C的條件下，與一次空氣混合燃燒，經(jīng)二次空氣充分氧化，生成溫度為750?850°C的P2O5氣體； (3)P2O5氣體隨過(guò)剩空氣進(jìn)入氣體冷卻器冷卻后，獲得溫度為75?85°C的P 205蒸汽，P2O5蒸汽進(jìn)入水合塔中，用質(zhì)量濃度為15%-25%的氫氧化鈉溶液噴淋，生成pH值為3.0?4.0的中和液，輸入除砷反應(yīng)塔中； (4)以40?60L/hr的流量向除砷反應(yīng)塔中加入波美濃度為2?7°Ber的硫化鈉溶液，開(kāi)始攪拌，再向塔內(nèi)充入0.08?0.12MPa的壓縮空氣，與硫化鈉反應(yīng)生成三硫化二砷沉淀，過(guò)濾后，得到反應(yīng)混合溶液，用質(zhì)量濃度為15%-25%的氫氧化鈉溶液調(diào)整反應(yīng)混合溶液的pH值至4.0?4.5后，進(jìn)行濃縮，濃縮至波美濃度為53?56° 后，在45?55°C的恒溫條件下進(jìn)行結(jié)晶，離心脫水，干燥，制得磷酸二氫鈉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱法磷酸制備磷酸二氫鈉的方法，其特征在于:步驟(2)中所述燃燒塔內(nèi)燃燒產(chǎn)生的熱量經(jīng)換熱裝置生成蒸汽，將蒸汽送入步驟(I)所述的加熱熔融使用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱法磷酸制備磷酸二氫鈉的方法，其特征在于:步驟(2)中所述的一次空氣的壓力為250?400kPa。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱法磷酸制備磷酸二氫鈉的方法，其特征在于:步驟(2)中所述的二次空氣的壓力為-0.1?-0.3kPa。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱法磷酸制備磷酸二氫鈉的方法，其特征在于:步驟(4)中所述的除砷反應(yīng)塔內(nèi)的溫度為30?40°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱法磷酸制備磷酸二氫鈉的方法，其特征在于:步驟(3)中所述的氣體冷卻器的冷卻方式采用噴水。
【專利摘要】一種熱法磷酸制備磷酸二氫鈉的方法，黃磷通過(guò)蒸汽加熱熔融，形成液態(tài)黃磷，液態(tài)黃磷通過(guò)輸送泵輸送至燃燒塔，形成霧化黃磷，與空氣混合燃燒，生成P2O5氣體；P2O5氣體隨過(guò)?？諝膺M(jìn)入氣體冷卻器冷卻后，獲得P2O5蒸汽，進(jìn)入水合塔中，用氫氧化鈉溶液噴淋，生成pH值為3.0～4.0的中和液，輸入除砷反應(yīng)塔；以40～60L/hr的流量向除砷反應(yīng)塔中加入硫化鈉溶液，過(guò)濾后，用氫氧化鈉溶液調(diào)整反應(yīng)混合溶液的pH值至4.0～4.5后，進(jìn)行濃縮，制得磷酸二氫鈉。本發(fā)明通過(guò)用黃磷制取五氧化二磷氣體，用氫氧化鈉溶液吸收，制取磷酸二氫鈉，縮短工藝流程；利用燃燒產(chǎn)生的熱量得到清潔能源；用20%氫氧化鈉溶液吸收效果好，解決五氧化二磷等尾氣排放的問(wèn)題。
【IPC分類】C01B25-30
【公開(kāi)號(hào)】CN104843660
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510302087
【發(fā)明人】趙祥海
【申請(qǐng)人】連云港市德邦精細(xì)化工有限公司
【公開(kāi)日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2015年6月5日