三聚磷酸钠生产工艺
湿法磷酸制取三聚磷酸钠新工艺的研究

湿法磷酸制取三聚磷酸钠新工艺的研究韩 娜,罗洪波,张允湘,江成发(四川大学化学工程学院,四川成都 610065) [关键词]湿法磷酸;制取三聚磷酸钠(ST PP);聚合;新工艺的研究[摘 要]通过改变传统的结晶方法,开发了一种以湿法磷酸来制取三聚磷酸钠的新工艺。
其步骤为:(1)湿法磷酸净化;(2)净化后的磷酸与碳酸钠中和反应生成磷酸一氢钠和磷酸二氢钠混合盐溶液;(3)用酸、碱调节确定该混合盐溶液的中和度;(4)加入有机溶剂,通过不断地搅拌使晶体快速析出;(5)晶体经高温聚合,生成高品质的三聚磷酸钠。
实验确定的最佳工艺条件为:中和度61%~66%;聚合温度430℃;聚合时间30m in。
这种新的结晶方法具有快速、简便地使晶体析出的特点,并且晶体细致均匀,产量质量好。
[中图分类号]TQ12613+9 [文献标识码]A [文章编号]10076220(2005)01001603A new technology for production of sodiu m tr ipolyphosphate from W PAHAN N a,LU O Hong bo,ZHAN G Yun x iang,J I AN G Cheng fa(S chool of Che m ica l E ng ineering,S ichuan U n iversity,Cheng d u,S ichuan610065,Ch ina)Key words:w et p rocess p ho sp ho ric acid(W PA);m anufactu re of sodium tri po lyp ho sp hate(ST PP);po lym erizati on;new ly techno logical developm en tAbstract:W ith traditi onal crystallizati on changed,a new techno logy is develop ed fo r m anufactu re of ST PP.Its step s include these:(1)p u rificati on ofW PA;(2)neu tralizati on reacti on betw een p u rified W PA and sodium carbonate fo r the salt m ix tu re of disodium hydrogen p ho sp hate and m onom etallic sodium o rthop ho sp hate;(3)adju stm en t of the m ix tu re’s neu tralizing degree w ith additive acid o r alkali;(4)qu ick sep arati on of crystal w ith additive o rgan ic so lven t under con tinue stir;(5)po lym erizati on of crystal under the h igh tem p eratu re fo r the h igh quality p roduct of ST PP.M eanw h ile the op ti m um techno logical conditi on s are determ ined fo r the neu tralizing degree of61%~66%,po lym erizati on tem p eratu re of430℃and residence ti m e of30m in.T he exp eri m en t show s that the techno logy fo r h igh quality has such characteristics as the qu ick and si m p le p rocedu re of crystal sep arating,as w ell as the th in and un ifo rm granu les. 三聚磷酸钠(ST PP)是重要的洗涤助剂,国内市场上销售的三聚磷酸钠产品90%以上用于合成洗涤助剂,仅小部分用于水处理剂、表面活性剂及食品添加剂等。
三聚磷酸钠工艺

三聚磷酸钠工艺一、原料准备STPP的主要原料为磷酸和氯化钠,其中磷酸有无水磷酸和辣酸两种,一般选择无水磷酸制备。
除此之外,还需要丙二醇、石灰石和硝酸钠等辅助原料。
这些原料需要先进行精磨、筛分等处理,以获得所需的颗粒大小和纯度。
二、磷酸化反应将无水磷酸和丙二醇混合后加入反应釜中,同时加入硝酸钠催化剂。
反应釜内加热到一定温度,开始磷酸化反应。
这个反应是一个放热反应,需要控制反应温度和搅拌速度,以保持反应的均匀性和安全性。
三、酸化反应磷酸化反应结束后,继续加入含有辣酸的水溶液,进行酸化反应。
这个反应需要在一定的酸性条件下进行,所以需要将反应溶液调整到相应的pH值。
反应进行的同时,需要对反应溶液进行搅拌,以保证反应的均匀性。
四、石灰石沉淀酸化反应结束后,反应产物中会有一部分未反应的磷酸和辣酸,还有一些杂质的存在。
为了去除这些杂质,需要进行石灰石沉淀。
将石灰石悬浮液加入反应溶液中,通过与溶液中的杂质反应生成沉淀物,然后对沉淀物进行过滤或离心等操作,以获得纯净的沉淀物。
五、洗涤和干燥经过石灰石沉淀后,需要对沉淀物进行洗涤,以去除残留的酸性溶液和其它杂质。
洗涤过程中一般使用水对沉淀物进行多次循环洗涤,直至沉淀物的pH值接近中性。
然后对洗涤干净的沉淀物进行干燥,一般使用流化床干燥器进行干燥,使其水分含量降低到要求的范围内。
六、粉碎和包装干燥后的STPP需要进行粉碎,将其粉碎成所需的颗粒大小。
粉碎一般使用球磨机或高速离心研磨机进行。
然后将粉碎后的STPP进行包装,常见的包装方式有编织袋、纸袋、塑料袋等。
以上就是STPP的工艺制备过程,通过这些步骤可以获得高纯度的STPP产品。
在实际生产中,还需要进行质量检验和控制,确保产品达到相关的标准要求。
三聚磷酸钠的生产工艺

三聚磷酸钠的生产工艺(本文版权归好磷网所有,仅作交流共享之用,转载请注明出处)这世上,有许多激动人心的事情,比如身处险境后的化险为夷,比如饱览大好河山的愉悦过程,比如竞技比赛的逆风翻盘等等。
而对于科研工作者而言,发明创造出新东西往往更能令其兴奋不已,许多化学化工研究“猿”,经过艰苦卓绝的努力,终于合成出梦寐以求的物质,却是他们的光辉时刻。
关于三聚磷酸钠的制备,到如今也已经日臻完善。
承接上周的话题,我们本周的科普文章主要针对三聚磷酸钠的制备/生产进行介绍。
工艺多样又相通对许多常用化学品而言,其生产方法都不是唯一的,比较成熟的方法往往会有多种。
对于三聚磷酸钠的生产,比较成熟的生产工艺主要有热法磷酸法、湿法磷酸法以及湿热结合法。
对于前两种只是磷酸的生产工艺的差异而出现的两种不同工艺过程,而湿热结合的生产方法相对复杂一些,并且又可以细分成混酸法、混盐法、高温混酸法、高温混盐法。
而这么多方法,只是在工艺和前期原料调整上的细分,对于三聚磷酸钠的聚合过程的核心反应是相通的。
关于热、湿法磷酸工艺可以分别作如下简单概括:热法磷酸工艺,是先用磷矿石、硅石、焦碳将磷矿石中的磷还原为元素磷,将黄磷在空气中燃烧得到五氧化二磷,然后将五氧化二磷与水反应得到磷酸。
湿法磷酸工艺是采用强无机酸(通常使用硫酸)分解磷矿,过滤料浆,分离出粗磷酸,经净化、脱色等净化工艺除去其中的杂质,即可获得较为纯净的(符合国家标准)磷酸。
而后续的三聚磷酸钠的生产,就直接利用磷酸与纯碱或烧碱反应生成中和液(酸碱中和反应),中和液经精调(按化学计量)后,就可以用于生产不同的磷酸钠盐产品(包括一钠、二钠、三钠、五钠等)。
混酸、混盐皆可用生活中,聪明的人往往会取长补短,综合各方优势以实现自己的目的。
化工领域,聪明的工艺设计人员,同样会在已有的工艺基础上,综合不同工艺的优缺点进行设计生产流程。
在国外(国内也有),三聚磷酸钠的生产工艺除了热、湿法磷酸工艺,还有热湿结合的工艺方法,该工艺主要利用了热法磷酸高浓度(62%P2O5)、高纯度的优势去弥补湿法磷酸低浓度(18~25%P2O5)、低纯度、浓缩能耗大(每吨三聚磷酸钠蒸发稀中和液耗蒸气5~8吨)的弱点,通过工程设计,可以减少或取消湿法磷酸的浓缩工序。
三聚磷酸钠的生产工艺

三聚磷酸钠的生产工艺
三聚磷酸钠由磷酸经纯碱中和成正磷酸钠,再经缩合而成。
生产磷酸的方法有湿法和热法两种。
湿法是将磷矿和无机酸(通常用硫酸,近来已有用盐酸的)反应后,经萃取、精制后即得磷酸。
热法是在电炉中将磷矿与焦炭和硅石一起焙烧,磷矿物还原成磷,然后氧化、水合,即得磷酸。
由正磷酸盐制取三聚磷酸钠的工艺则比较简单,流程短,控制操作方便。
主要有两种方法。
①喷雾干燥-转炉缩聚二段法:喷雾干燥器为一圆筒,上部与带有气体喷嘴的卧式燃烧器相接。
温度为400~500℃的气体经燃烧器通入喷雾干燥塔的上部,同时用高压(4.2MPa)泵将正磷酸盐的溶液喷入。
含水 5%以下的干燥产品不断从干燥器下部取出。
正磷酸盐混合物在旋转炉中脱水缩聚成三聚磷酸钠。
此法特点是产品无需进行粉碎,喷雾干燥器干燥效率高,干燥物料很均匀,不会发生分层现象;缺点是干燥与缩聚分两段进行,直接加热脱水时粉尘损失大。
②干燥-脱水一段法:将料浆喷入旋转炉,炉内用喷嘴送入热气或燃烧石油以加热。
环状挡板将炉分成火焰段和加热段。
在加热段中,物料最终脱水缩聚而转化成三聚磷酸钠。
冷却筒与旋转炉连成一体,由冷却筒出来的粒状产品在研磨机中磨细,从炉中带出的少量粉料在旋风分离器中回收。
此法将干燥、脱水和冷却结合在一个单元设备内进行,使流程大为简化,热利用率较高,而且可以减少基建投资,改善劳动条件。
三聚磷酸钠的生产工艺

三聚磷酸钠的生产工艺三聚磷酸钠是一种无机化合物,化学式为Na5P3O10,晶体为无色结晶体,可溶于水。
它常用作食品添加剂、洗涤剂和阻燃材料等。
三聚磷酸钠的生产工艺通常分为四个步骤:磷酸钠的制备、偶联聚合反应、颗粒形成和干燥。
首先,磷酸钠的制备。
将磷酸在一定的条件下与氢氧化钠反应,生成磷酸钠。
反应方程式为:H3PO4 + 3NaOH → Na3PO4 + 3H2O第二步是偶联聚合反应。
将磷酸钠溶液与亚硫酸钠和过氧化钠反应,生成三聚磷酸钠。
反应方程式为:2Na2SO3 + Na5P3O10 + 2Na2CO3 + H2O2 → 5Na2SO4 +2CO2↑ + 2H2O第三步是颗粒形成。
将反应液体在高温和高压下进行搅拌和晶化,使其逐渐形成颗粒状物质。
最后一步是干燥。
将颗粒状物质进行干燥处理,去除水分,得到三聚磷酸钠的成品。
整个生产工艺中,温度和压力的控制非常重要。
一般情况下,磷酸钠的制备反应在高温条件下进行,而偶联聚合反应需要控制合适的温度和压力条件。
此外,反应的时间也需要精确控制,以确保反应充分进行。
在实际的生产中,还需要注意以下几个问题:1. 原料的质量。
原料的纯度和质量对反应的效果和产品质量有很大影响,需要选择优质的原料。
2. 反应条件的控制。
反应温度、压力和时间需要根据实际情况进行合理的调整和控制,以确保反应的高效进行。
3. 搅拌和晶化。
搅拌和晶化过程是颗粒形成的关键,需要适当的搅拌和晶化条件,以确保颗粒的形成和质量。
综上所述,三聚磷酸钠的生产工艺包括磷酸钠的制备、偶联聚合反应、颗粒形成和干燥等步骤。
通过合理的控制反应条件和注意原料的质量,可以获得高质量的三聚磷酸钠产品。
三聚磷酸钠生产工艺

三聚磷酸钠生产工艺
1.磷酸法生产工艺:
(1)原料准备:砷酸、硫酸、氢氧化钠。
(2)反应步骤:
①在反应釜中加入一定量的砷酸。
②将硫酸逐渐加入砷酸中,控制反应温度在60-70℃。
③将反应过程中产生的二氧化硫除去。
④将剩余的砷酸完全与硫酸反应。
⑤将氢氧化钠溶液缓慢加入反应体系中。
(3)产物处理:将得到的三聚磷酸钠溶液,通过过滤、结晶等手段进行处理,得到纯净的三聚磷酸钠成品。
2.氯化钠法生产工艺:
(1)原料准备:氯化亚磷、氯化钠、硫酸、硝酸、氢氧化钠。
(2)反应步骤:
①将氯化亚磷与氯化钠按一定比例混合。
②在反应釜中加入硫酸,将混合物添加到硫酸中,控制反应温度在60-70℃。
③在反应过程中加入硝酸,继续保持60-70℃反应。
④将反应过程中产生的一氧化氮及二氧化氮除去。
⑤将氢氧化钠溶液缓慢加入反应体系中。
(3)产物处理:将得到的三聚磷酸钠溶液,通过过滤、结晶等手段进行处理,得到纯净的三聚磷酸钠成品。
以上是三聚磷酸钠的两种生产工艺。
磷酸法生产工艺由于没有氯化副产物,对环境污染较小,但在反应过程中需要使用大量的磷酸。
氯化钠法生产工艺由于使用了氯化亚磷和氯化钠,会产生氯化副产物,但在反应过程中使用的酸和碱相对较少。
选择哪种工艺主要根据实际情况和企业经济性考虑。
希望以上介绍对您有所帮助!。
三聚磷酸钠生产工艺

三聚磷酸钠生产工艺
三聚磷酸钠是一种无机化学物质,广泛应用于洗涤剂、水处理剂、食品添加剂等行业。
下面是三聚磷酸钠的生产工艺流程的简要介绍。
三聚磷酸钠的生产主要分为磷酸化反应、中和反应、干燥和包装等几个步骤。
首先,将磷酸(H3PO4)加入反应釜中,加入稀磷酸溶液。
在高温下,磷酸与稀磷酸进行磷酸化反应,产生聚合芳香族磷酸盐,也就是三聚磷酸。
接下来,将产生的三聚磷酸与碱液进行中和反应。
通常使用氢氧化钠(NaOH)作为中和剂,并且反应过程中需要控制反应的温度和pH值。
中和反应结束后,产生三聚磷酸钠
(Na3PO4)。
然后,将产生的三聚磷酸钠进行脱水和干燥处理。
通过蒸发器进行脱水,去除多余的水分,使三聚磷酸钠得到更高的固体含量。
接着,通过干燥设备将获得的三聚磷酸钠干燥至所需的含水量,同时去除残余的水分。
最后,将干燥后的三聚磷酸钠进行包装。
根据需要,可以将其装入袋子、桶子或其他容器中,然后密封包装,以保持产品的质量。
在整个生产过程中,需要严格控制各个步骤的温度、pH值和
反应时间,以确保产品的质量和稳定性。
此外,还需要注意生产过程中的安全性和环保问题,采取适当的措施进行防护和废物处理。
总结起来,三聚磷酸钠的生产工艺包括磷酸化反应、中和反应、脱水干燥和包装等步骤。
通过这些步骤,可以高效地生产出优质的三聚磷酸钠产品。
三聚磷酸钠生产工艺(DOC 36页)

三聚磷酸钠生产工艺(DOC 36页)三聚磷酸钠生产工艺一、三聚磷酸钠的性质1.1 产品名称三聚磷酸钠俗称“磷酸五钠”或“五钠”,化学式Na5P3O10,分子量368。
1.2 产品性质1.2.1 物理性质1、外观:白色粉末状结晶,流动性较好。
2、Ⅰ型的密度为2.62g/cm3,Ⅱ型的密度为2.57g/cm3。
3、熔点:620℃1.2.2 化学性质1、水合性能三聚磷酸钠因生成温度不同而有高温型(Ⅰ型)和低温型(Ⅱ型)之分,其区别在于两者的键长和键角不同,Ⅰ型和Ⅱ型产品水合后均生成六水合物Na5P3O10·6H2O,在相同条件下,Ⅰ型水合作用较快产生的热量高,溶于水时易产生结块现象,这是由于Ⅰ型结构中存在四配位体的钠离子,四配位体对水有强亲和力,反之Ⅱ型在水中则以很慢的速度生成六水物。
三聚磷酸钠在室温下相当稳定,在潮湿的空气中会缓慢的发生水解反应,最终生成正磷酸钠,反应如下:Na5P3O10+2H2O→2Na2HPO4+NaH2PO42、对金属离子的螯合能力三聚磷酸钠与溶于水中的Ca2+、Mg2+、Fe3+等金属离子有络合作用,生成可溶性络合物,如:Na5P3O10+Ca2+→Na3(CaP3O10)+2Na+三聚磷酸钠的络合能力一般以钙值表示,即100g磷酸盐所能络合钙离子的克数,理论值为13.4。
3、缓冲作用三聚磷酸钠水溶液呈弱碱性(1%水溶液的PH值约为9.7),它在PH 为4.3~14范围水)中,形成悬浊液(类似乳化液)的作用,即分散作用。
三聚磷酸钠也能使液态、固态微粒更好的溶于液体(如水)介质中,使溶液外观完全透明,好像真溶液一样,这就是增溶作用。
由于三聚磷酸钠具有以上独特的性能,使之成为洗衣粉中的一种重要的理想原料。
1.3 产品用途1.3.1 三聚磷酸钠主要作为合成洗涤剂的助剂同时还用于纤维工业精炼、漂白、染色的助剂、水质稳定剂、锅炉除垢剂、洗涤剂及食品工业的添加剂。
1.3.2 三聚磷酸钠在合成洗涤剂中的作用合成洗涤剂的主要成份是表面活性剂,表成活性剂具有润湿作用、渗透作用、乳化作用、分散作用和发泡作用等等,去污作用正是上述一些作用的综合综果。
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三聚磷酸钠生产工艺一、三聚磷酸钠的性质产品名称三聚磷酸钠俗称“磷酸五钠”或“五钠”,化学式Na5P3O10,分子量368。
产品性质物理性质1、外观:白色粉末状结晶,流动性较好。
2、Ⅰ型的密度为cm3,Ⅱ型的密度为cm3。
3、熔点:620℃化学性质1、水合性能三聚磷酸钠因生成温度不同而有高温型(Ⅰ型)和低温型(Ⅱ型)之分,其区别在于两者的键长和键角不同,Ⅰ型和Ⅱ型产品水合后均生成六水合物Na5P3O10·6H2O,在相同条件下,Ⅰ型水合作用较快产生的热量高,溶于水时易产生结块现象,这是由于Ⅰ型结构中存在四配位体的钠离子,四配位体对水有强亲和力,反之Ⅱ型在水中则以很慢的速度生成六水物。
三聚磷酸钠在室温下相当稳定,在潮湿的空气中会缓慢的发生水解反应,最终生成正磷酸钠,反应如下:Na5P3O10+2H2O→2Na2HPO4+NaH2PO42、对金属离子的螯合能力三聚磷酸钠与溶于水中的Ca2+、Mg2+、Fe3+等金属离子有络合作用,生成可溶性络合物,如:Na5P3O10+Ca2+→Na3(CaP3O10)+2Na+三聚磷酸钠的络合能力一般以钙值表示,即100g磷酸盐所能络合钙离子的克数,理论值为。
3、缓冲作用三聚磷酸钠水溶液呈弱碱性(1%水溶液的PH值约为,它在PH为~14范围水)中,形成悬浊液(类似乳化液)的作用,即分散作用。
三聚磷酸钠也能使液态、固态微粒更好的溶于液体(如水)介质中,使溶液外观完全透明,好像真溶液一样,这就是增溶作用。
由于三聚磷酸钠具有以上独特的性能,使之成为洗衣粉中的一种重要的理想原料。
产品用途三聚磷酸钠主要作为合成洗涤剂的助剂同时还用于纤维工业精炼、漂白、染色的助剂、水质稳定剂、锅炉除垢剂、洗涤剂及食品工业的添加剂。
三聚磷酸钠在合成洗涤剂中的作用合成洗涤剂的主要成份是表面活性剂,表成活性剂具有润湿作用、渗透作用、乳化作用、分散作用和发泡作用等等,去污作用正是上述一些作用的综合综果。
表面活性剂单独使用虽有去污作用,但是并不是在所有的情况下都能得到满意的效果,例如:在硬水中效果差,手感不佳,价昂,在高PH时洗涤效果虽好,但是高PH值又会对被洗物和洗衣机发生侵蚀作用等等,因此,为使合成洗涤剂即具有良好的洗涤效果,又具有更好的适应性,成为人们乐于使用的洗涤用品,就必须添加洗涤助剂。
助剂有有机助剂和无机剂助,不同的助剂有不同的作用,:有机助剂如羧甲基纤维或甲基纤维素等,可以防止污垢再沉积;无机助剂有碳酸钠、三聚磷酸钠、焦磷酸钠、硅酸钠和硫酸钠等,这些无机助剂能降低合成洗涤剂的临界胶束浓度,可以使合成洗涤剂在较低浓度下发挥洗涤性能。
此外,这些无机助剂在碱性条件下,也可以增进合成洗涤剂的去污效果,而三聚磷酸钠是最好的无机助剂,它兼有多方面的性能。
1、使粉状洗涤剂产品具有良好的流动性由于三聚磷酸钠水合能形成稳定的水合物Na5P3O10·6H2O,此水合物在室温下蒸汽压力很低,很稳定,从而阻止了粉状洗涤剂产品吸水结块,使粉状洗涤剂在含有较高水分情况下,仍然有较好的流动性。
2、螯合作用自来水中一般都含有较高的Ca2+、Mg2+离子(即硬水),洗涤时,Ca2+、Mg2+等离子能与合成洗涤剂中的活性剂反应生成、粘滞性的金属皂,降低了合成洗涤剂的去污力,且易使织物发生金属皂的再污染,沉积在被洗物上的金属皂还会使织物发硬变脆。
由于三聚磷酸钠的螯合作用,合成洗涤剂中配加三聚磷酸钠就可使水中的Ca2+、Mg2+离子与三聚磷酸钠螯合,生成可溶性的络合物,从而软化硬水。
3、乳化、分散和增溶作用乳化作用:能使一种液体(油)成为小液滴(至数+μ)均匀地分散在别一种液体(水)中和作用叫乳化作用。
分散作用:能使固体粒子成细小颗粒均匀地分散在液体(水)中的作用叫分散作用。
增溶作用:是乳化、分散的极限阶段(形成透明液体)此时溶液的外观完全透明,好象真溶液一样。
由于上述作用,使得三聚磷酸钠能用于许多行业,例如:跟洗涤剂一起使用可以上污垢的再沉积,提高洗涤效果;若同染料一起使用,可加快其分散速度;如果同于粘土和淀粉的料浆,则可增加其流动性,对润滑剂与脂肪的乳化性能可以提高洗涤剂对这类物质的洗涤作用等等。
3、助洗作用三聚磷酸钠本身就有一定的助洗作用,三聚磷酸钠的助洗作用是由于它对微细的无机粒子或脂肪微滴具有分散、乳化、胶溶等作用,这些作用的综合便可提高对污垢的悬浮能力,防止污垢再沉积到织物上,从而提高了洗涤剂的洗净作用。
第二节、三聚磷酸钠生产方法1、由于中和液制取三聚磷酸钠的工艺路线虽各有不同,但是大体上可分为两大类:一类是先将中和液在喷雾干燥中干燥成一定粒度的正磷酸盐(俗称干盐),然后再缩聚成三聚磷酸钠;另一类是直接由中和液制成三聚磷酸钠,前者称作两步法,后者称作一步法。
一步法形式较多,如沸腾床一步法、回转窑一步法,返料回转窑一步法和空塔一步法等。
2、生产主要工艺原理中和工序3H 3PO 4+ 5NaOH → NaH 2PO 4+2Na 2HPO 4+5H 2O6H 3PO 4+5Na 2CO 3+nH 2O →2NaH 2PO 4+4Na 2HPO 4+(n+5)H 2O+5CO 2↑ 聚合工序NaH 2PO 4+2Na 2HPO 4−−−→−34NO NH Na 5P 3O 10+2H 2O ↑ 3、测定方法先取约25ml 的蒸馏水于250ml 三角烧瓶中,加10滴中和液混匀,加入百里香指示剂3滴于三角瓶中,用标准溶液滴定呈微兰色,记下消耗NaOH 的毫升数V 1,加入甲基橙2滴,用标准溶液滴定呈橙色为终点,记下HCl 所用毫升数V 2。
中和度计算:Z= M 1*V 1 /M 2*V 2 (M 1/M 2为溶液K 值)式中:z ——表示中和度M 1——表示HCl 标准溶液的摩尔浓度M 2——表示NaOH 标准溶液的摩尔浓度工艺流程简述磷酸自磷酸工序送至五钠工序磷酸贮槽贮存待用。
烧碱自大贮槽送至五钠工序贮槽贮存待用。
生产时磷酸和烧碱按比例或通过计量向中和搅拌槽加入酸和碱,并根据反应情况和酸碱量比调节阀门开度进行粗中和液的配制,中和液分析合格后再向搅拌槽内添加硝铵(催化剂),待硝铵溶解完全后再把中和液放入泵槽,经中和液下泵输送至中和液贮槽。
合格的中和液自中和液贮槽经过滤器除去杂质后,用高压柱塞泵加压进入聚合炉,经压力喷嘴雾化,与煤气烧嘴所燃煤气提供的热源相遇,干燥、聚合成成品五钠,从聚合炉尾进入冷却滚筒冷却,从冷却滚筒出来的五风钠由螺旋输送机送至斗式提升机提升到四楼螺旋输送机进口,再由螺旋输送机均匀给滚动筛或串级粉碎机喂料。
滚动筛分筛合格的五钠或串级粉碎合格的五钠进入成品料仓,滚动筛分筛出的粗料进入粉碎机粉碎后经过螺旋输送机送入斗式提升机,再由螺旋输送机均匀给滚动筛喂料对大料进行循环粉碎、筛分,成品料仓的五钠经包装后送往五钠成品库。
干燥聚合产生的尾气经引风机抽出,经旋风除尘器和电除尘器除去大部份粉尘后,再经水沫除尘器进一步回收粉尘后,由水沫除尘器顶部排空。
旋风除尘器收得粉尘进入螺旋输送机输送到冷却滚筒与聚合炉来的物料一起混合冷却后进入斗式提升机。
水沫除尘器的循环液送至中和搅拌槽作为配料用。
煤气烧嘴燃烧所用煤气自煤气工段送来,经煤气缓冲罐、煤气水封、U型、水封钟罩阀送入聚合炉烧嘴与空气鼓风机供给的助燃空气混合燃烧,提供干燥聚合热源第三节反应机理与控制反应速度的因素1、反应机理的第一种说法由于中和度为(钠磷比)的中和液制取三聚磷酸钠的过程都可分成两个阶段:中和液脱水成无水磷酸钠和无水磷酸钠缩聚成三聚磷酸钠。
中和液脱水成无水磷酸钠是简单的干燥过程,而无水磷酸钠缩聚成三聚磷酸钠则是化学反应过程,此化学反应按下述两步完成:第一步由正磷酸钠缩聚成焦磷酸盐:2NaH2PO4=Na2H2P2O7+H2O (4-1)4NaH2PO4=2Na4P2O7+2H2O (4-2)第二步由焦磷酸盐缩聚成三聚磷酸钠:Na2H2P2O7+ 2Na4P2O7=2Na5P3O10+H2O (4-3)由于无水正磷酸盐是固体,所以式(4-1)和式(4-2)所示的反应都是固相反应。
由于反应温度较高,式(4-1)和式(4-2)释放出的水分会立即蒸发。
式(4-3)所示的反应的也是固相反应。
根据热谱法研究,以每分钟4~5℃的升温速度加热磷酸二氢钠,温度达到190~210℃时,磷酸二氢钠就转化为酸性焦磷酸二钠,以相同的升温速度加热磷酸氢二钠,当温度达到290~320℃时,磷酸氢二钠就转化为焦磷酸四钠。
当磷酸氢二钠和磷酸二氢钠按摩尔比2:1(即Na2O:P2O5=5:3)混合均匀后加热,到180~190℃时,磷酸二氢钠就缩聚成酸性焦磷酸二钠,到200~210℃时,磷酸氢二钠缩聚成焦磷酸四钠,由此可见,两种磷酸盐混合加热时,各自的缩聚温度都有降低:磷酸二氢钠的转化温度下降5~15℃。
磷酸氢二钠的转化温度下降幅度较大,为90~110℃。
因此,我们可以说185~210℃是正磷酸盐(Na2O:P2O5=5:3)转化为焦磷酸盐的温度区。
继续加热上述的混合物,当温度升到290~310℃时,焦磷酸盐就缩聚成三聚磷酸钠,为使缩聚反应进行得更快更完全,宜在300~400℃,甚至更高的温度完成上述反应。
各阶段的反应热效应如下:2NaH2PO4=Na2H2P2O7+H2O+△H (4-4)2×△H=2×- =-5kcal*/mol2Na2HPO4= Na4P2O7+ H2O+△H (4-5)2×△H=2×-=*/molNa2H2P2O7+2Na4P2O7=2Na5P3O10+H2O+△H (4-6) 2×2×△H=+ 2×-[ 2×]= */mol综合(4-4)、(4-5)和(4-6)三式得式(4-7):NaH2PO4+ 2Na2H2PO4= Na5P3O10+ 2H2O +△H (4-7)2×2×△H=+ 2×-[ +2×]=*/mol因此,由Na2O/P2O5=5:3的正磷酸盐制取三聚磷酸钠的反应为吸热反应,生成1mol三聚磷酸钠需要热量。
2、反应机理的第二种说法在中和液(Na2O/ P2O5=5:3)脱水成正磷酸盐后,首先生成复盐:2Na2HPO4+NaH2PO4=Na2HPO4+ (4-8)然后在130~230℃的温度下生成无定型的焦磷酸盐或亚稳态的Na5P3O10-Ⅰ晶体:{Na3HP2O7Na2HPO4+ Na2HPO4. NaH2PO4(Na5P3O10-Ⅰ) (4-9)Na2H2P2O7300℃时转化成Na5P3O10-Ⅱ,410℃时转化成Na5P3O10-Ⅰ从正磷酸盐生成焦磷酸盐的过程中有个“液化”过程,“液化”过程长对反应有利。