[发明专利]用磷酸酐浓缩稀磷酸生产晶体磷酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及磷及其氧化物，也涉及磷酸，进一步来说，涉及生产晶体磷酸的方法。

背景技术

众所周知，磷酸是基础化工原料，广泛用于磷酸盐、化肥、食品添加剂、饲料、洗涤、电子、阻燃剂等行业。磷酸的生产方法主要有湿法磷酸和热法磷酸两种，湿法磷酸主要用于化肥生产，净化的湿法磷酸可以替代热法磷酸，热法磷酸广泛用于磷酸盐、化肥、食品添加剂、饲料、洗涤、电子、阻燃剂等行业。在磷酸产品技术领域里，专利申请量非常多，说明世界各国对磷酸产品的开发极为重视。

晶体磷酸是一种便于储存和运输的磷酸产品，把晶体磷酸加水稀释即可得到85％、75％磷酸。但迄今为止，没有用黄磷燃烧产生的磷酸酐来浓缩净化磷酸和热法磷酸从而生产晶体磷酸的相关技术和文献，也未见相关的专利申请件，更没有任何用此技术生产晶体磷酸的装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用磷酸酐浓缩磷酸生产晶体磷酸的方法，以降低磷酸的生产成本和物流成本。

发明人经过研究与实践，提供的方法包括以下步骤：

第一步，将过量的压缩空气在燃磷锅炉下部的燃烧嘴内与液态黄磷混合，黄磷充分燃烧生成P₂O₅，并放出热量；

第二步，黄磷燃烧产生的含P₂O₅的热气体在燃磷锅炉内，与管内有循环水的盘管充分接触进行热交换，产生蒸汽回收利用；

第三步，将降温后的含P₂O₅气体送往水合塔上部，用稀磷酸从水合塔顶部喷淋，吸收P₂O₅气体，P₂O₅与稀磷酸中的水分或被蒸发为水蒸汽的水化合，并放出热量；反应式为P₂O₅+H₂O＝H₃PO₄+Q；

第四步，第三步所得磷酸因重力沉降于水合塔底部，将其通过管道引入磷酸储槽，再用酸泵打入冷凝器移出多余热量；

第五步，将一部分磷酸送往水合塔循环喷淋吸收P₂O₅以使磷酸增浓；为了保护水合塔不被磷酸腐蚀，将另一部分磷酸送入水合塔上部，磷酸沿水合塔内壁四周均匀溢流而下，保护设备不受腐蚀并吸收P₂O₅；同时磷酸中还有部分水分被蒸发，使磷酸增浓，如此不断循环，直到得到P₂O₅为72％～76％的磷酸；

第六步，用泵把P₂O₅为72％～76％的磷酸送入脱砷装置除砷，或者在原料黄磷的砷含量小于10×10^-6时不除砷；

第七步，把除去砷以后的磷酸送往磷酸结晶器中，冷却到20℃～35℃，接着加入磷酸晶种，搅拌，使磷酸结晶；

第八步，把磷酸晶体以及母液移入离心分离机，离心分离得到晶体磷酸产品，及时用内衬塑料薄膜的编织袋包装，隔绝空气，避免吸潮；母液返回到第六步的磷酸储槽，再次循环吸收。

上述方法的第一步中所述的液态黄磷是将黄磷在50℃～95℃热水浴中熔融所得，或用低压水蒸汽间接加热熔融所得，过滤除去机械杂质的黄磷；或是从黄磷电炉产出的液态黄磷；所述压缩后的空气压力为196～1176kPa；所述过量空气的过量系数为116％～200％，黄磷与空气的比例是1kg液态黄磷比6.3～6.6m³空气。

上述方法的第二步中，所述产生蒸汽的压力为98～784kPa。

上述方法的第三步中，所述稀磷酸是P₂O₅含量少于72.4％的净化湿法磷酸或热法磷酸。

上述方法的第五步中，所述喷淋磷酸可以从水合塔顶部、或中部、或下部喷淋。

上述方法的第六步中，所述除砷的方式是在脱砷装置中通入卤化氢气体进行除砷，并用氢氧化钠或氢氧化钾或石灰水等碱性物质回收气体；或是加入五硫化二磷，搅拌，再过滤除砷。

上述方法的第七步中，所述磷酸晶种的加入量为磷酸总重量的0.4％～0.5％。