[发明专利]一种高溶解度三聚磷酸钠的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种三聚磷酸钠的生产方法，具体为溶解度达25g/mL及以上的高溶解度三聚磷酸钠的生产方法。

背景技术

我国三聚磷酸钠在1965年后开始生产，三聚磷酸钠广泛用于洗涤剂，作为助剂、肥皂增效剂及防止条皂结晶和起霜，工业用水软水剂、制革预鞣剂、染色助剂、油井掘泥控制剂，制纸用油污防止剂，油漆、高岭土、氧化镁、碳酸钙等悬浮液处理的有效分散剂。食用级三聚磷酸钠可作为各种鱼肉制品的食品品质改良剂，饮料的澄清剂。在工业应用中，三聚磷酸钠在绝大多数情况下需要溶解在水中，但三聚磷酸钠在常温下在水中的溶解度仅13.6g/100mL,在过饱和的情况下三聚磷酸钠极易结块，在一定程度下影响了其应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种以磷酸和液碱为原料通过回转炉一步法生产高溶解度三聚磷酸钠的工艺，其特点是原料易得，成本低，工艺简单，工业化容易实现。

具体工艺过程如下：

先将一定量的液碱加入中和反应釜中，在搅拌下缓慢加入磷酸进行中和反应，调整中和液中和度K值在2.9±0.1，继续反应至溶液呈粘稠状，在中和液中添加一定量的硝酸铵后，将其经喷嘴喷入回转聚合炉内干燥、聚合，生成颗粒状的高溶解度三聚磷酸钠，再通过冷却、筛分后包装成品。

在上述反应中，先添加液碱，再缓慢加入磷酸，调节中和液的中和度在2.9±0.1，并添加一定量的硝酸铵（硝酸铵的加入量为中和液总重量的0.2-1.0%。）。其中，添加硝酸铵的中和液在通过高压喷嘴喷入回转聚合炉内干燥、聚合前，控制其添加硝酸铵的中和液温度在95℃以上。

聚合温度控制在450-480℃，产品Ⅰ型含量控制在10-20%之间。整个反应过程可用如下反应式表示：

3H₃PO₄+5NaOH→NaH₂PO₄+2Na₂HPO₄+5H₂O

NaH₂PO₄+2Na₂HPO₄→Na₅P₃O₁₀+2H₂O

本发明工艺、设备简单，便于操作，易于实现工业化生产，用本发明制得的高溶解度三聚磷酸钠，溶解度高，常温下在100mL水中的能溶解25g以上。而且在生产过程中每吨产品减少CO₂排放量0.3吨，减少蒸汽消耗0.6t，节能减排效果明显。

本发明的产品通过回转炉一步法生产得到，成本与普通三聚磷酸钠相比差别不大，生产出来的成品三聚磷酸钠主含量在95％以上，各杂质含量远低于碳酸钠为原材料生产的三聚磷酸钠，在常温下在100mL水中的溶解度在25g以上，与普通三聚磷酸钠溶解度高出近一倍，价格比普通三聚磷酸钠高约1000-2000元，经济效益显著，且市场需求量大。另外使用液碱代替碳酸钠作为原材料生产，与使用碳酸钠做原材料相比，每吨产品减少CO₂排放量0.3吨，每吨减少蒸汽消耗量0.6吨，按公司每年生产70000吨三聚磷酸钠，每年可减少CO₂排放量21000吨，节约蒸汽42000t，折合标准煤408吨，为节能减排做出了重要贡献。

具体实施方式

实施例1

先将12吨的液碱（含量48%）加入中和反应釜中，在搅拌下缓慢加入10吨磷酸（含量85%）进行反应，调整中和液中和度K值在2.90，继续反应至溶液呈粘稠状，在中和液中添加40公斤的硝酸铵后，将其经高压喷嘴喷入回转炉内干燥、聚合，控制聚合温度在465℃，产品的Ⅰ型含量控制在12-18%，生成颗粒状的高溶解度三聚磷酸钠，再通过冷却、筛分后包装成品。经检测该产品三聚磷酸钠含量在97%以上。

高溶解度三聚磷酸钠溶解性的测定：

取100ml 常温水，装入250ml 烧杯中，在磁力搅拌器中以200-240 rpm 的搅拌速度下，将25g三聚磷酸钠倒入此烧杯中，搅拌5分钟后，溶液清澈无杂质。

实施例2

先将15吨的液碱（含量45%）加入中和反应釜中，在搅拌下缓慢加入12吨磷酸（含量88%）进行反应，调整中和液中和度K值在2.91，继续反应至溶液呈粘稠状，在中和液中添加80公斤的硝酸铵后，将其经高压喷嘴喷入回转炉内干燥、聚合，控制聚合温度在450℃，产品的Ⅰ型含量控制在10-15%，生成颗粒状的高溶解度三聚磷酸钠，再通过冷却、筛分后包装成品。经检测该产品三聚磷酸钠含量在98%以上。