[其他]由氯化钠制磷酸氢二钠的方法

说明书

本发明涉及磷酸氢二钠的生产方法，属磷酸盐生产领域。

磷酸氢二钠是一种用途广泛的磷酸盐，目前，该产品的生产以中和法为主，即以纯碱或烧碱中和磷酸而得。1963年，日本小野田水泥公司〔Brit.Patent    1，036，207（1966）〕曾提出了利用烷基上含有一至五个碳原子的低分子量胺类溶剂，实现了完全由氯化钠取代纯碱或烧碱制取磷酸氢二钠，但因溶剂与水完全互溶，因此，损耗较大，操作复杂，未能在工业上大规模实施。1972年，J.E.Baker〔U.S.Patent    3，661，513（1972）〕提出了利用与水不互溶的长链脂肪族仲胺来进行生产，但这种方法仍需加入一定的纯碱或烧碱。

本发明的目的是为了克服上述方法中的缺点，提出了一种既能实现完全由氯化钠取代纯碱或烧碱，又能以较低的能耗和操作成本制取磷酸氢二钠的生产方法。

本发明提出的生产方法主要包括三个部分：

1.非均相复分解反应

在略高于室温的条件下，利用与水不互溶的长链脂肪族伯胺类溶剂，从水溶液中选择性地萃取盐酸，完成由氯化钠和磷酸生成磷酸氢二钠的复分解反应。其反应方程为：

S即为伯胺类溶剂。

本发明采用的原料氯化钠即为通常的食盐，使用前应预先加以洗涤，使其含量达98%以上。磷酸中P₂O₅含量为5～60%。有机溶剂由长链伯胺类萃取剂与稀释剂混合而成，伯胺类萃取剂的分子量在250～600之间，常用的有仲胺基伯胺（如：N-1923）与二十烷基伯胺（如：Primene JM-T或N116）等。稀释剂可用芳香烃、环烷烃、脂肪烃以及苯、氯仿等，但一般以选用煤油为宜。

在制备复分解反应所用溶剂时，伯胺类萃取剂的用量可在5～99%的范围内变动，但以10～40%为最佳。

在上述原料的基础上进行的复分解反应，可采用二种方法：

（1）液液固复分解法：（简称一步法）

在溶剂S存在下，使固体氯化钠和磷酸溶液，按照浆液萃取的方式进行液液固非均相复分解反应，直接制取磷酸氢二钠。

反应方程如式（1）所示。

（2）液液复分解反应：（简称二步法）

首先，借助溶剂S从水相中选择性萃取HCl，完成由氯化钠和磷酸制得磷酸二氢钠的反应，然后，再借助溶剂S，完成由氯化钠和磷酸二氢钠反应，制得磷酸氢二钠。反应方程如式（2），（3）所示：

也可以在二步法反应前加一萃取器，使磷酸与溶剂S在萃取器中充分接触，生成负载磷酸的溶剂相S·H₃PO₄，再进入反应器中按下式进行复分解反应：

然后再按式（3）反应制得磷酸氢二钠。

无论一步法、二步法，均可在较大的温度范围内进行，即自0℃到100℃皆可，其中以40～60℃为最佳。水溶液中P₂O₅的含量为5～30%。氯化钠含量可为5～25%（二步法反应时）。

2.冷却结晶分离产品

在略低于室温的条件下，利用磷酸氢二钠在水中的溶解度变化，将磷酸氢二钠以含十二个结晶水的水合物从水相中分离出来，冷却结晶的操作温度可在0～20℃的范围内变化，以10～20℃为最宜。同时，冷却结晶前，溶液中氯化钠含量应低于5%。

3.溶剂再生

在室温下，通常为25℃左右，以氨水中和负载HCl的溶剂，生成氯化铵和S，S可以继续参加复分解反应，反应方程如下式（4）所示：

对于上述三个部分，可用流程图1，2，3来加以说明。