[发明专利]一种三聚磷酸钠的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种三聚磷酸钠的合成方法，具体以磷酸及烧碱为原料，经反应、聚合脱水制得三聚磷酸钠。

背景技术

三聚磷酸钠传统的制备方法都是用纯碱悬浮液和磷酸采用湿法制得目标产品，具体方法是用磷酸H₃PO₄和纯碱Na₂CO₃中和反应（需要对融化纯碱的水用蒸汽加热）制取中和液（Na₂HPO₄和NaH₂PO₄的混合液），中和液由高压泵加压经管道喷射至烘干转筒内，通过高温缩聚、脱水，后冷却而制得。传统方法不仅需要价格高的热法磷酸和纯碱，而且需要消耗大量的热能，另在中和制备料浆时，还需要加温赶出二氧化碳，工艺复杂，不仅浪费能源，还加剧了温室效应。本发明采用磷酸和烧碱一步法合成三聚磷酸钠，不仅简化了操作，节约了成本。而且本发明不产生二氧化碳，属于绿色工艺。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用磷酸和烧碱一步缩聚得到三聚磷酸钠的方法，以克服传统工艺耗时耗力，工艺复杂，耗费能量高，污染环境的缺点。

 具体方法是：将计量好的磷酸和烧碱缓慢投入反应釜，通过调整中和度和波美度来控制反应进程，中和反应结束后，将中和反应液通过泵打入中和液储罐内，再通过高压泵将中和反应液喷入烘干转筒内进行聚合脱水，经过冷却、包装成产品三聚磷酸钠。

本发明具有如下优点：（1）节能，本发明采用磷酸和烧碱一步法，没有副产物排出，符合原子经济。生产过程中无需反复高温加热，节约了大量的热能，中和反应的时候产生的废热收集起来还可以直接应用到生产系统。（2）工艺简约，成本相对较低，本发明没有复杂的操作过程，并采用价格相对低的烧碱作为原料。经测算，每生产一吨三聚磷酸钠产品降低成本1000元左右。（3）无碳排放，本发明不用纯碱，也不用含碳的能源，故无二氧化碳排放，经测算，每生产1吨三聚磷酸钠，可减少CO₂排放量0.303吨，按产能40000吨计，每年可减少CO₂排放量12120吨。

三聚磷酸钠的合成原理：

替代前：6H₃PO₄+5Na₂CO₃=2Na₅P₃O₁₀+5CO₂ +9H₂O    

替代后：2H₃PO₄+3NaOH = NaH₂ PO₄+ Na₂H PO₄+3H₂O

聚合反应：

2NaH₂ PO₄+ 4Na₂H PO₄= 2Na₅P₃O₁₀ +4H₂O

具体实施实例

实施例1

用烧碱代替纯碱一步法直接制得三聚磷酸钠，将6吨磷酸和4.1吨烧碱分别于高位槽和高位储罐中缓慢投入反应釜，调节磷酸和烧碱的投料流量为3m³/h，当反应原料达到反应釜容量的三分之二时，调整反应液的中和度到3.0，波美度为51，中和反应结束后，将中和液通过泵打入中和液储罐内，再通过高压泵以压力为10MPa喷入鼓风干燥机内进行聚合脱水，鼓风干燥温度250℃，经冷却、包装成产品三聚磷酸钠，三聚磷酸钠的产率为58%，Na₅P₃O₁₀纯度在94.8%，P₂O₅含量为56.6%，水不溶物≤0.10%，pH值在9.3，白度为91%，I型含量在16%。

实施例2