CN108383097B - 一种利用萃取湿法磷酸生产水溶性多聚磷酸铵的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用萃取湿法磷酸生产水溶性多聚磷酸铵的方法。先将氨气连续通入萃取湿法磷酸反应器中，在80～110℃反应生成磷酸一铵，经过热过滤浓缩，冷冻结晶，离心分离，碱液洗涤，得到磷酸一铵晶体；再将磷酸一铵盐连续加入到固定床反应器中，在200～350℃熔融缩合成酸式多聚磷酸铵；最后在雾化反应器温度为150～250℃、氨气分压为0.1～3MPa条件下，将酸式多聚磷酸铵熔体和发泡剂的混合物连续喷雾进反应器进行中和，生成白色水溶性多聚磷酸铵。本发明多聚磷酸铵产品氮含量15～25％，五氧化二磷含量50～65％，N+P2O5含量大于76％，溶解度(25℃)为25～75g/100g H2O，平均聚合度为5～15，水不溶物小于0.5％。本发明的生产过程成本低，操作简单，特别适于工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于肥料制备技术领域，具体地说是一种农业用水溶性多聚磷酸铵的生产方法。
背景技术
聚磷酸铵是一种含氮和磷的聚磷酸盐，其中氮、磷元素含量较高。当聚合度n大于20时难溶于水，通常称为高聚磷酸铵，是工业上广泛应用的阻燃剂；当聚合度n为2～20时，通常称为水溶性多聚磷酸铵，是液体肥料的重要原料。另外，水溶性多聚磷酸铵化学性质稳定，pH接近中性，溶解性好；且含植物所需氮、磷元素高，对金属离子有较强的螯合作用，也可用于制作液体复合肥料，并能够逐步水解，被植物很好地吸收利用，可作为一种缓溶性长效肥料。
根据文献报道的聚磷酸铵合成工艺路线，主要有湿法磷酸法、磷酸与尿素缩合法、聚磷酸氨化法和正磷酸铵脱水聚合法，这些方法在制备高聚磷酸铵的工艺中被广泛报道，而水溶性多聚磷酸铵的生产方法报道相对较少。
水溶性多聚磷酸铵由于产品平均聚合度的不同，在应用性能方面表现出的差异很大；即使采用相同工艺路线，其工艺参数差别很大。
1)先制备出多聚磷酸，进而制备水溶性多聚磷酸铵。
US3382059公开了用商品湿法磷酸浓缩成过磷酸，在管式反应器中与氨反应，生成熔融态高浓度聚磷酸铵，加水冷却成商品级10-34-0(氮磷钾质量分数)的液体肥料产品。US3342579公开了用聚磷酸中通入氨气的方法制备聚磷酸铵。CN103373717A公开了用聚磷酸与碳酸氢铵在反应釜中发生反应制备聚磷酸铵。
2)85％正磷酸与尿素进行缩合制备水溶性多聚磷酸铵
CN103787726A公开了一种多聚磷酸铵水溶性肥料及其制备方法，该方法将磷酸、尿素、硫酸钾、氯化锌、氯化铜、硼砂和辅料加入到反应釜在180～185℃反应30～45分钟，再升温至200～205℃反应1.5～2小时制得多聚磷酸铵。该制备方法简单、实用，但制备的多聚磷酸铵溶解度为18～52g/100gH2O，无法生产10-34-0品级的液体肥料产品。
如果使用低浓度磷酸制备水溶性多聚磷酸铵，需要将低浓度的磷酸浓缩成含量为85％的磷酸(农用肥料聚磷酸铵的制备与应用[J].磷肥与复肥，2008,23(2):49-50.新型肥料聚磷酸铵生产技术与应用初探[J].化肥工业，2008,35(4):16-17.工业聚磷酸铵的简易制备.化工时刊,1999,(11):34-35)。
3)85％正磷酸与氨气进行缩合制备水溶性多聚磷酸铵
目前的磷肥生产中，普遍以低浓度磷酸通入氨气制备成磷酸一铵。对于磷酸一铵为主要原料制备水溶性多聚磷酸铵，均需要加入各种缩合剂(Archie V.US3264087A；HahnH..US4104362A；林明.CN104528682A.)。
如果将低含量的磷酸浓缩成50％甚至更高含量，需增加脱水设备，不仅增加成本，而且会增加能耗。此外，工业上普遍采用的湿法制备磷酸杂质多，用其直接制备水溶性多聚磷酸铵，难以得到高溶解度的白色多聚磷酸铵产品。用磷酸制备多聚磷酸铵的工艺中，磷酸易于腐蚀设备，对反应器材质要求高。尿素易分解生成大量氨气和二氧化碳气体，使聚合过程中形成大量泡沫造成溢料。
因此，急需一种生产成本低、溶解度高的水溶性多聚磷酸铵的生产方法。
发明内容
本发明提供一种利用萃取湿法磷酸生产水溶性多聚磷酸铵的方法，先生产磷酸一铵盐，再以磷酸一铵盐、发泡剂和氨气为原料制备水溶性多聚磷酸铵。该方法具有生产成本低，操作简单，特别适于工业化生产等优点；生产的白色水溶性多聚磷酸铵溶解度高，直接或者以原料形式制备性能优良的水溶性肥料。
本发明采用的技术方案为：
一种利用萃取湿法磷酸生产水溶性多聚磷酸铵的方法，包括以下步骤：
(1)将氨气连续通入含有萃取湿法磷酸的反应器中，于80～110℃反应，反应结束后将反应液依次进行热过滤浓缩、冷冻结晶、离心分离，得到磷酸一铵晶体；
(2)将磷酸一铵晶体连续加入固定床反应器中，在200～350℃熔融缩合成酸式多聚磷酸铵熔体；
(3)在雾化反应器温度为150～250℃、氨气分压为0.1～3MPa的条件下，将步骤(2)得到的酸式多聚磷酸铵熔体和发泡剂连续喷雾进入雾化反应器与氨气进行中和反应，生成球状多聚磷酸铵；球状多聚磷酸铵经碾碎后得到白色粉末状的水溶性多聚磷酸铵。
步骤(1)具体为：将氨气连续通入含有萃取湿法磷酸的反应器中，在80～110℃反应60～120分钟，反应液依次经过热过滤浓缩、冷冻结晶、离心分离，得到磷酸一铵粗品和一次母液；将磷酸一铵粗品用碱液洗涤，得到磷酸一铵晶体和二次母液；二次母液中的碱液经回收处理得到三次母液，碱液套用；一次母液和三次母液合并后排出，进入利用其他方法生产工业级磷酸一铵的系统中。
步骤(1)中，洗涤磷酸一铵粗品所用的碱液为液氨、三乙胺、一乙醇胺、乙二胺中的至少一种。
萃取湿法磷酸的浓度为20～85％。
步骤(2)具体为：将固定床反应器加热到200～350℃，将磷酸一铵盐晶体从固定床反应器的上口连续加入，缩合反应10～30分钟，得到的酸式多聚磷酸铵熔体从固定床反应器的下口流出；副产物水蒸气从固定床反应器的上口挥发出，将含氨的水蒸气循环通入含有萃取湿法磷酸的反应器中进行步骤(1)的反应。
步骤(3)具体为：将雾化反应器加热至150～250℃，通过压缩机将氨气通入雾化反应器中，使雾化反应器内氨气分压为0.1～3MPa；将步骤(2)得到的酸式多聚磷酸铵熔体和发泡剂的混合物从雾化反应器的上口喷入，与新鲜氨气中和30～60分钟生成球状的多聚磷酸铵，用滚轮将球状的多聚磷酸铵碾碎，从雾化反应器的下口挤出，得到白色粉末状的水溶性多聚磷酸铵。
步骤(3)中，所述发泡剂为草酰胺、尿素、氨基甲酸铵、碳酸氢铵、偶氮二异丁腈、空气、CO2、N2中的至少一种。
步骤(3)中，发泡剂与磷酸一铵的质量比为1～60:100。
本发明水溶性多聚磷酸铵产品氮含量15～25％，五氧化二磷含量50～65％，N+P2O5含量大于76％，溶解度(25℃)为25～75g/100gH2O，平均聚合度为5～15，水不溶物小于0.5％。
本发明与现有技术相比，有益效果在于：
1.本发明的生产方法所采用的主要原料是萃取湿法磷酸，相比现有技术主要原料采用正磷酸、聚磷酸、五氧化二磷，具有原料廉价易得、磷酸一铵中杂质少、产品生产成本低、设备投资少、反应时间短等优点。
2.本发明的生产方法所采用的工艺是萃取湿法磷酸与氨气先生产磷酸一铵，相比现有技术，磷酸一铵盐对设备腐蚀小，相比于湿法磷酸法、正磷酸尿素缩合法、聚磷酸氨化法等，本发明具有工艺条件简单的特点。
3.本发明生产的水溶性多聚磷酸铵可以作为固体复合肥料直接施用(固体氮含量15～25％，固体磷含量50～65％)，也可以将其作为原料加工成各种配比的复合肥进行施用。或是，配制成液体肥料，尤其是高浓度液体肥料(液体氮含量10～15％，液体磷含量30～40％)进行施用，所配制的肥料施用方式包括基肥、追肥、叶面喷施、蘸根或种肥同播。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述，但是本发明的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。
实施例1
(1)将氨气连续通入置有2000Kg20％含量的萃取湿法磷酸的反应器中，在110℃反应生成磷酸一铵，反应时间为120分钟，反应液经过热过滤浓缩、冷冻结晶、离心分离，得到磷酸一铵粗品和一次母液；磷酸一铵粗品用三乙胺碱液洗涤，得到400kg磷酸一铵晶体和二次母液；二次母液中的三乙胺碱液经回收处理得到三次母液，三乙胺碱液套用，一次母液和三次母液合并排出，进入利用其他方法生产工业级磷酸一铵的系统中。
(2)开启加热装置，将固定床反应器的温度升至并保持在350℃，将磷酸氢铵盐从固定床反应器上口连续加入，熔融缩合成液体状酸式多聚磷酸铵熔体，缩合产生的水蒸气从固定床反应器上口挥发，含氨的水蒸气进入含萃取湿法磷酸的反应器中与萃取湿法磷酸中和生成磷酸一铵，液体状酸式多聚磷酸铵熔体从固定床反应器下口流出，反应时间为30分钟。
(3)先将雾化反应器加热到150℃，再通过压缩机将新鲜氨气通入雾化反应器中，保证雾化反应器内氨气分压为0.1MPa，然后将液体状酸式多聚磷酸铵熔体和4kg发泡剂氨基甲酸铵的混合物从雾化反应器上口喷入雾化反应器中，与新鲜氨气中和反应30分钟，生成球状的多聚磷酸铵，通过滚轮将球状的多聚磷酸铵产品从雾化反应器下口挤出，得到白色粉末状的水溶性多聚磷酸铵产品380kg。产品指标见表1。
实施例2
(1)将氨气连续通入置有1000Kg50％含量萃取湿法磷酸的反应器中，在80℃反应生成磷酸一铵，反应时间为60分钟，经过热过滤浓缩，冷冻结晶，离心分离，得到磷酸一铵粗品和一次母液；磷酸一铵粗品用一乙醇胺碱液洗涤，得到500kg磷酸一铵晶体和二次母液；二次母液中的碱液经回收处理得到三次母液，一乙醇胺碱液套用，一次母液和三次母液合并排出，进入利用其他方法生产工业级磷酸一铵的系统中。
(2)开启加热装置，将固定床反应器的温度升至并保持在200℃，将磷酸氢铵盐从固定床反应器上口连续加入，熔融缩合成液体状酸式多聚磷酸铵熔体，缩合产生的水蒸气从固定床反应器上口挥发，含氨的水蒸气进入含萃取湿法磷酸的反应器中与萃取湿法磷酸中和生成磷酸一铵，液体状酸式多聚磷酸铵熔体从固定床反应器下口流出，反应时间为30分钟。
(3)先将雾化反应器加热到250℃，再通过压缩机将新鲜氨气通入雾化反应器中，保证雾化反应器内氨气分压为0.1MPa，然后将液体状酸式多聚磷酸铵熔体和5kg发泡剂尿素的混合物从雾化反应器上口喷入雾化反应器中，与新鲜氨气中和反应60分钟，生成球状的多聚磷酸铵，通过滚轮将球状的多聚磷酸铵产品从雾化反应器下口挤出，得到白色粉末状的水溶性多聚磷酸铵产品475kg。产品指标见表1。
实施例3
(1)将氨气连续通入置有500Kg85％含量萃取湿法磷酸的反应器中，在100℃反应生成磷酸一铵，反应时间为100分钟，经过热过滤浓缩，冷冻结晶，离心分离，得到磷酸一铵粗品和一次母液；磷酸一铵粗品用乙二胺碱液洗涤，得到415kg磷酸一铵晶体和二次母液；二次母液中的乙二胺碱液经回收处理得到三次母液，乙二胺碱液套用，一次母液和三次母液合并排出，进入利用其他方法生产工业级磷酸一铵的系统中。
(2)开启加热装置，将固定床反应器的温度升至并保持在250℃，将磷酸氢铵盐从固定床反应器上口连续加入，熔融缩合成液体状酸式多聚磷酸铵熔体，缩合产生的水蒸气从固定床反应器上口挥发，含氨的水蒸气进入含萃取湿法磷酸的反应器中与萃取湿法磷酸中和生成磷酸一铵，液体状酸式多聚磷酸铵熔体从固定床反应器下口流出，反应时间为10分钟。
(3)先将雾化反应器加热到200℃，再通过压缩机将新鲜氨气通入雾化反应器中，保证雾化反应器内氨气分压为0.1MPa，然后将液体状酸式多聚磷酸铵熔体和250kg发泡剂草酰胺的混合物从雾化反应器上口喷入雾化反应器中，与新鲜氨气中和反应30分钟，生成球状的多聚磷酸铵，通过滚轮将球状的多聚磷酸铵产品从雾化反应器下口挤出，得到白色粉末状的水溶性多聚磷酸铵产品395kg。产品指标见表1。
实施例4
(1)将氨气连续通入置有1000Kg55％含量萃取湿法磷酸的反应器中，在110℃反应生成磷酸一铵，反应时间为60分钟，经过热过滤浓缩，冷冻结晶，离心分离，得到磷酸一铵粗品和一次母液；磷酸一铵粗品用液氨碱液洗涤，得到550kg磷酸一铵晶体和二次母液；二次母液中的液氨碱液经回收处理得到三次母液，液氨碱液套用，一次母液和三次母液合并排出，进入利用其他方法生产工业级磷酸一铵的系统中。
(2)开启加热装置，将固定床反应器的温度升至并保持在265℃，将磷酸氢铵盐从固定床反应器上口连续加入，熔融缩合成液体状酸式多聚磷酸铵熔体，缩合产生的水蒸气从固定床反应器上口挥发，含氨的水蒸气进入含萃取湿法磷酸的反应器中与萃取湿法磷酸中和生成磷酸一铵，液体状酸式多聚磷酸铵熔体从固定床反应器下口流出，反应时间为30分钟。
(3)先将雾化反应器加热到200℃，再通过压缩机将新鲜氨气通入雾化反应器中，保证雾化反应器内氨气分压为0.5MPa，然后将液体状酸式多聚磷酸铵熔体和55kg发泡剂N2从雾化反应器上口喷入雾化反应器中，与新鲜氨气中和反应60分钟，生成球状的多聚磷酸铵，通过滚轮将球状的多聚磷酸铵产品从雾化反应器下口挤出，得到白色粉末状的水溶性多聚磷酸铵产品522kg。产品指标见表1。
实施例5
(1)将氨气连续通入置有1000Kg28％含量萃取湿法磷酸的反应器中，在90℃反应生成磷酸一铵，反应时间为100分钟，经过热过滤浓缩，冷冻结晶，离心分离，得到磷酸一铵粗品和一次母液；磷酸一铵粗品用三乙胺碱液洗涤，得到280kg磷酸一铵晶体和二次母液；二次母液中的三乙胺碱液经回收处理得到三次母液，三乙胺碱液套用，一次母液和三次母液合并排出，进入利用其他方法生产工业级磷酸一铵的系统中。
(2)开启加热装置，将固定床反应器的温度升至并保持在200-350℃，将磷酸氢铵盐从固定床反应器上口连续加入，熔融缩合成液体状酸式多聚磷酸铵熔体，缩合产生的水蒸气从固定床反应器上口挥发，含氨的水蒸气进入含萃取湿法磷酸的反应器中与萃取湿法磷酸中和生成磷酸一铵，液体状酸式多聚磷酸铵熔体从固定床反应器下口流出，反应时间为30分钟。
(3)先将雾化反应器加热到250℃，再通过压缩机将新鲜氨气通入雾化反应器中，保证雾化反应器内氨气分压为2MPa，然后将液体状酸式多聚磷酸铵熔体和1Kg发泡剂偶氮二异丁腈的混合物从雾化反应器上口喷入雾化反应器中，与新鲜氨气中和反应30分钟，生成球状的多聚磷酸铵，通过滚轮将球状的多聚磷酸铵产品从雾化反应器下口挤出，得到白色粉末状的水溶性多聚磷酸铵产品266kg。产品指标见表1。
实施例6
(1)将氨气连续通入置有600Kg48％含量萃取湿法磷酸的反应器中，在80℃反应生成磷酸一铵，反应时间为120分钟，经过热过滤浓缩，冷冻结晶，离心分离，得到磷酸一铵粗品和一次母液；磷酸一铵粗品用一乙醇胺碱液洗涤，得到288kg磷酸一铵晶体和二次母液；二次母液中的碱液经回收处理得到三次母液，一乙醇胺碱液套用，一次母液和三次母液合并排出，进入利用其他方法生产工业级磷酸一铵的系统中。
(2)开启加热装置，将固定床反应器的温度升至并保持在300℃，将磷酸氢铵盐从固定床反应器上口连续加入，熔融缩合成液体状酸式多聚磷酸铵熔体，缩合产生的水蒸气从固定床反应器上口挥发，含氨的水蒸气进入含萃取湿法磷酸的反应器中与萃取湿法磷酸中和生成磷酸一铵，液体状酸式多聚磷酸铵熔体从固定床反应器下口流出，反应时间为30分钟。
(3)先将雾化反应器加热到180℃，再通过压缩机将新鲜氨气通入雾化反应器中，保证雾化反应器内氨气分压为0.5MPa，然后将液体状酸式多聚磷酸铵熔体和87Kg发泡剂CO2气体从雾化反应器上口喷入雾化反应器中，与新鲜氨气中和反应60分钟，生成球状的多聚磷酸铵，通过滚轮将球状的多聚磷酸铵产品从雾化反应器下口挤出，得到白色水溶性多聚磷酸铵产品274kg。产品指标见表1。
实施例7
(1)将氨气连续通入置有400Kg85％含量萃取湿法磷酸的反应器中，在110℃反应生成磷酸一铵，反应时间为120分钟，经过热滤浓缩，冷冻结晶，离心分离，得到磷酸一铵粗品和一次母液；磷酸一铵粗品用一乙醇胺碱液洗涤，得到340kg磷酸一铵晶体和二次母液；二次母液中的碱液经回收处理得到三次母液，一乙醇胺碱液套用，一次母液和三次母液合并排出，进入利用其他方法生产工业级磷酸一铵的系统中。
(2)开启加热装置，将固定床反应器的温度升至并保持在350℃，将磷酸氢铵盐从固定床反应器上口连续加入，熔融缩合成液体状酸式多聚磷酸铵熔体，缩合产生的水蒸气从固定床反应器上口挥发，含氨的水蒸气进入含萃取湿法磷酸的反应器中与萃取湿法磷酸中和生成磷酸一铵，液体状酸式多聚磷酸铵熔体从固定床反应器下口流出，反应时间为10分钟。
(3)先将雾化反应器加热到250℃，再通过压缩机将新鲜氨气通入雾化反应器中，保证雾化反应器内氨气分压为0.1MPa，然后将液体状酸式多聚磷酸铵熔体和34Kg发泡剂碳酸氢铵的混合物从雾化反应器上口喷入，雾化反应器中，与新鲜氨气中和反应60分钟，生成球状的多聚磷酸铵，通过滚轮将球状的多聚磷酸铵产品从雾化反应器下口挤出，得到白色粉末状的水溶性多聚磷酸铵产品290kg。产品指标见表1。
实施例8
(1)将氨气连续通入置有800Kg50％含量萃取湿法磷酸的反应器中，在90℃反应生成磷酸一铵，反应时间为90分钟，经过热过滤浓缩，冷冻结晶，离心分离，得到磷酸一铵粗品和一次母液；磷酸一铵粗品用液氨碱液洗涤，得到400kg磷酸一铵晶体和二次母液；二次母液中的液氨碱液经回收处理得到三次母液，液氨碱液套用，一次母液和三次母液合并排出，进入利用其他方法生产工业级磷酸一铵的系统中。
(2)开启加热装置，将固定床反应器的温度升至并保持在260℃，将磷酸氢铵盐从固定床反应器上口连续加入，熔融缩合成液体状酸式多聚磷酸铵熔体，缩合产生的水蒸气从固定床反应器上口挥发，含氨的水蒸气进入含萃取湿法磷酸的反应器中与萃取湿法磷酸中和生成磷酸一铵，液体状酸式多聚磷酸铵熔体从固定床反应器下口流出，反应时间为30分钟。
(3)先将雾化反应器加热到180℃，再通过压缩机将新鲜氨气通入雾化反应器中，保证雾化反应器内氨气分压为2MPa，然后将液体状酸式多聚磷酸铵熔体和4kg发泡剂偶氮二异丁腈的混合物从雾化反应器上口喷入雾化反应器中，与新鲜氨气中和反应60分钟，生成球状的多聚磷酸铵，通过滚轮将球状的多聚磷酸铵产品从雾化反应器下口挤出，得到白色粉末状的水溶性多聚磷酸铵产品380kg。产品指标见表1。
实施例9
(1)将氨气连续通入置有1000Kg28％含量萃取湿法磷酸的反应器中，在110℃反应生成磷酸一铵，反应时间为120分钟，经过热过滤浓缩，冷冻结晶，离心分离，得到磷酸一铵粗品和一次母液；磷酸一铵粗品用乙二胺碱液洗涤，得到280kg磷酸一铵晶体和二次母液；二次母液中的乙二胺碱液经回收处理得到三次母液，乙二胺碱液套用，一次母液和三次母液合并排出，进入利用其他方法生产工业级磷酸一铵的系统中。
(2)开启加热装置，将固定床反应器的温度升至并保持在300℃，将磷酸氢铵盐从固定床反应器上口连续加入，熔融缩合成液体状酸式多聚磷酸铵熔体，缩合产生的水蒸气从固定床反应器上口挥发，含氨的水蒸气进入含萃取湿法磷酸的反应器中与萃取湿法磷酸中和生成磷酸一铵，液体状酸式多聚磷酸铵熔体从固定床反应器下口流出，反应时间为30分钟。
(3)先将雾化反应器加热到250℃，再通过压缩机将新鲜氨气通入雾化反应器中，保证雾化反应器内氨气分压为0.8MPa，然后将液体状酸式多聚磷酸铵熔体和56Kg发泡剂空气从雾化反应器上口喷入雾化反应器中，与氨气中和反应50分钟，生成球状的多聚磷酸铵，通过滚轮将球状的多聚磷酸铵产品从雾化反应器下口挤出，得到白色粉末状的水溶性多聚磷酸铵产品265kg。产品指标见表1。
实施例10
(1)将氨气连续通入置有800Kg45％含量萃取湿法磷酸的反应器中，在80℃反应生成磷酸一铵，反应时间为120分钟，经过热过滤浓缩，冷冻结晶，离心分离，得到磷酸一铵粗品和一次母液；磷酸一铵粗品用一乙醇胺碱液洗涤，得到360kg磷酸一铵晶体和二次母液；二次母液中的碱液经回收处理得到三次母液，一乙醇胺碱液套用，一次母液和三次母液合并排出，进入利用其他方法生产工业级磷酸一铵的系统中。
(2)开启加热装置，将固定床反应器的温度升至并保持在320℃，将磷酸氢铵盐从固定床反应器上口连续加入，熔融缩合成液体状酸式多聚磷酸铵熔体，缩合产生的水蒸气从固定床反应器上口挥发，含氨的水蒸气进入含萃取湿法磷酸的反应器中与萃取湿法磷酸中和生成磷酸一铵，液体状酸式多聚磷酸铵熔体从固定床反应器下口流出，反应时间为15分钟。
(3)先将雾化反应器加热到220℃，再通过压缩机将新鲜氨气通入雾化反应器中，保证雾化反应器内氨气分压为0.1MPa，然后将液体状酸式多聚磷酸铵熔体和56Kg发泡剂尿素的混合物从雾化反应器上口喷入雾化反应器中，与新鲜氨气中和反应60分钟，生成球状的多聚磷酸铵，通过滚轮将球状的多聚磷酸铵产品从雾化反应器下口挤出，得到白色粉末状的水溶性多聚磷酸铵产品310kg。产品指标见表1。
实施例11
(1)将氨气连续通入置有1000Kg48％含量萃取湿法磷酸的反应器中，在90℃反应生成磷酸一铵，反应时间为100分钟，经过热滤浓缩，冷冻结晶，离心分离，得到磷酸一铵粗品和一次母液；磷酸一铵粗品用乙二胺碱液洗涤，得到480kg磷酸一铵晶体和二次母液；二次母液中的乙二胺碱液经回收处理得到三次母液，乙二胺碱液套用，一次母液和三次母液合并排出，进入利用其他方法生产工业级磷酸一铵的系统中。
(2)开启加热装置，将固定床反应器的温度升至并保持在240℃，将磷酸氢铵盐从固定床反应器上口连续加入，熔融缩合成液体状酸式多聚磷酸铵熔体，缩合产生的水蒸气从固定床反应器上口挥发，含氨的水蒸气进入含萃取湿法磷酸的反应器中与萃取湿法磷酸中和生成磷酸一铵，液体状酸式多聚磷酸铵熔体从固定床反应器下口流出，反应时间为30分钟。
(3)先将雾化反应器加热到250℃，再通过压缩机将新鲜氨气通入雾化反应器中，保证雾化反应器内氨气分压为0.1MPa，然后将液体状酸式多聚磷酸铵熔体和4.8Kg发泡尿素的混合物从雾化反应器上口喷入雾化反应器中，与氨气中和反应35分钟，生成球状的多聚磷酸铵，通过滚轮将球状的多聚磷酸铵产品从雾化反应器下口挤出，得到白色粉末状的水溶性多聚磷酸铵产品455kg。产品指标见表1。
实施例12
(1)将氨气连续通入置有500Kg60％含量萃取湿法磷酸的反应器中，在95℃反应生成磷酸一铵，反应时间为120分钟，经过热滤浓缩，冷冻结晶，离心分离，得到磷酸一铵粗品和一次母液。磷酸一铵粗品用一乙醇胺碱液洗涤，得到300kg磷酸一铵晶体和二次母液。二次母液中的一乙醇胺碱液经回收处理得到三次母液，一乙醇胺碱液套用。一次母液和三次母液合并排出，进入利用其他方法生产工业级磷酸一铵的系统中。
(2)开启加热装置，将固定床反应器的温度升至并保持在280℃，将磷酸氢铵盐从固定床反应器上口连续加入，熔融缩合成液体状酸式多聚磷酸铵熔体，缩合产生的水蒸气从固定床反应器上口挥发，含氨的水蒸气进入含萃取湿法磷酸的反应器中与萃取湿法磷酸中和生成磷酸一铵，液体状酸式多聚磷酸铵熔体从固定床反应器下口流出，反应时间为30分钟。
(3)先将雾化反应器加热到180℃，再通过压缩机将新鲜氨气通入雾化反应器中，保证雾化反应器内氨气分压为1.5MPa，然后将液体状酸式多聚磷酸铵熔体和60Kg发泡剂尿素的混合物从雾化反应器上口喷入雾化反应器中，与新鲜氨气中和反应60分钟，生成球状的多聚磷酸铵，通过滚轮将球状的多聚磷酸铵产品从雾化反应器下口挤出，得到白色粉末状的水溶性多聚磷酸铵产品285kg。产品指标见表1。
实施例13
(1)将氨气连续通入置有600Kg55％含量萃取湿法磷酸的反应器中，在100℃反应生成磷酸一铵，反应时间为70分钟，经过热滤浓缩，冷冻结晶，离心分离，得到磷酸一铵粗品和一次母液；磷酸一铵粗品用液氨碱液洗涤，得到330kg磷酸一铵晶体和二次母液；二次母液中的碱液经回收处理得到三次母液，液氨碱液套用，一次母液和三次母液合并排出，进入利用其他方法生产工业级磷酸一铵的系统中。
(2)开启加热装置，将固定床反应器的温度升至并保持在240℃，将磷酸氢铵盐从固定床反应器上口连续加入，熔融缩合成液体状酸式多聚磷酸铵熔体，缩合产生的水蒸气从固定床反应器上口挥发，含氨的水蒸气进入含萃取湿法磷酸的反应器中与萃取湿法磷酸中和生成磷酸一铵，液体状酸式多聚磷酸铵熔体从固定床反应器下口流出，反应时间为30分钟。
(3)先将雾化反应器加热到160℃，再通过压缩机将新鲜氨气通入雾化反应器中，保证雾化反应器内氨气分压为0.15MPa，然后将液体状酸式多聚磷酸铵熔体和165kg发泡剂碳酸氢铵从雾化反应器上口喷入雾化反应器中，与新鲜氨气中和反应40分钟，生成球状的多聚磷酸铵，通过滚轮将球状的多聚磷酸铵产品从雾化反应器下口挤出，得到白色水溶性多聚磷酸铵产品315kg。产品指标见表1。
实施例14
(1)将氨气连续通入置有500Kg70％含量萃取湿法磷酸的反应器中，在90℃反应生成磷酸一铵，反应时间为110分钟，经过热滤浓缩，冷冻结晶，离心分离，得到磷酸一铵粗品和一次母液；磷酸一铵粗品用三乙胺碱液洗涤，得到350kg磷酸一铵晶体和二次母液；二次母液中的三乙胺碱液经回收处理得到三次母液，三乙胺碱液套用，一次母液和三次母液合并排出，进入利用其他方法生产工业级磷酸一铵的系统中。
(2)开启加热装置，将固定床反应器的温度升至并保持在290℃，将磷酸氢铵盐从固定床反应器上口连续加入，熔融缩合成液体状酸式多聚磷酸铵熔体，缩合产生的水蒸气从固定床反应器上口挥发，含氨的水蒸气进入含萃取湿法磷酸的反应器中与萃取湿法磷酸中和生成磷酸一铵，液体状酸式多聚磷酸铵熔体从固定床反应器下口流出，反应时间为30分钟。
(3)先将雾化反应器加热到160℃，再通过压缩机将新鲜氨气通入雾化反应器中，保证雾化反应器内氨气分压为0.13MPa，然后将液体状酸式多聚磷酸铵熔体和35Kg发泡剂碳酸氢铵从雾化反应器上口喷入雾化反应器中，与新鲜氨气中和反应45分钟，生成球状的多聚磷酸铵，通过滚轮将球状的多聚磷酸铵产品从雾化反应器下口挤出，得到白色水溶性多聚磷酸铵产品120kg。产品指标见表1。
表1实施例1～18养分含量及物性参数表
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种利用萃取湿法磷酸生产水溶性多聚磷酸铵的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将氨气连续通入含有萃取湿法磷酸的反应器中，于80～110℃反应，反应结束后将反应液依次进行热过滤浓缩、冷冻结晶、离心分离，得到磷酸一铵晶体；
(2)将磷酸一铵晶体连续加入固定床反应器中，在200～350℃熔融缩合成酸式多聚磷酸铵熔体；
(3)在雾化反应器温度为150～250℃、氨气分压为0.1～3MPa的条件下，将步骤(2)得到的酸式多聚磷酸铵熔体和发泡剂连续喷雾进入雾化反应器与氨气进行中和反应，生成球状多聚磷酸铵；球状多聚磷酸铵经碾碎后得到白色粉末状的水溶性多聚磷酸铵。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于：步骤(1)具体为：将氨气连续通入含有萃取湿法磷酸的反应器中，在80～110℃反应60～120分钟，反应液依次经过热过滤浓缩、冷冻结晶、离心分离，得到磷酸一铵粗品和一次母液；将磷酸一铵粗品用碱液洗涤，得到磷酸一铵晶体和二次母液；二次母液中的碱液经回收处理得到三次母液，碱液套用；一次母液和三次母液合并后排出。
3.根据权利要求2的方法，其特征在于：步骤(1)中，洗涤磷酸一铵粗品所用的碱液为液氨、三乙胺、一乙醇胺、乙二胺中的至少一种。
4.根据权利要求1或2的方法，其特征在于：萃取湿法磷酸的浓度为20～85wt％。
5.根据权利要求1的方法，其特征在于：步骤(2)具体为：将固定床反应器加热到200～350℃，将磷酸一铵晶体从固定床反应器的上口连续加入，缩合反应10～30分钟，得到的酸式多聚磷酸铵熔体从固定床反应器的下口流出；副产物水蒸气从固定床反应器的上口挥发出，将含氨的水蒸气循环通入含有萃取湿法磷酸的反应器中进行步骤(1)的反应。
6.根据权利要求1的方法，其特征在于：步骤(3)具体为：将雾化反应器加热至150～250℃，通过压缩机将氨气通入雾化反应器中，使雾化反应器内氨气分压为0.1～3MPa；将步骤(2)得到的酸式多聚磷酸铵熔体和发泡剂的混合物从雾化反应器的上口喷入，与新鲜氨气中和30～60分钟生成球状的多聚磷酸铵，用滚轮将球状的多聚磷酸铵碾碎，从雾化反应器的下口挤出，得到白色粉末状的水溶性多聚磷酸铵。
7.根据权利要求1或6所述的方法，其特征在于：步骤(3)中，所述发泡剂为草酰胺、尿素、氨基甲酸铵、碳酸氢铵、偶氮二异丁腈、空气、CO2、N2中的至少一种。
8.根据权利要求1或6所述的方法，其特征在于：步骤(3)中，发泡剂与磷酸一铵的质量比为1～60:100。
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