次磷酸钠生产方法

背景技术

次亚磷酸钠（Sodium Hypophosphite)，又名次磷酸钠：简称SHPP/HYP0。分子式：NaH2PO2. H2O,分子量：105.99。外观：有珍珠光泽的晶体或白色结晶性粉末。无臭，味咸，吸 水性强，易潮解，易溶于水、甘油。水溶液呈中性，加热超过200°C时则迅速分解，放出可自然 有毒的磷化氢气体。属无机次磷酸盐，有强还原性，与强氧化剂接触能发生爆炸。现有生产 方法是先将生石灰和水按重量比为1 ： 16配成石灰乳液用泵打入反应釜中，将计量好的液 碱利用液位差放入反应釜内，然后用氮气驱赶釜内空气，同时开釜内夹套蒸汽加热至40〜 45°C，加入黄磷90〜100KG，在搅拌情况下进行反应。反应结束后用板框式压滤机进行过 滤，滤液进行除钙，一次浓缩，调PH值，二次浓缩，冷却结晶，离心包装。其缺陷是液碱是在 高位计量槽内配料，利用液位差自流放入反应釜内，压力比较小。由于反应釜内易结垢，易 堵塞反应釜上安装的液碱管口，经常导致液碱管道要拆卸并疏通，严重影响了生产的进度； 次磷酸钠反应过程中，釜内严禁有空气存在，磷化氢气体遇空气将会产生爆炸，因此必须在 反应投料之前将空气赶尽，用氮气排空气，成本比较大，而且操作不方便；反应滤液用板框 式压滤机进行过滤，滤饼含水率一般45〜50%，滤饼中无论怎么洗涤，总含有1〜1.5% 次磷酸钠随废渣运走。含水率高的废渣拆卸时粘性较大，操作不方便；每釜黄磷配比90〜 100KG，产量较低。

发明内容

本发明的技术解决方案：次磷酸钠生产方法，其特征是该方法的工艺步骤分为：

(1)配料：将生石灰、液碱和水，在搅拌情况下，按重量比为1 ： 3.6 ： 16配成 水溶液，用泵打入反应釜内；在搅拌情况下用蒸汽将釜内空气赶尽，同时将料浆加温至 40-50°C，加入黄磷。

(2)反应：反应釜加入黄磷后立即开始反应，由于是放热反应，温度将不断上升， 最高升至95〜98°C。在反应过程中，不断将磷化氢气体输出，保持釜内压力始终小于 0. 05Mpa。约90〜120分钟后反应结束，无磷化氢气体产生。

(3)过滤：反应结束后，用泵将料液压入隔膜式压榨过滤机中进行过滤，除去反应 过程中产生的亚磷酸钙及过量的氢氧化钙沉淀物，将含有次磷酸钠的水溶液输送到下道工 序中。

(4)次浓缩：将除去杂质过滤后的料液，用泵直接输送到一次浓缩器中，在真 空为-0. 04〜-0. 08Mpa下，用0. 1〜0. 4Mpa蒸汽进行加热浓缩，直至物料浓度为25〜 30Be。将物料输送到碱调釜中。

(5)调整：在碱调釜内加入纯碱，利用碳酸根除去料中多余的钙离子，用板框过 滤，除去碳酸钙沉淀。将料液输送到酸调釜中，用5%〜10%次磷酸中和料液中过量的氢氧化钠，调至料液PH值为中性。再次过滤，滤液存放入贮槽中，待二次浓缩。

(6)第二次浓缩：在真空为-0. 04〜-0. 08Mpa下，将物料吸入浓缩釜内，用0. 1〜 0. 4Mpa蒸汽进行加热浓缩，直至物料浓度为48〜48. 5Be为止。

(7)冷却和结晶：将浓缩好的物料放入结晶釜中，在不断搅拌条件下，用夹套冷却 水缓慢将釜内98°C物料在8〜10小时之间冷却至40〜45°C为至。在冷却过程中，当物料 温度降至72〜74°C时，有少量次磷酸钠细的结晶颗粒产生，随着时间的延长和温度的进一 步降低，这些结晶颗粒逐渐增多和长大。

(8)离心包装：将结晶釜内冷却至规定温度的物料，放入离心机中甩干。将次磷酸 钠成品直接舀入有塑料内膜的包装袋或桶中，准确称量，净重：25KG/袋，将内膜袋口扎紧， 外袋用打包机封口。

在配料桶内先加水和生石灰，搅拌20分钟后，然后加入32%离子膜液碱继续搅拌 10分钟。

当釜内物料加热至40〜45°C，夹套停止加热，釜内蒸汽排空10分钟后，加入黄磷， 产生了大量的磷化氢气体，用于生产阻燃剂及杀菌剂，反应90〜120分钟后，无磷化氢气体 产生，反应结束。

主要化学反应式：

CaCHH2O — Ca (OH) 2

主反应：P4+3NaOH+3H2O — 3NaH2PO2+PH3 ↑

副反应：P4+3NaOH+3H2O — 3Na2HPO3+PH3 ↑

Ca2++HPO3—CaHPO3 

Ca2++CO2一CaCO3 

调 PH 值：H3PO2+NaOH — NaH2PO2+H2O

本发明的优点：将计量好的液碱放入配石灰乳槽中，用与水、生石灰混配在一起， 用泵一起打入反应釜内。这样不用经常拆卸液碱管道，从而减少影响正常生产的不利因素； 反应釜内用氮气排空，该为用蒸汽排空，操作方便，而且不用增加设备；用隔膜式压榨过滤 机取代老式的板框式过滤机。滤饼含水从45〜50%降为35〜40%，滤饼含1〜1. 5%次 磷酸钠下降为0. 4〜0. 8%。滤饼含水率的减少既提高了次磷酸钠的回收率，又改善了卸渣 的操作条件；将每釜黄磷配比90〜100KG改为150KG，大大提高了单只设备的产量。

具体实施方式

配料：在配料桶内加入水1600KG，启动搅拌装置进行搅拌，加入已称重的生石灰 100KG，搅拌20分钟后，加入已经计量好的32%离子膜液碱360KG，继续搅拌10分钟后，启 动泵将料浆全部打入反应釜，关停泵及搅拌。在配料桶内加入1600KG水，下次配料备用。

反应：石灰乳及液碱打入反应釜后，由于是放热反应，温度将不断上升，最高升至 95〜98°C。在反应过程中，不断将磷化氢气体输出，保持釜内压力始终小于0. 05Mpa。90〜 120分钟后反应结束，无磷化氢气体产生。

立即启动反应釜搅拌，开启反应釜夹套蒸汽及釜内蒸汽，一边加热物料，一边用蒸 汽排除釜内空气。当釜内物料加热至40〜45°C，夹套停止加热。釜内蒸汽排空10分钟后，加入黄磷150KG，反应立即开始。产生了大量的磷化氢气体，气体用管道被输送到气柜中，用 于生产阻燃剂及杀菌剂。反应90〜120分钟后，无磷化氢气体产生，反应结束。

过滤：次磷酸钠反应釜反应结束后，用泵将物料直接压入用隔膜式压榨过滤机进 行过滤。除去反应过程中产生的亚磷酸钙及过量的氢氧化钙沉淀物，含水35%的滤饼中含 有大量的亚磷酸氢钙、氧化钙。滤液中含有16%次磷酸钠。将含有次磷酸钠的水溶液输送 到下道工序中。

次浓缩：将除去杂质过滤后的料液，用泵直接输送到一次浓缩器中，在真空为 负0. 04Mpa下，用0. IMpa蒸汽进行加热浓缩，直至物料浓度为25Be。将物料输送到碱调釜中。

调整：在碱调釜内加入纯碱（每釜加入5公斤纯碱），利用碳酸根除去料中多余的 钙离子，用板框过滤，除去碳酸钙沉淀。将料液输送到酸调釜中，用5%次磷酸中和料液中过 量的氢氧化钠，调至料液PH值为中性。再次过滤，滤液存放入贮槽中，待二次浓缩。

第二次浓缩：在真空为负0. 04Mpa下，将物料吸入浓缩釜内，用0. IMpa蒸汽进行加 热浓缩，直至物料浓度为48Be为止。

冷却和结晶：将浓缩好的物料放入结晶釜中，在不断搅拌条件下，用夹套冷却水缓 慢将釜内98°C物料在8小时之间冷却至40〜45°C为至。在冷却过程中，当物料温度降至 72〜74°C时，有少量次磷酸钠细的结晶颗粒产生，随着时间的延长和温度的进一步降低， 这些结晶颗粒逐渐增多和长大。