背景技術(shù)

次亞磷酸鈉（Sodium Hypophosphite)，又名次磷酸鈉：簡稱SHPP/HYP0。分子式：NaH2PO2. H2O,分子量：105.99。外觀：有珍珠光澤的晶體或白色結(jié)晶性粉末。無臭，味咸，吸 水性強(qiáng)，易潮解，易溶于水、甘油。水溶液呈中性，加熱超過200°C時則迅速分解，放出可自然 有毒的磷化氫氣體。屬無機(jī)次磷酸鹽，有強(qiáng)還原性，與強(qiáng)氧化劑接觸能發(fā)生爆炸。現(xiàn)有生產(chǎn) 方法是先將生石灰和水按重量比為1 ： 16配成石灰乳液用泵打入反應(yīng)釜中，將計(jì)量好的液 堿利用液位差放入反應(yīng)釜內(nèi)，然后用氮?dú)怛?qū)趕釜內(nèi)空氣，同時開釜內(nèi)夾套蒸汽加熱至40? 45°C，加入黃磷90?100KG，在攪拌情況下進(jìn)行反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后用板框式壓濾機(jī)進(jìn)行過 濾，濾液進(jìn)行除鈣，一次濃縮，調(diào)PH值，二次濃縮，冷卻結(jié)晶，離心包裝。其缺陷是液堿是在 高位計(jì)量槽內(nèi)配料，利用液位差自流放入反應(yīng)釜內(nèi)，壓力比較小。由于反應(yīng)釜內(nèi)易結(jié)垢，易 堵塞反應(yīng)釜上安裝的液堿管口，經(jīng)常導(dǎo)致液堿管道要拆卸并疏通，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)的進(jìn)度； 次磷酸鈉反應(yīng)過程中，釜內(nèi)嚴(yán)禁有空氣存在，磷化氫氣體遇空氣將會產(chǎn)生爆炸，因此必須在 反應(yīng)投料之前將空氣趕盡，用氮?dú)馀趴諝?，成本比較大，而且操作不方便；反應(yīng)濾液用板框 式壓濾機(jī)進(jìn)行過濾，濾餅含水率一般45?50%，濾餅中無論怎么洗滌，總含有1?1.5% 次磷酸鈉隨廢渣運(yùn)走。含水率高的廢渣拆卸時粘性較大，操作不方便；每釜黃磷配比90? 100KG，產(chǎn)量較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決方案：次磷酸鈉生產(chǎn)方法，其特征是該方法的工藝步驟分為：

(1)配料：將生石灰、液堿和水，在攪拌情況下，按重量比為1 ： 3.6 ： 16配成 水溶液，用泵打入反應(yīng)釜內(nèi)；在攪拌情況下用蒸汽將釜內(nèi)空氣趕盡，同時將料漿加溫至 40-50°C，加入黃磷。

(2)反應(yīng)：反應(yīng)釜加入黃磷后立即開始反應(yīng)，由于是放熱反應(yīng)，溫度將不斷上升， 最高升至95?98°C。在反應(yīng)過程中，不斷將磷化氫氣體輸出，保持釜內(nèi)壓力始終小于 0. 05Mpa。約90?120分鐘后反應(yīng)結(jié)束，無磷化氫氣體產(chǎn)生。

(3)過濾：反應(yīng)結(jié)束后，用泵將料液壓入隔膜式壓榨過濾機(jī)中進(jìn)行過濾，除去反應(yīng) 過程中產(chǎn)生的亞磷酸鈣及過量的氫氧化鈣沉淀物，將含有次磷酸鈉的水溶液輸送到下道工 序中。

(4)次濃縮：將除去雜質(zhì)過濾后的料液，用泵直接輸送到一次濃縮器中，在真 空為-0. 04?-0. 08Mpa下，用0. 1?0. 4Mpa蒸汽進(jìn)行加熱濃縮，直至物料濃度為25? 30Be。將物料輸送到堿調(diào)釜中。

(5)調(diào)整：在堿調(diào)釜內(nèi)加入純堿，利用碳酸根除去料中多余的鈣離子，用板框過 濾，除去碳酸鈣沉淀。將料液輸送到酸調(diào)釜中，用5%?10%次磷酸中和料液中過量的氫氧化鈉，調(diào)至料液PH值為中性。再次過濾，濾液存放入貯槽中，待二次濃縮。

(6)第二次濃縮：在真空為-0. 04?-0. 08Mpa下，將物料吸入濃縮釜內(nèi)，用0. 1? 0. 4Mpa蒸汽進(jìn)行加熱濃縮，直至物料濃度為48?48. 5Be為止。

(7)冷卻和結(jié)晶：將濃縮好的物料放入結(jié)晶釜中，在不斷攪拌條件下，用夾套冷卻 水緩慢將釜內(nèi)98°C物料在8?10小時之間冷卻至40?45°C為至。在冷卻過程中，當(dāng)物料 溫度降至72?74°C時，有少量次磷酸鈉細(xì)的結(jié)晶顆粒產(chǎn)生，隨著時間的延長和溫度的進(jìn)一 步降低，這些結(jié)晶顆粒逐漸增多和長大。

(8)離心包裝：將結(jié)晶釜內(nèi)冷卻至規(guī)定溫度的物料，放入離心機(jī)中甩干。將次磷酸 鈉成品直接舀入有塑料內(nèi)膜的包裝袋或桶中，準(zhǔn)確稱量，凈重：25KG/袋，將內(nèi)膜袋口扎緊， 外袋用打包機(jī)封口。

在配料桶內(nèi)先加水和生石灰，攪拌20分鐘后，然后加入32%離子膜液堿繼續(xù)攪拌 10分鐘。

當(dāng)釜內(nèi)物料加熱至40?45°C，夾套停止加熱，釜內(nèi)蒸汽排空10分鐘后，加入黃磷， 產(chǎn)生了大量的磷化氫氣體，用于生產(chǎn)阻燃劑及殺菌劑，反應(yīng)90?120分鐘后，無磷化氫氣體 產(chǎn)生，反應(yīng)結(jié)束。

主要化學(xué)反應(yīng)式：

CaCHH2O — Ca (OH) 2

主反應(yīng)：P4+3NaOH+3H2O — 3NaH2PO2+PH3 ↑

副反應(yīng)：P4+3NaOH+3H2O — 3Na2HPO3+PH3 ↑

Ca2++HPO3—CaHPO3 

Ca2++CO2一CaCO3 

調(diào) PH 值：H3PO2+NaOH — NaH2PO2+H2O

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：將計(jì)量好的液堿放入配石灰乳槽中，用與水、生石灰混配在一起， 用泵一起打入反應(yīng)釜內(nèi)。這樣不用經(jīng)常拆卸液堿管道，從而減少影響正常生產(chǎn)的不利因素； 反應(yīng)釜內(nèi)用氮?dú)馀趴?，該為用蒸汽排空，操作方便，而且不用增加設(shè)備；用隔膜式壓榨過濾 機(jī)取代老式的板框式過濾機(jī)。濾餅含水從45?50%降為35?40%，濾餅含1?1. 5%次 磷酸鈉下降為0. 4?0. 8%。濾餅含水率的減少既提高了次磷酸鈉的回收率，又改善了卸渣 的操作條件；將每釜黃磷配比90?100KG改為150KG，大大提高了單只設(shè)備的產(chǎn)量。

具體實(shí)施方式

配料：在配料桶內(nèi)加入水1600KG，啟動攪拌裝置進(jìn)行攪拌，加入已稱重的生石灰 100KG，攪拌20分鐘后，加入已經(jīng)計(jì)量好的32%離子膜液堿360KG，繼續(xù)攪拌10分鐘后，啟 動泵將料漿全部打入反應(yīng)釜，關(guān)停泵及攪拌。在配料桶內(nèi)加入1600KG水，下次配料備用。

反應(yīng)：石灰乳及液堿打入反應(yīng)釜后，由于是放熱反應(yīng)，溫度將不斷上升，最高升至 95?98°C。在反應(yīng)過程中，不斷將磷化氫氣體輸出，保持釜內(nèi)壓力始終小于0. 05Mpa。90? 120分鐘后反應(yīng)結(jié)束，無磷化氫氣體產(chǎn)生。

立即啟動反應(yīng)釜攪拌，開啟反應(yīng)釜夾套蒸汽及釜內(nèi)蒸汽，一邊加熱物料，一邊用蒸 汽排除釜內(nèi)空氣。當(dāng)釜內(nèi)物料加熱至40?45°C，夾套停止加熱。釜內(nèi)蒸汽排空10分鐘后，加入黃磷150KG，反應(yīng)立即開始。產(chǎn)生了大量的磷化氫氣體，氣體用管道被輸送到氣柜中，用 于生產(chǎn)阻燃劑及殺菌劑。反應(yīng)90?120分鐘后，無磷化氫氣體產(chǎn)生，反應(yīng)結(jié)束。

過濾：次磷酸鈉反應(yīng)釜反應(yīng)結(jié)束后，用泵將物料直接壓入用隔膜式壓榨過濾機(jī)進(jìn) 行過濾。除去反應(yīng)過程中產(chǎn)生的亞磷酸鈣及過量的氫氧化鈣沉淀物，含水35%的濾餅中含 有大量的亞磷酸氫鈣、氧化鈣。濾液中含有16%次磷酸鈉。將含有次磷酸鈉的水溶液輸送 到下道工序中。

次濃縮：將除去雜質(zhì)過濾后的料液，用泵直接輸送到一次濃縮器中，在真空為 負(fù)0. 04Mpa下，用0. IMpa蒸汽進(jìn)行加熱濃縮，直至物料濃度為25Be。將物料輸送到堿調(diào)釜中。

調(diào)整：在堿調(diào)釜內(nèi)加入純堿（每釜加入5公斤純堿），利用碳酸根除去料中多余的 鈣離子，用板框過濾，除去碳酸鈣沉淀。將料液輸送到酸調(diào)釜中，用5%次磷酸中和料液中過 量的氫氧化鈉，調(diào)至料液PH值為中性。再次過濾，濾液存放入貯槽中，待二次濃縮。

第二次濃縮：在真空為負(fù)0. 04Mpa下，將物料吸入濃縮釜內(nèi)，用0. IMpa蒸汽進(jìn)行加 熱濃縮，直至物料濃度為48Be為止。

冷卻和結(jié)晶：將濃縮好的物料放入結(jié)晶釜中，在不斷攪拌條件下，用夾套冷卻水緩 慢將釜內(nèi)98°C物料在8小時之間冷卻至40?45°C為至。在冷卻過程中，當(dāng)物料溫度降至 72?74°C時，有少量次磷酸鈉細(xì)的結(jié)晶顆粒產(chǎn)生，隨著時間的延長和溫度的進(jìn)一步降低， 這些結(jié)晶顆粒逐漸增多和長大。