一种磷肥用消泡剂制造技术

本发明专利技术研制成功了一种高效磷肥用消泡剂，达到很好的解决湿法磷酸生产中的泡沫问题。本发明专利技术的消泡剂主要成分是脂肪酸酯和脂肪酸酯胺的组合物。该组合物中的脂肪酸酯是由饱和或不饱和的一元醇、多元醇与脂肪酸在催化剂存在下反应制得，反应温度在８０℃～１８０℃，可以在真空条件下反应也可以在非真空条件下，反应程度通过酸值控制，一般低于１６；脂肪酸酯胺是由脂肪酸和羟胺在真空条件下反应制得，反应温度在１６０℃～２５０℃之间，真空度－０．０１～０．０９Ｍｐａ，脂肪酸和羟胺的摩尔比为１∶１～４∶１。组合物的成分混合比例为２∶８～６∶４。本发明专利技术还提供了一种磷肥用消泡剂消泡性能的测试方法，采用模拟湿法磷酸生产进行消泡率测试，根据消泡率的变化评价消泡剂的消泡性能，与其他测试方法相比更接近生产实际，更具有实用性。

【技术实现步骤摘要】
一种磷肥用消泡剂的制备
本专利技术主要涉及一种湿法磷酸生产过程中所使用的消泡剂物质的制备，更确切地说是一种磷肥用消泡剂的制备，同时提供一种新的磷肥用消泡剂消泡效果测试的实验室方法。消泡剂是一种精细化学品添加剂，因此，本专利技术属于精细化工制剂

技术介绍
为了适应农业增产的需要，含磷复合肥已经成为我国化肥发展的重点。磷酸是生产高浓度含磷复合肥的重要原料。可以说高浓度磷复合肥的生产技术，主要依赖于磷酸工业的发展。磷酸的生产方法可分为热法和湿法两类，由于前者能耗高价格贵，故世界各地的磷酸工业主要以湿法为主。用酸(硫酸、硝酸、盐酸等)分解磷矿制得的磷酸统称为湿法磷酸。而用硫酸分解磷矿制取磷酸的方法是湿法磷酸生产中最基本的方法，其化学反应式如下：反应生产出磷酸溶液和难溶性的硫酸钙结晶，根据CaSO4结晶形式不同，湿法磷酸生产又分为三种基本方法即为二水物法、半水物法和无水物法。无水物法，虽然可制得高浓度磷酸，但反应温度高，设备腐蚀严重，而且无水硫酸钙结晶细小，过滤困难，故很难在工业上推广采用。相对而言，二水物法具有操作控制容易，对设备材质要求较低和对磷矿适应性强等特点，但能耗大，生产过程复杂，不能直接生产出高浓度的磷酸。70年代以后，出现了新的半水物法，包括半水-二水及二水-半水流程等，这几种流程是很有发展前途的，并且逐渐发展成熟，半水物法可直接得到P2O5含量为40％～50％的磷酸，P2O5总收率可达到98％～98.5％，同时磷石膏的质量也得到提高。天然的磷矿含有磷酸盐、富集的石灰石或碳酸钙、氟化钙以及有机物质，这些矿石或由熔融的岩浆冷却结晶而成，或来自于干化的海床或湖床，由若干年前的动物、鱼等的骨头和牙齿组成。这些磷矿粉中含有约7％的碳酸盐、1％左右的有机物以及大于3％的F元素。湿法磷酸生产中，当磷矿粉与酸发生化学反应时，会释放大量CO2气体以及相当数量的HF气体。这些气体在粘稠的反应液中会夹带着污泥和矿粉粉末溢出液面，在液面形成稳定的-->泡沫，随着酸解反应的激烈进行，不断溢出的气体就会在料浆表面形成一个稳定的泡沫层，其体积通常可达到反应液体积的5％～10％。湿法磷酸生产中的起泡性和生产工艺、矿粉品质、混酸浓度等有关。与半水物法相比，二水物法中的泡沫问题就相对较轻，早期的机械搅拌就可以避免泡沫问题，而半水物法和无水物法泡沫就相当严重，主要因为反应液粘稠、浓度较高。品质高的矿粉起泡性低于品质低的矿粉。湿法磷酸生产的泡沫问题对生产操作有很大影响甚至可能直接影响到生产的正常进行。首先，它影响磷矿粉的分散及酸解反应，造成生产能力下降；其次，泡沫层既降低了设备利用率，又使料位观察困难；第三，阻碍了反应过程中水分蒸发及热量移走，导致萃取槽反应温度升高，严重时泡沫会被大量带至尾吸系统甚至漫槽，造成P2O5损失及环境污染。所以必须消除泡沫的影响。消泡方法主要有机械消泡和化学消泡。随着目前磷肥工业生产规模加大，生产效率提高以及生产工艺的改进，机械消泡已经无法满足生产需要。化学消泡剂，尤其是合成消泡剂具有效率高、用量少、使用灵活的特点，在生产中得以广泛应用。国外用于湿法磷酸生产过程中的消泡剂主要有脂肪酸、脂肪醇、磷酸酯、脂肪酰胺等。国内一般用妥尔油松脂、妥尔油脂肪酸、油酸及其硫酸盐、国产YX-1和改性YX-2型以醇胺脂肪酸酰胺为主体的复合含油基型消泡剂。专利US3437437中使用妥尔油与一、二及三乙醇胺反应制得消泡剂，同时提出添加表面活性剂如TX-100等可增加其消泡性能。专利US4083936阐述一系列的磷酸酯也可作为磷肥消泡剂使用，专利技术中对一系列的磷酸酯进行了橡胶受损测试，发现此类消泡剂对橡胶的损害很小，但此类磷酸酯都是固体，给应用带来诸多不便。专利US4581156认为向湿法磷酸生产中添加聚丙烯酰胺或将聚丙烯酰胺与磺化脂肪酸以一定比例混合可达到一定的消泡效果。专利US1245127提供了一种湿法磷酸用消泡剂，此消泡剂主要含有一元羧酸或磺化一元羧酸、一元烷醇酰胺和长链醇类，且专利技术认为长链醇类有消泡增效作用。专利JP55092110阐述了使用烷基酚聚氧乙烯醚和矿物油的混合物作为消泡剂，此类消泡剂对反应器壁的橡胶无腐蚀作用，但价格较高，很难推广使用。目前由于磷肥需求量逐渐加大，磷酸需求量也随之增加，因此，很多磷肥厂为了增加磷酸产量，贫矿使用率也越来越高，加上工艺不断改进，湿法磷酸生产中产生的泡沫问题就愈来愈严重，现有的消泡剂已无法很好的解决泡沫问题，基于此状况，本专利技术研制成功了一种湿法磷酸用的消泡剂，消泡效果明显好用一般消泡剂。
技术实现思路
[要解决的问题]-->本专利技术的目的是提出一种制备高效磷肥用消泡剂的方法，达到很好的解决湿法磷酸生产中的泡沫问题。而且本专利技术设计了一种磷肥用消泡剂消泡性能的测试方法，与其他测试方法相比更接近生产实际，更具有实用性。[技术方案](1)消泡剂制备工艺本专利技术的消泡剂主要成分是脂肪酸酯和脂肪酸酯胺的组合物。该组合物中的脂肪酸酯是由饱和或不饱和的一元醇、多元醇与脂肪酸在催化剂存在下反应制得；脂肪酸酯胺是由脂肪酸和羟胺在真空条件下反应制得。组合物的成分混合比例为2∶8～6∶4。上述脂肪酸酯和脂肪酸酯胺中的脂肪酸可以是相同的也可以是不相同的，它们可以为饱和脂肪酸或不饱和脂肪酸。饱和脂肪酸中的烃基为含有4～18个碳原子的脂肪族烃链，如棕榈酸、硬脂酸等。不饱和脂肪酸中的烃基为含有16～20个碳原子的烯烃链，如油酸、亚油酸、篦麻油酸等。其通式可用下式表示：CH3[{(CH2)m}a{(CH3)nCH＝CH(CH2CH＝CH)p}(CH2)q]bCOOH通式中m为2～16的整数，n、q为3～10的整数，a、b、p分别为0～1的整数。当p＝0时n+q为12～16的整数，当p＝1时n+q为9～13的整数，a、b任一可为1但不能同时为1。制取脂肪酸酯所使用的醇为含有1～15个碳原子的饱和或不饱和的一元醇、多元醇。制取脂肪酸酯胺所用的羟胺主要是链烷基醇胺和取代基为羟烷基的亚烷基二胺。链烷醇胺可用以下通式表示：H3-yN(CH2CH2OH)y          y：1～3的整数取代基为羟烷基的亚烷基二胺可用以下通式表示：(HOR′)2NCH2CH2N(ROH)2上式中R、R′分别是含有2～3个碳原子的二元脂肪族烃基，如N，N-四羟基丙基乙二胺、N，N-四羟基异丙基乙二胺、N，N-四羟基乙基乙二胺、N，N-四羟基丙基乙基乙二胺等、N，N-四羟基异丙基丙基乙二胺等。因此羟胺可用以下的总通式表示：[(CH2CH2OH)y]z[(HOR′)2NCH2CH2]xN[(ROH)2]x[H3-y]y、R、R′与以上描述一致；x、z是0～1的整数，可任一为1但不能同时为1。在脂肪酸酯制取的反应中，所使用的催化剂可选酸性催化剂或碱性催化剂，酸性催化-->剂如浓硫酸，苯磺酸，磷酸等。碱性催化剂如氢氧化钠、氢氧化钾等。反应温度在80℃～180℃，可以在真空条件下反应也可以在非真空条件下。反应程度通过酸值控制，一般低于16。在脂肪酸酯胺制取的反应中，获得的是酯、酰胺、酯-酰胺基化合物的混合物。因为在脂肪酸和羟胺反应中很容易同时发生酯化、酰胺化或一个分子上同时发生酯化和酰胺化反应。但这种酯化或酰胺化反应的衍生物不会影响本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术研制了一种磷肥用消泡剂的制备，其主要成分为是脂肪酸酯和脂肪酸酯胺的组合物。组合物的成分混合比例为２∶８～６∶４。

【技术特征摘要】
1、本发明研制了一种磷肥用消泡剂的制备，其主要成分为是脂肪酸酯和脂肪酸酯胺的组合物。组合物的成分混合比例为2∶8～6∶4。2、权利要求1所述的消泡剂，其中所述的脂肪酸酯是由饱和或不饱和的一元醇、多元醇与脂肪酸在催化剂存在下反应制得，反应温度在80℃～180℃，可以在真空条件下反应也可以在非真空条件下。反应程度通过酸值控制，一般低于16。制取脂肪酸酯所使用的醇为含有1～15个碳原子的饱和或不饱和的一元醇、多元醇。3、权利要求1所述的消泡剂，其中所述的脂肪酸酯胺是由脂肪酸和羟胺在真空条件下反应制得反应温度在160℃～250℃之间，真空度-0.01～0.09Mpa，脂肪酸和羟胺的摩尔比为1∶1～4∶1。制...

【专利技术属性】
技术研发人员：王红娟，吴飞，曹治平，
申请(专利权)人：南京四新科技应用研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]