一種濕法磷酸濃縮阻垢劑及其制備方法和應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種濕法磷酸濃縮阻垢劑及其制備方法和應(yīng)用，所述阻垢劑由以下重量份的原料制成：10～15份羧甲基纖維素鈉、10～20份檸檬酸類化合物、5～10份草酸類化合物、10～15份三乙醇胺、10～20份丙三醇、10～15份表面活性劑和5～45份水。本發(fā)明提供的阻垢劑通過螯合劑和表面活性劑共同作用明顯降低濕法磷酸濃縮結(jié)垢問題，且采用的原料來源廣泛，成本較低，可大幅降低濃縮垢的產(chǎn)生，明顯延長(zhǎng)開車時(shí)間。
【專利說明】
一種濕法磷酸濃縮阻垢劑及其制備方法和應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于濕法磷酸濃縮阻垢技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種濕法磷酸濃縮阻垢劑及其 制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 磷酸是制備各類精細(xì)磷化工產(chǎn)品的基礎(chǔ)性原料。制備磷酸的方法由熱法和濕法， 所得到的磷酸分別稱之為熱法磷酸和濕法磷酸。與熱法磷酸相比，濕法磷酸因成本低、耗能 低、環(huán)境污染小而被廣泛采用，但是濕法磷酸中含有大量雜質(zhì)，如F e2+/3+、Al3+、Mg2+、Ca2+、Na +、k+、f、so42-等。在濃縮過稱中，濕法磷酸中的雜質(zhì)離子逐漸從溶液中析出，并牢固的吸附 在濃縮系統(tǒng)表面，如吸附在石墨換熱器表面，造成濃縮系統(tǒng)堵塞、換熱效率低下等問題。濃 縮系統(tǒng)結(jié)垢后，需要停車進(jìn)行人工清除，不利于磷化工企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)。
[0003] 申請(qǐng)?zhí)枮镃N201210402811.5的中國(guó)專利公開了一種磷酸設(shè)備管道阻垢劑，涉及防 垢領(lǐng)域。它的主要成分及質(zhì)量百分含量為：十二烷基苯磺酸鈉0.5~1 %、硬脂酸鈉0.3~ 0.8%、木質(zhì)素磺酸鈉1~2.5%，聚丙烯酸鈉1.5~2%。使用時(shí)將阻垢劑加熱到20~80°C的 溫度后，加入磷酸設(shè)備管道內(nèi)。阻垢劑的加入量為濕法磷酸的0.03%-0.05%。由于硬脂酸 鈉溶解度低，聚丙烯酸鈉粘度大，該配方在使用過程中，當(dāng)配置有效成分濃度較低時(shí)，用量 較大，達(dá)到0.05%;當(dāng)提高有效成分濃度后，雖然使用量有所降低，但使用過程需要將阻垢 劑加熱至80°C以促進(jìn)其流動(dòng)，非常不利于生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種濕法磷酸濃縮阻垢劑及其制備方法和應(yīng) 用。所述阻垢劑中含有大量的螯合劑和表面活性劑，螯合劑與金屬離子螯合使其分散在溶 液中，表面活性劑阻止?jié)穹姿嶂械碾s質(zhì)在濃縮系統(tǒng)表面吸附。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種濕法磷酸濃縮阻垢劑，所述阻垢劑主要由以下重量 份的原料制成：10~15份羧甲基纖維素鈉、10~20份檸檬酸類化合物、5~10份草酸類化合 物、10~15份三乙醇胺、10~20份丙三醇、10~15份表面活性劑和5~45份水。
[0006] 所述羧甲基纖維素鈉聚合度為100~2000,羧甲基纖維素鈉含有大量羧基，能與 Fe3+/2+、Al3+、Mg2+形成螯合物，螯合物不易在設(shè)備外壁附著，從而達(dá)到阻垢的目的。
[0007] 所述梓檬酸類化合物選自梓檬酸、梓檬酸一鈉、梓檬酸二鈉、梓檬酸三鈉、梓檬酸 一銨、檸檬酸二銨和檸檬酸三銨中的一種或幾種。檸檬酸類化合物螯合能力更強(qiáng)，能夠有效 的螯合Fe 3+/2+、Al3+、Mg2+等金屬離子，與羧甲基纖維素鈉具有協(xié)同作用。
[0008] 所述草酸類化合物選自草酸、草酸一鈉、草酸二鈉、草酸一銨和草酸二銨中的一種 或幾種;草酸類化合物主要以螯合Ca2+為主，使Ca 2+以草酸鈣形式從溶液中析出，其次，草酸 仍能與諸如Fe3+/2+、Al3+、Mg 2+等離子螯合，減少金屬離子在設(shè)備內(nèi)壁的附著。
[0009] 所述表面活性劑選自十二烷基磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉和十二烷基苯磺酸鈉中的 一種或幾種。該類表面活性劑溶解性好、價(jià)格低廉，最重要的是，它們能在設(shè)備表面吸附能 力強(qiáng)，可以有效的防止金屬離子在設(shè)備表面結(jié)垢。
[0010]本發(fā)明濕法磷酸濃縮阻垢劑工作原理如下:本發(fā)明阻垢劑含有大量能與金屬離子 螯合的螯合劑和表面活性劑;螯合劑能與金屬離子形成較強(qiáng)的螯合作用，在磷酸濃縮過程 中，？63+/2+^1 3+、1%2+心2+等金屬離子與羧甲基纖維素鈉螯合，梓檬酸、草酸、三乙醇胺和丙 三醇等與羧甲基纖維素有強(qiáng)烈的協(xié)同效應(yīng)，金屬離子被螯合劑后分散在溶液中，不易在換 熱設(shè)備表面形成致密的磷酸鹽垢。另外，表面活性劑能吸附在濃縮系統(tǒng)表面，阻止了濕法磷 酸中的雜質(zhì)在濃縮系統(tǒng)表面吸附，本發(fā)明通過螯合劑和表面活性劑兩個(gè)因素共同作用，明 顯降低濕法磷酸濃縮結(jié)垢問題。
[0011] 本發(fā)明還提供所述濕法磷酸濃縮阻垢劑的制備方法，所述方法將羧甲基纖維素 鈉、檸檬酸類化合物、草酸類化合物、三乙醇胺、丙三醇、表面活性劑和水按比例投入反應(yīng)釜 中攪拌制得濕法磷酸濃縮阻垢劑。
[0012] 進(jìn)一步地，所述方法將羧甲基纖維素鈉、檸檬酸類化合物、草酸類化合物、三乙醇 胺、丙三醇、表面活性劑和水按比例投入反應(yīng)釜中，在50~90°C攪拌1~3h制得濕法磷酸濃 縮阻垢劑。本阻垢劑制備只是單純的混合均勻，無化學(xué)反應(yīng)。
[0013] 本發(fā)明還提供所述濕法磷酸濃縮阻垢劑的應(yīng)用：在濕法磷酸濃縮過程中，所述阻 垢劑加入量為濕法磷酸的〇 . 01 %~〇. 03 %。即可大幅降低濃縮垢的產(chǎn)生，大幅延長(zhǎng)開車時(shí) 間。
[0014] 本發(fā)明以小分子螯合劑為主要成分，具溶解性好、流動(dòng)性高的優(yōu)點(diǎn)，在常溫及低溫 下均可使用，且使用量小，成本更加低廉，具有較廣的應(yīng)用價(jià)值。
[0015] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:本發(fā)明提供的阻垢劑加入量更少，降 低了濕法磷酸中雜質(zhì)的引入。此外，通過螯合劑和表面活性劑共同作用明顯降低濕法磷酸 濃縮結(jié)垢問題，且采用的原料來源廣泛，成本較低，可大幅降低濃縮垢的產(chǎn)生，明顯延長(zhǎng)開 車時(shí)間。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0017] 實(shí)施例！
[0018] 將羧甲基纖維素鈉 10Kg、檸檬酸10Kg、草酸5Kg、三乙醇胺10Kg、丙三醇10Kg、十二 烷基苯磺酸鈉 IOKg和水45Kg投入反應(yīng)釜中，在50°C攪拌Ih完成配置，成品包裝后以備使用， 使用時(shí)不需加熱直接使用。
[0019] 該濃縮阻垢劑用于云南某濕法磷酸企業(yè)后，用量為濕法磷酸0.03%時(shí)，開車時(shí)間 由15天延長(zhǎng)至18天。
[0020] 實(shí)施例2
[0021]將羧甲基纖維素鈉 12Kg、檸檬酸一鈉 16Kg、草酸一鈉 9Kg、三乙醇胺12Kg、丙三醇 15Kg、十二烷基硫酸鈉 12Kg和水26Kg投入反應(yīng)釜中，在70 °C攪拌2h即可。
[0022] 該濃縮阻垢劑用于云南某濕法磷酸企業(yè)后，用量為濕法磷酸0.02%時(shí)，開車時(shí)間 由15天延長(zhǎng)至32天。
[0023] 實(shí)施例3
[0024]將羧甲基纖維素鈉 15Kg、檸檬酸二鈉 21Kg、草酸二鈉 12Kg、三乙醇胺15Kg、丙三醇 20Kg、十二烷基磺酸鈉15Kg和水5Kg反應(yīng)釜中，在90 °C攪拌3h即可。
[0025] 該濃縮阻垢劑用于云南某濕法磷酸企業(yè)后，用量為濕法磷酸0.01 %時(shí)，開車時(shí)間 由15天延長(zhǎng)至38天。
[0026] 若改變上述實(shí)施例中的實(shí)驗(yàn)方案，制得的阻垢劑用量均為0.03%，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1 所示。
[0027] 表 1
L0029J由表1可知，本發(fā)明提供的配方制得的阻垢劑效果最好。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種濕法磷酸濃縮阻垢劑，其特征在于，所述阻垢劑主要由以下重量份的原料制成： 10~15份羧甲基纖維素鈉、10~20份梓檬酸類化合物、5~10份草酸類化合物、10~15份三 乙醇胺、10~20份丙三醇、10~15份表面活性劑和5~45份水。2. 如權(quán)利要求1所述的濕法磷酸濃縮阻垢劑，其特征在于，所述羧甲基纖維素鈉聚合度 為100~2000。3. 如權(quán)利要求1所述的濕法磷酸濃縮阻垢劑，其特征在于，所述檸檬酸類化合物選自檸 檬酸、朽1檬酸一鈉、朽 1檬酸二鈉、朽1檬酸三鈉、朽1檬酸一銨、朽1檬酸二銨和梓檬酸三銨中的一 種或幾種。4. 如權(quán)利要求1所述的濕法磷酸濃縮阻垢劑，其特征在于，所述草酸類化合物選自草 酸、草酸一鈉、草酸二鈉、草酸一銨和草酸二銨中的一種或幾種。5. 如權(quán)利要求1所述的濕法磷酸濃縮阻垢劑，其特征在于，所述表面活性劑選自十二烷 基磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉和十二烷基苯磺酸鈉中的一種或幾種。6. -種如權(quán)利要求1~5任一所述的濕法磷酸濃縮阻垢劑的制備方法，其特征在于，所 述方法將羧甲基纖維素鈉、檸檬酸類化合物、草酸類化合物、三乙醇胺、丙三醇、表面活性劑 和水按比例投入反應(yīng)釜中攪拌制得濕法磷酸濃縮阻垢劑。7. 如權(quán)利要求6所述的濕法磷酸濃縮阻垢劑的制備方法，其特征在于，所述方法將羧甲 基纖維素鈉、檸檬酸類化合物、草酸類化合物、三乙醇胺、丙三醇、表面活性劑和水按比例投 入反應(yīng)釜中，在50~90°C攪拌1~3h制得濕法磷酸濃縮阻垢劑。8. -種如權(quán)利要求1~5任一所述的濕法磷酸濃縮阻垢劑的應(yīng)用，其特征在于，阻垢劑 的加入量為濕法磷酸的〇. 01 %~〇. 03%。
【文檔編號(hào)】C01B25/234GK106007014SQ201610505079
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年6月30日
【發(fā)明人】張暉, 周瓊波, 何賓賓
【申請(qǐng)人】云南磷化集團(tuán)有限公司