本创新技术涉及一种聚磷酸铵合成工艺及其专用反应装置。该工艺包括将磷酸氢二铵、五氧化二磷和尿素混合,制备出均匀粉末。该反应器设计独特,优化了聚磷酸铵的生产效率和质量。
背景技术
磷酸铵(Ammon i um Po l yphosphate,APP)由于其出色的阻燃性能所以常常被作为阻燃剂使用,APP的构成不是单一的分子,而是由许多磷酸分子通过缩合形成的链状聚合物,其中磷原子与氧原子通过共价键彼此相连。聚磷酸铵一共有APP-Ⅰ至APP-Ⅵ6六种晶型,其中Ⅱ、Ⅴ型应用场景更多,诸如肥料、阻燃剂。目前制备聚磷酸铵方法主要为以下几种:磷酸-尿素法、磷酸铵盐脱水聚合法、磷酸铵与五氧化二磷聚合法和五氧化二磷、氨气、水蒸气气相聚合法。磷酸-尿素法是以尿素作为氨源和缩聚剂,与磷酸混合并加热,使反应物在气相中保持足够的氨浓度,促进聚磷酸铵的脱水缩聚反应。磷酸铵盐脱水聚合法是利用磷酸铵盐(如磷酸二氢铵)与尿素的脱水缩聚反应,在高温下生成聚磷酸铵。磷酸铵与五氧化二磷聚合法是在氨气环境中,磷酸铵与五氧化二磷反应,生成长链、高聚合度的聚磷酸铵。五氧化二磷、氨气、水蒸气气相聚合法是用五氧化二磷与氨气和水蒸气在高温下反应,生成偏磷酸铵,进而聚合成APP。这些传统方法已在工业上应用多年,工艺相对成熟,操作人员经验丰富,工艺流程简单且可重复性强,适合标准化生产。
但是传统制备方法大多依赖外部加热,导致反应器内温度分布不均,容易出现局部过热或冷却的问题,影响聚磷酸铵的聚合度和产品质量。另外传统工艺中控水效果差,水分的引入和排出难以控制,容易导致副反应或降低产品聚合度。
实现思路