專利名稱：一種濃縮濕法磷酸和其他無機(jī)酸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工類，是一種采用減壓(或常壓)蒸發(fā)濃縮濕法磷酸的一種方法。
通常含28-32％P2O5的濕法磷酸須濃縮至50-53％P2O5的商品級(jí)磷酸。目前濕法磷酸的濃縮主要采用蒸汽加熱的蒸發(fā)器、鼓泡式濃縮器、浸沒燃燒蒸發(fā)器以及外加熱循環(huán)真空蒸發(fā)器。這些裝置都存在能耗高、環(huán)境污染、設(shè)備腐蝕和結(jié)垢嚴(yán)重的問題。
本工藝采用減壓蒸發(fā)和水蒸氣蒸餾原理。蒸發(fā)塔內(nèi)裝有煤油(含有不同烴類混合物)或二甲苯。煤油或二甲苯與磷酸具有互不相溶性。煤油或二甲苯作為載熱體被塔外熱源加熱，在一定的真空度下，塔內(nèi)溫度維持在80-85℃，經(jīng)加熱后的磷酸由泵從塔頂加入煤油或二甲苯之中。稀磷酸在塔中被蒸發(fā)濃縮，而煤油中的部分輕組分也隨之蒸發(fā)，塔頂蒸汽經(jīng)冷凝分層，上層為油，可返回系統(tǒng)繼續(xù)使用。下層為水。試驗(yàn)證明，產(chǎn)品酸的濃度主要取決于稀酸進(jìn)料速率、稀酸的停留時(shí)間、稀酸滴的分散度以及塔溫、塔壓等因素。
該工藝的優(yōu)點(diǎn)1.由于采用了熱煤油或二甲苯作連續(xù)相，作為分散相的稀酸不與塔的內(nèi)表面直接接觸，因此能防止塔體的嚴(yán)重腐蝕問題。
2.弛放出的氟硅酸蒸汽溶解于冷凝液之中，從而省去了洗滌器。
3.煤油或二甲苯處于一個(gè)封閉體系內(nèi)，不會(huì)造成火災(zāi)。
4.不會(huì)造成設(shè)備的結(jié)垢和堵塞問題。
5.改變酸的進(jìn)料流速和停留時(shí)間可以得到不同濃度的酸。
例一、用φ50×2000的玻璃管作為蒸發(fā)濃縮柱，柱頂端用橡皮塞封住，橡皮塞開有三個(gè)孔，分別為稀磷酸進(jìn)口、蒸汽出口和溫度計(jì)插口。濃縮柱底部有一小接口，作為濃酸的出口。距底部約4cm處開有一φ18×200的側(cè)管，插入溫度計(jì)以測(cè)有機(jī)物的溫度。柱內(nèi)煤油填充高度約1.5米，柱外纏繞電加熱帶，通過調(diào)壓器控制電壓。啟動(dòng)電源，將煤油加熱至90℃(從兩溫度計(jì)可分別讀出煤油主體溫度及共沸蒸汽溫度)，開啟真空泵，將真空度控制在1500Pa，最后打開進(jìn)料閥，稀酸從高位槽以0.3L/h的流量呈滴狀流入真發(fā)濃縮柱，大約20分鐘之后即可打開出料閥放出部分濃磷酸，直到進(jìn)料完畢為一個(gè)循環(huán)。通過五次循環(huán)，就可把30％P2O5的濕法磷酸濃縮至52％P2O5的商品級(jí)磷酸。例二柱內(nèi)填充二甲苯，啟動(dòng)電源，將二甲苯加熱至95℃，打開進(jìn)料閥，稀酸從高位槽以0.3L/h的流量呈滴狀流入真發(fā)濃縮柱，大約20分鐘之后即可打開出料閥放出部分濃磷酸，直到進(jìn)料完畢為一個(gè)循環(huán)。通過五次循環(huán)，就可把30％P2O5的濕法磷酸濃縮至52％P2O5的商品級(jí)磷酸。
權(quán)利要求
本發(fā)明是一種蒸發(fā)濃縮無機(jī)酸，特別是濕法磷酸的一種方法。本方法的特點(diǎn)是用烴類有機(jī)物，例如煤油、二甲苯、辛烷等，作為對(duì)酸進(jìn)行直接加熱的載熱體。利用烴類有機(jī)物與被濃縮酸或水的互不相溶性，達(dá)到冷凝液中的油和水的分離、濃縮后的酸和烴類有機(jī)物分離。在酸的濃縮過程中，烴類有機(jī)物還起著保護(hù)蒸發(fā)設(shè)備器璧不被腐蝕的作用。酸在濃縮過程中產(chǎn)生的沉淀物隨酸帶走，降低蒸發(fā)設(shè)備器璧的垢層，強(qiáng)化傳熱效果。在濃縮濕法磷酸時(shí)弛放出的氟硅酸蒸汽溶解于冷凝液中，蒸發(fā)流程可省去洗滌操作。本方法可通過調(diào)節(jié)加入酸的流速或不同出料位置獲得不同濃度要求的產(chǎn)品酸。
全文摘要
本發(fā)明屬于化工類，是一種采用減壓(或常壓)蒸發(fā)濃縮濕法磷酸的一種方法。向濃縮塔注入一定量的煤油或二甲苯，并保持一定的溫度，把稀酸酸分散滴入煤油中，酸滴在下降過程中直接從煤油或二甲苯獲得熱量并和煤油中部分輕組分或二甲苯中一部分同時(shí)蒸發(fā)。由于煤油或二甲苯和磷酸互不相溶性，其中油水冷凝液自然分層，從而達(dá)到分離。冷凝液中的油返回塔內(nèi)循環(huán)使用。塔內(nèi)的油能起防腐、防垢作用，調(diào)節(jié)滴入的酸量可獲得不同濃度的產(chǎn)品酸。
文檔編號(hào)C01B25/234GK1390779SQ0111426
公開日2003年1月15日 申請(qǐng)日期2001年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月12日
發(fā)明者陳中, 包傳平, 徐旺生, 陳古圣 申請(qǐng)人:武漢化工學(xué)院