本發(fā)明涉及一種銨鹽的生產(chǎn)方法，尤其是一種無機銨鹽的生產(chǎn)方法，還涉及該無機銨鹽和應用，屬于精細磷化工領域。
背景技術：
水溶性聚磷酸銨(wsapp)外觀為白色粉末，是一種含氮和磷的聚磷酸鹽，當聚合度n小于20時，為水溶性，稱為短鏈app或wsapp，當n大于20時，為難溶性，稱為長鏈app。
聚合度2-20的聚磷酸銨(wsapp)具有氮、磷養(yǎng)分含量高、全水溶、應用方便、ph值呈中性、使用安全、鰲合能力強、易于吸收利用、在土壤中逐步水解、緩釋長效等優(yōu)點，符合當前化學肥料高效化、液體化、緩效化、專用化、多成分化和多功能化的發(fā)展趨勢，是目前國內外高濃度水溶肥和復肥的重要原料，是我國化肥產(chǎn)業(yè)升級和產(chǎn)品結構調整需要大力發(fā)展的核心基礎原料品種之一。此外，水溶性聚磷酸銨鹽具有磷氮協(xié)同、全水溶、穩(wěn)定性好、低煙、無鹵無毒的特點，在纖維、木材、紙張、水性防火涂料的阻燃處理中得到廣泛應用，市場需求快速增長，這在本領域內眾所周知。
水溶性聚磷酸銨是美國田納西流域管理局(tva)在上世紀60年代進行開發(fā)，并于70年代初實現(xiàn)了大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。tva工藝是在管式反應器中由高度濃縮的濕法磷酸在300℃左右高溫下與氨氣反應，生成聚磷酸銨液體，產(chǎn)品的規(guī)格為11-37-0和10-34-0兩種。目前，全球僅美國、比利時、法國、俄羅斯等國家有規(guī)?；a(chǎn)，中國只有為數(shù)不多的幾家企業(yè)生產(chǎn)，產(chǎn)量極小，質量參次不齊。
由于水溶性聚磷酸銨的優(yōu)異性能，近年來，我國逐漸開始重視水溶性聚磷酸銨的研究和應用，重點集中在水溶性聚磷酸銨的生產(chǎn)技術研究和以其為基礎的高濃度全水溶性復合肥料的產(chǎn)品開發(fā)。目前，國內水溶性聚磷酸銨(wsapp)的生產(chǎn)技術主要有磷酸尿素縮合法、磷酸銨鹽尿素縮合法、磷酸銨鹽五氧化二磷聚合法以及聚磷酸和氨氣氨化法等4種。
中國專利cn201210119676.3公開了由108％的磷酸、水和碳酸氫銨生產(chǎn)聚磷酸銨水溶液產(chǎn)品的敘述，在不斷攪拌的情況下，同時連續(xù)加入水、碳酸氫銨、107％的多聚磷酸進行中和反應，經(jīng)過4小時后，產(chǎn)品含氮為11.2％，含五氧化二磷38.6％，密度1.4，ph值為5.6，以二聚物(焦磷酸銨)為主，聚合程度為70％左右。該方法聚合程度低，ph值呈酸性，只能生產(chǎn)水溶液，不能得到固體產(chǎn)品，且只有70％的二聚物，致使鰲合能力減弱，緩釋性能變差。
中國專利cn201410781455.1中公開描述了一種用濕法磷酸制取全水溶性聚磷酸銨水溶液的方法，通過采用濃度在30％到80％的濕法磷酸與氨氣加熱反應制取全水溶低聚合度聚磷酸銨水溶液。該方法能耗較高，只能生產(chǎn)水溶液，不能得到固體產(chǎn)品，且水不溶物較多。
中國專利cn201511000601.3公開了一種全水溶性固體聚磷酸銨的制備方法。該法將磷酸二氫銨熔融得到熔融料漿，將所制得熔融料漿加入尿素攪拌反應得到反應料漿，隨后將反應料漿加入到水溶性固體聚磷酸銨反應完成得到聚合固化物，反應過程中反應體系溫度降溫至80℃以下得到水溶性固體聚磷酸銨。該方法原料消耗較高，反應時間過長，管道容易堵塞，生產(chǎn)控制困難。
中國專利cn201510923064.3公開了一種利用濕法磷酸與黃磷為原料來制取聚磷酸銨的新型生產(chǎn)技術。該方法采用以折p2o5含量為30％到55％的濕法磷酸與黃磷、液氨為主要原料來制取水溶性好的低聚合度聚磷酸銨產(chǎn)品，可直接生產(chǎn)固體和液體兩種形態(tài)的產(chǎn)品，聚合度為2到10，聚合率為40％到80％。該方法聚合率低，鰲合能力減弱，緩釋性能差。
中國專利cn201610454531.7公開了一種濕法凈化磷酸制備水溶聚磷酸銨的生產(chǎn)方法，濕法凈化磷酸濃度為70-85％，與尿素在40-100℃下預混合后，控制混合物料反應溫度為130℃-200℃，經(jīng)20-120分鐘聚合反應，反應產(chǎn)物經(jīng)冷卻得到水溶性聚磷酸銨固體產(chǎn)品。其產(chǎn)品中n、p2o5總養(yǎng)分大于70％，水不溶物小于0.5％。該方法原料消耗較高，反應時間過長，生產(chǎn)控制困難，分散度較大，產(chǎn)品極易吸濕，質量不穩(wěn)定，廢氣處理負荷大。
中國專利cn201610078512.9公開了一種聚磷酸銨顆粒的制備方法，將磷化劑及氨化劑的溫度加熱至20℃-160℃，控制加熱后的磷化劑中p2o5與氨化劑中nh3的質量比為0.9-4.1:1，將所述磷化劑與氨化劑在管式反應器或攪拌槽內反應0.1-60s，得反應產(chǎn)物，控制反應產(chǎn)物的溫度為150-400℃，保溫1-180min后，通過常規(guī)造粒機的噴槍將其噴灑在所述造粒機的平板上形成液滴，冷卻，液滴形成顆粒，將顆粒從平板上脫落，即得聚磷酸銨顆粒產(chǎn)品。該方法反應溫度較高，工藝流程復雜，反應進程緩慢，產(chǎn)品分散度較大。
此外，us3382059報道了用商品濕法磷酸濃縮成過磷酸，在管式反應器中與氨反應，生成熔融態(tài)高濃度聚磷酸銨，加水冷卻成商品級10-34-0(氮磷鉀質量分數(shù))的液體肥料產(chǎn)品。日本公開特許昭49-30356報道了采用正磷酸銨鹽(如磷酸二氫銨)與尿素混合加熱脫水來制取水溶性聚磷酸銨產(chǎn)品的方法，由于其反應進程緩慢，生產(chǎn)控制困難，產(chǎn)率低，能耗高，從而影響了其工業(yè)化的實施推廣。
總的來說，上述技術或多或少的存在以下不足：工藝流程復雜，反應進程緩慢，設備腐蝕嚴重，管道容易堵塞，生產(chǎn)控制困難，反應溫度較高，能耗大雜質多，產(chǎn)品平均聚合度小，聚合率較低，分散度較大，總養(yǎng)分低，極易吸濕，溶解度小，不溶物過多，質量不穩(wěn)定，廢氣處理負荷大，生產(chǎn)環(huán)境差，環(huán)保壓力較大。
隨著業(yè)內多年來對水溶性聚磷酸銨優(yōu)異性能的逐步認可，以及水肥一體化的實施發(fā)展，在木材、紙張、水性涂料的阻燃處理中得到廣泛應用，水溶性聚磷酸銨市場需求已被激發(fā)，預計未來幾年水溶性聚磷酸銨的生產(chǎn)與應用將會出現(xiàn)快速增長。國內企業(yè)因對水溶性聚磷酸銨生產(chǎn)技術的認識不統(tǒng)一，產(chǎn)品質量差異較大，產(chǎn)量較小，無法滿足市場需求，每年都需進口。
因此，本領域急需一種聚合度適中，具有良好鰲合能力和緩釋性能，儲運方便的固體水溶性聚磷酸銨產(chǎn)品生產(chǎn)技術。
技術實現(xiàn)要素：
為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種固體水溶性聚磷酸銨鹽的生產(chǎn)技術，使用含氮物質與磷酸，在縮合劑存在下，于聚合反應器中發(fā)生縮聚反應，通過聚合條件控制，生成不同品質的低聚合度磷酸銨鹽顆粒狀固體產(chǎn)品。本發(fā)明公開的生產(chǎn)技術流程簡短，產(chǎn)品質量穩(wěn)定，過程環(huán)保。
本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的：
一種無機銨鹽的生產(chǎn)方法，將縮合劑、含氮物質與磷酸混于聚合反應器中進行聚合反應，其中，所述縮合劑是五氧化二磷或尿素，磷酸的質量濃度為75％至125％，縮合劑、含氮物質與磷酸的質量比為1.0：(0.5-2.0)：(2.0-7.0)。
進一步地，所述含氮物質包括氨氣﹑磷酸一銨﹑尿素﹑碳酸銨﹑碳酸氫銨或氨基甲酸銨。
進一步地，所述的聚合反應的壓力為0.2mpa-30mpa。
進一步地，所述的聚合反應的溫度為60℃-180℃。
進一步地，所述的聚合反應的時間為30min-300min。
本發(fā)明涉及的上述無機銨鹽的生產(chǎn)方法得到的無機銨鹽，所述無機銨鹽為粒狀固體水溶性聚磷酸銨。
本發(fā)明涉及的無機銨鹽的應用，所述的無機銨鹽用于肥料、木材、紙張以及特殊液體的阻燃。
本發(fā)明所述的產(chǎn)品含氮≥16.0％，含五氧化二磷≥57.0％，密度1.6，ph值≥6.5，平均聚合度≥3.5，聚合率≥99％。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下明顯優(yōu)點：
1、流程簡短，過程安全環(huán)保，原料和能源消耗低。
2、產(chǎn)品是固體，非常方便儲存﹑運輸和使用。
3、產(chǎn)品質量穩(wěn)定，ph值呈中性，聚合度高，聚合率大，分散度較小，聚合反應較完全；鰲合能力強，緩釋性能優(yōu)秀。
具體實施方式
下面將結合實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是對本發(fā)明一部分實例，而不是全部的實例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。實施例中的聚合反應器為脫揮雙螺桿聚合反應器，也可以是其他常規(guī)的聚合反應器。
實施例1
稱取75％的磷酸780公斤，液氨310公斤和五氧化二磷430公斤加入聚合反應器中，啟動反應，控制溫度在120℃左右，壓力為0.4mpa，進行90min的聚合反應，經(jīng)冷卻﹑破碎得到粒狀固體水溶性聚磷酸銨產(chǎn)品1480公斤。
實施例2
稱取75％的磷酸1570公斤，尿素580公斤加入聚合反應器中，啟動反應，控制溫度在130℃左右，壓力為1.8mpa，進行120min的聚合反應，經(jīng)冷卻﹑破碎得到粒狀固體水溶性聚磷酸銨產(chǎn)品1452公斤。
實施例3
稱取75％的磷酸1180公斤，磷酸一銨350公斤和尿素500公斤加入聚合反應器中，啟動反應，控制溫度在150℃左右，壓力為1.0mpa，進行150min的聚合反應，經(jīng)冷卻﹑破碎得到粒狀固體水溶性聚磷酸銨產(chǎn)品1494公斤。
實施例4
稱取85％的磷酸1385公斤，尿素542公斤加入聚合反應器中，啟動反應，控制溫度在130℃左右，壓力為1.4mpa，進行120min的聚合反應，經(jīng)冷卻﹑破碎得到粒狀固體水溶性聚磷酸銨產(chǎn)品1486公斤。
實施例5
稱取85％的磷酸695公斤，五氧化二磷215公斤，磷酸一銨350公斤和液氨258公斤加入聚合反應器中，啟動反應，控制溫度在150℃左右，壓力為1.6mpa，進行180min的聚合反應，經(jīng)冷卻﹑破碎得到粒狀固體水溶性聚磷酸銨產(chǎn)品1448公斤。
實施例6
稱取105％的磷酸1121公斤，尿素186公斤，液氨210公斤加入聚合反應器中，啟動反應，控制溫度在90℃左右，壓力為0.6mpa，進行90min的聚合反應，經(jīng)冷卻﹑破碎得到粒狀固體水溶性聚磷酸銨產(chǎn)品1418公斤。
實施例7
稱取105％的磷酸680公斤，五氧化二磷340公斤，液氨312公斤加入聚合反應器中，啟動反應，控制溫度在100℃左右，壓力為0.9mpa，進行80min的聚合反應，經(jīng)冷卻﹑破碎得到粒狀固體水溶性聚磷酸銨產(chǎn)品1413公斤。
實施例8
稱取116％的磷酸578公斤，尿素207公斤，液氨300公斤加入聚合反應器中，啟動反應，控制溫度在80℃左右，壓力為1.7mpa，進行70min的聚合反應，經(jīng)冷卻﹑破碎得到粒狀固體水溶性聚磷酸銨產(chǎn)品1048公斤。
實施例1-8的粒狀固體水溶性聚磷酸銨產(chǎn)品可用作肥料，以及木材、紙張、特殊液體(例如涂料、電解液)的阻燃。
實施例所得固體水溶性聚磷酸銨產(chǎn)品質量指標表1所示。
表1-固體水溶性聚磷酸銨產(chǎn)品質量指標
注*ca2+測試條件40℃ph＝7，fe3+測試條件95℃ph＝7。
以上僅為本發(fā)明設計構思的一些具體實施例證，雖然已經(jīng)給出并描述了優(yōu)選的實施方案，在不違背本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對上文描述的方法進行如在權利要求中的各種改變，因此，應理解為在此通過舉例描述而非限制本發(fā)明。
本發(fā)明的方法與產(chǎn)品已通過較佳實施例進行了描述，相關技術人員明顯能在不脫離本發(fā)明內容、精神和范圍內對本文所述的方法和產(chǎn)品進行改動或適當變更與組合，來實現(xiàn)本發(fā)明技術。特別需要指出的是，所有相類似的替換和改動對本領域技術人員來說是顯而易見的，它們都被視為包括在本發(fā)明精神、范圍和內容中。