專利名稱：一種真空結晶生產磷酸脲的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及化工技術領域，具體來說涉及一種真空結晶生產磷酸脲的 方法。
背景技術：
磷酸脲是由磷酸和尿素反應生成的 一種具有氨基結構的配位絡合化合 物。作為一種廣泛應用于畜牧業(yè)、工業(yè)、農業(yè)等領域的精細化工產品，尤
其是作為歐共體(FAO)飼料業(yè)法定一類添加劑，聯(lián)合國糧農組織(FAO) 推薦使用的反芻動物專用營養(yǎng)添加劑和磷的補充劑，具有廣闊的市場前景。
目前生產磷酸脲結晶的方法很多，主要有間壁式或盤管式冷卻結晶法。 此方法由于晶體優(yōu)先在溫度較低的結晶器內壁或盤管外表面析出，造成換 熱效率下降，降溫緩慢，結晶時間過長(一般需要5 10h),生產周期過長， 產率下降，生產成本過高，因而無法滿足市場需要。
中國專利申請?zhí)?00810068832.1，于年月日公開了一種"以濕法磷酸 為原料生產磷酸脲的方法"。具體過程是以濕法H3P04質量百分比48-69% (以H3P04計)為原料，按比例加入相應的工業(yè)尿素和實驗室自制的活化 劑和懸浮劑，控制溫度在60-95。C，保持反應溫度0.5 1.5h，關閉攪拌裝置， 冷卻結晶，產品經(jīng)分離、干燥得到磷酸脲晶體。此方法存在降溫緩慢、生 產周期長的弊端。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服上述缺點而提供一種結晶時間短、結晶器不易 結垢、產品收率高、工藝簡單且生產成本低的真空結晶生產磷酸脲的方法。
本發(fā)明是一種真空結晶生產磷酸脲的方法，包括如下步驟
(1 )取質量百分比濃度為36 85%的磷酸加入到反應裝置中，啟動攪拌 裝置，轉速為100 200rpm,加入磷酸量的0~0.012%活化劑和0~0.010%懸浮劑^以4°C/min的速率升溫至60~100°C，加入磷酸與尿素的摩爾比為 1.0 1.4的尿素，保持溫度30-120 min,關閉加熱裝置；
(2)在真空度為0.01 0.50MPa條件下，濃縮，時間為10 60min,得到 含固量60~90%的磷酸脲晶漿溶液；在真空狀態(tài)下，將溫度降至30 40。C， 關閉真空系統(tǒng)；分離、干燥得到磷酸脲產品。
上述的一種真空生產磷酸脲的方法，其中磷酸為凈化磷酸、熱法磷 酸或濕法z疇酸。
上述的一種真空生產磷酸脲的方法，其中活化劑為十二烷基硫酸鈉 或月桂醇聚氧乙烯醚磷酸鈉；懸浮劑為聚乙二醇10000或聚乙烯比咯烷酮。
上述的一種真空生產磷酸脲的方法，其中分離后的母液用于生產肥 料或木材阻燃劑。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，由以上技術方案可知，本發(fā)明在真空濃縮時 只需利用反應后的余熱來進行真空濃縮降溫，不需提供新的熱量；料漿在 真空狀態(tài)下10 60min就可以完成結晶，結晶時間縮短了 5~10倍，提高了 裝置的生產能力，同時由于結晶可很容易控制到較低溫度，產品收率也得 到提高，以熱法磷酸和凈化磷酸為原料收率可達到90%以上，以濕法磷酸 為原料收率可達到80%以上。濕法磷酸為原津+,分離后的母液用于生產肥 料或木材阻燃劑。因而本發(fā)明簡單易工業(yè)化、生產成本低、生產效率高等 優(yōu)點。所得產品達到肥料級和飼料級磷酸脲的指標要求，具有很高的經(jīng)濟
效益和社會效益o
具體實施方式
實施例1
一種真空結晶生產磷酸脲的方法，包括如下步驟
取濃度為40% (以H3P0Ji")的熱法磷酸783. 63g,加入到裝有攪拌裝 置、帶真空的三口瓶中，三口瓶用保溫加熱套加熱；開動攪拌裝置，調節(jié) 攪拌機轉速為200rpm， 4°C/min的速率升溫至IOO'C;加入N含量46.4%的 肥料級尿素201.50g(尿素與磷酸的摩爾比為1:1.05)，保持反應溫度100。C繼 續(xù)攪拌120min,關閉加熱裝置。啟動真空裝置(此時不用加熱)，調節(jié)真空 度為0.5MPa，蒸發(fā)濃縮60min,當大部分晶體析出后(溫度為32°C )，關
4閉真空裝置，分離、干燥得產品454.88g(經(jīng)檢測，P20544.25%， N17.30%), 收率90.01%。
實施例2
一種真空結晶生產磷酸脲的方法，包括如下步驟
取濃度為58.6% (以HsP04計)的熱法磷酸753. 53g,加入到裝有攪拌 裝置、帶真空的三口瓶中，三口瓶用保溫加熱套加熱；開動攪拌裝置，調 節(jié)攪拌機轉速為140rpm， 4°C/min的速率升溫至80°C;加入N含量46.40/0 的肥料級尿素351.45g (尿素與磷酸的摩爾比為1:1.3),保持反應溫度80。C 繼續(xù)攪拌50min,關閉加熱裝置。啟動真空裝置(此時不用加熱)，調節(jié)真 空度為0.3MPa,蒸發(fā)濃縮50min，當大部分晶體析出后(溫度為30°C ), 關閉真空裝置，分離、干燥得產品640.87g(經(jīng)檢觀'j, P20544.32%， N17.33%)， 收率90.02°/。。
實施例3
一種真空結晶生產磷酸脲的方法，包括如下步驟
取濃度為68.5% (以H3P0J+)的凈化磷酸773. 83g,加入到裝有攪拌 裝置、帶真空的三口瓶中，三口瓶用保溫加熱套加熱；開動攪拌裝置，調 節(jié)攪拌機轉速為160rpm， 4°C/min的速率升溫至80°C;加入N含量46.40/。 的肥料級尿素454.35g (尿素與磷酸的摩爾比為1:1.4)，保持反應溫度80。C 繼續(xù)攪拌45min,關閉加熱裝置。啟動真空裝置(此時不用加熱)，調節(jié)真 空度為O.lMPa,蒸發(fā)濃縮30min，當大部分晶體析出后(溫度為34°C ), 關閉真空裝置，分離、干燥得產品780.00g(經(jīng)檢測，P20544.25%， N17.13%), 收率91.27%。
實施例4
一種真空結晶生產磷酸脲的方法，包括如下步驟
取濃度為61.5% (以H3P0J+)的熱法磷酸795. 83g，加入到裝有攪拌 裝置、帶真空的三口瓶中，三口瓶用保溫加熱套加熱；開動攪拌裝置，調 節(jié)攪拌機轉速為150rpm, 4。C/min的速率升溫至90°C;加入N含量46.40/。 的肥料級尿素329.62g (尿素與磷酸的摩爾比為1:1.1)，保持反應溫度90。C 繼續(xù)攪拌60min，關閉加熱裝置。啟動真空裝置(此時不用加熱)，調節(jié)真 空度為0.085MPa,蒸發(fā)濃縮50min,當大部分晶體析出后(溫度為33°C ), 關閉真空裝置，分離、干燥得產品718.39g(經(jīng)檢測，P20544.27%， N17.28%),收率91.04%。 實施例5
一種真空結晶生產磷酸脲的方法，包括如下步驟
取濃度為85% (以H3P0J+)的熱法磷酸768. 63g，加入到裝有攪拌裝 置、帶真空的三口瓶中，三口瓶用保溫加熱套加熱；開動攪拌裝置，調節(jié) 攪拌機轉速為100rpm, 4。C/min的速率升溫至60°C;加入N含量46.4。/o的 肥料級尿素400.00g(尿素與磷酸的摩爾比為1:1)，保持反應溫度60。C繼續(xù) 攪拌30min，關閉加熱裝置。啟動真空裝置(此時不用加熱)，調節(jié)真空度 為O.OlMPa，蒸發(fā)濃縮10min，當大部分晶體析出后(溫度為40°C ),關閉 真空裝置，分離、干燥得產品982.34g (經(jīng)檢測，P20544.04%， N17.08%)， 收率93.26%。
實施例6
一種真空結晶生產磷酸脲的方法，包括如下步驟
取濃度為36% (以H3P0J+)的濕法^^酸806. 62g,加入到裝有攪拌裝 置、帶真空的1000ml三口瓶中，三口瓶用保溫加熱套加熱；啟動攪拌設備， 調節(jié)攪拌機轉速為200rpm,加入0. 6g月桂醇聚氧乙烯醚磷酸鈉和0. 8g聚 乙烯比咯烷酮，4。C/min的速率升溫至IO(TC;加入N含量46.4%的肥料級 尿素231.12g (尿素與磷酸的摩爾比為1:1.3)，保持反應溫度100。C繼續(xù)攪 拌120min，關閉加熱裝置。啟動真空裝置(此時不用加熱)，調節(jié)真空度為 0.5 MPa，蒸發(fā)濃縮60min，當大部分晶體析出后(溫度為30°C )，關閉真 空裝置，分離、干燥得產品375.10g (經(jīng)檢測，P20544.27%， N17. 15%)，收 率80.12%，分離后的母液用于生產肥料或木材阻燃劑。
實施例7
一種真空結晶生產磷酸脲的方法，包括如下步驟
取濃度為48. 61% (以H3P0J+ )的濕法磷酸823. 33g，加入到裝有攪拌 裝置、帶真空的1000ml三口瓶中，三口瓶用保溫加熱套加熱；開動攪拌裝 置，調節(jié)攪拌機轉速為140rpm,加入0. 7g十二烷基硫酸鈉和0. 8g聚乙二 醇10000， 4°C/min的速率升溫至90°C;加入N含量46.4%的肥料級尿素 254.83g (尿素與磷酸的摩爾比為1:1.04)，保持反應溫度86。C繼續(xù)攪拌 60min,關閉加熱裝置。啟動真空裝置(此時不用加熱)，調節(jié)真空度為0.090 MPa，蒸發(fā)濃縮55min，當大部分晶體析出后(溫度為34°C ),關閉真空裝
6置，分離、干燥得產品528.39g(經(jīng)檢測，P20544.04%, N17. 06%),收率 81.89%,分離后的母液用于生產肥料或木材阻燃劑。
實施例8
取濃度為55. 73% (以,計)的濕法磷酸856. 62g，加入到裝有攪拌 裝置、帶真空的1000ml三口瓶中，三口瓶用保溫加熱套加熱；開動攪拌裝 置，調節(jié)攪拌機轉速為150rpm,加入O. 8g十二烷基硫酸鈉和0. 7g聚乙烯 比咯烷酮，4°C/min的速率升溫至80°C;加入N含量46.4%的肥料級尿素 409.20g (尿素與磷酸的摩爾比為1:1.4)，保持反應溫度80。C繼續(xù)攪拌 100min,關閉加熱裝置。啟動真空裝置(此時不用加熱)，調節(jié)真空度為0.3 MPa，蒸發(fā)濃縮20min,當大部分晶體析出后(溫度為36°C )，關閉真空裝 置，分離、干燥得產品640.68g(經(jīng)檢測，P20543.91%, N16. 93%)，收率 83.24%，分離后的母液用于生產肥料或木材阻燃劑。
實施例9
取濃度為61. 53°/。(以H3P03+ )的濕法磷酸811. 67g,加入到裝有攪拌 裝置、帶真空的1000ml三口瓶中，三口瓶用保溫加熱套加熱；開動攪拌裝 置，調節(jié)攪拌機轉速為180rpm,加入0. 9g月桂醇聚氧乙烯醚磷酸鈉和0. 7g 聚乙二醇10000, 4。C/min的速率升溫至85°C;加入N含量46.4°/。的肥料級 尿素336.35g (尿素與磷酸的摩爾比為1:1.1),保持反應溫度85。C繼續(xù)攪拌 80min,關閉加熱裝置。啟動真空裝置(此時不用加熱)，調節(jié)真空度為0.2 MPa，蒸發(fā)濃縮50min,當大部分晶體析出后(溫度為38°C )，關閉真空裝 置，分離、干燥得產品657.35g(經(jīng)檢測，P20544.01%, N17. 02%),收率 81.64%,分離后的母液用于生產肥料或木材阻燃劑。
實施例10
取濃度為70. 01°/。(以H3P03t)的濕法磷酸853. 33g，加入到裝有攪拌 裝置、帶真空的1000ml三口瓶中，三口瓶用保溫加熱套力口熱；開動攪拌裝 置，調節(jié)攪拌機轉速為200rpm，加入1. Og月桂醇聚氧乙烯醚磷酸鈉和0. 6g 聚乙烯比咯烷酮，4。C/min的速率升溫至90。C;加入N含量46.4%的肥料級 尿素365.76g (尿素與磷酸的摩爾比為1:1)，保持反應溫度60。C繼續(xù)攪拌 30min，關閉加熱裝置。啟動真空裝置(此時不用加熱)，調節(jié)真空度為0.01 MPa，蒸發(fā)濃縮55min，當大部分晶體析出后(溫度為40°C ),關閉真空裝 置，分離、干燥得產品792.70g(經(jīng)檢測，P20543.83%， N16. 90%),收率82.30%,分離后的母液用于生產肥料或木材阻燃劑。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式 上的限制，任何未脫離本發(fā)明技術方案內容，依據(jù)本發(fā)明的技術實質對以 上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術方 案的范圍內。
權利要求
1、一種真空結晶生產磷酸脲的方法，包括如下步驟(1)取質量百分比濃度為36～85％的磷酸加入到反應裝置中，啟動攪拌裝置，轉速為100～200rpm，加入磷酸量的0～0.012％活化劑和0～0.010％懸浮劑，以4℃/min的速率升溫至60～100℃，加入磷酸與尿素的摩爾比為1.0～1.4的尿素，保持溫度30～120min，關閉加熱裝置；(2)在真空度為0.01～0.50MPa條件下，濃縮，時間為10～60min，得到含固量60～90％的磷酸脲晶漿溶液；在真空狀態(tài)下，將溫度降至30～40℃，關閉真空系統(tǒng)；分離、干燥得到磷酸脲產品。
2、 如權利要求1所述的一種真空生產磷酸脲的方法，其中磷酸為凈 化磷酸、熱法磷酸或濕法磷酸。
3、 如權利要求1或2所述的一種真空生產磷酸脲的方法，其中活化 劑為十二烷基^5克酸鈉或月桂醇聚氧乙烯醚磷酸鈉；懸浮劑為聚乙二醇10000 或聚乙烯比咯烷酮。
4、 如權利要求3所述的一種真空生產磷酸脲的方法，其中分離后的 母液用于生肥料或木材阻燃劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種真空結晶生產磷酸脲的方法，包括取質量百分比濃度為36～85％的磷酸加入到反應裝置中，啟動攪拌裝置，轉速為100～200RPM，加入磷酸量的0～0.012％活化劑和0～0.010％懸浮劑，以4℃/MIN的速率升溫至60～100℃，加入磷酸與尿素的摩爾比為1.0～1.4的尿素，保持溫度30～120MIN，關閉加熱裝置；在真空度為0.01～0.50MPA條件下，濃縮，時間為10～60MIN，得到含固量60～90％的磷酸脲晶漿溶液；在真空狀態(tài)下，將溫度降至30～40℃，關閉真空系統(tǒng)；分離、干燥得到磷酸脲產品。本發(fā)明結晶時間短、結晶器不易結垢、產品收率高、工藝簡單且生產成本低。
文檔編號C07C275/02GK101665453SQ200910102708
公開日2010年3月10日 申請日期2009年7月31日 優(yōu)先權日2009年7月31日
發(fā)明者飛 劉, 史連軍, 群 張, 李天祥, 帆 楊, 王書林, 田 解 申請人:甕福(集團)有限責任公司