Разработка технологии концентрированных динатрий- и тринатрийфосфатов

• Автор: Никандров, Михаил Игоревич
• Шифр специальности: 05.17.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 144 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

1. Литературный обзор

1.1 Сырье для производства фосфатов натрия.

1.2 Фазовые равновесия в растворах ортофосфатов

натрия.

1.3 Получение и применение мононатрийфосфата.

1.4 Получение и применение динатрийфосфата.

1.5 Получение и применение тринатрийфосфата.

2. Цель и постановка исследования.

3. Исследование растворения карбоната натрия.

4. Нейтрализация фосфорной кислоты карбонатом натрия.
4.1. Нейтрализация кислоты содовой суспензией.
4.2 Нейтрализация кислоты раствором карбоната натрия.
4.3 Нейтрализация фосфорной кислоты твердым карбонатом натрия.
5. Политермическая кристаллизация фосфатов натр га.
5.1 Кристаллизация мононатрийфосфата.
5.2 Кристаллизация динатрийфосфата семиводного.
5.3 Кристаллизация трипатрийфосфата десятиводного.
6. Нейтрализация раствора динатрийфосфата раствором едкого натра.
7. Выделение твердого тринатрийфосфата в сушилке кипящего слоя.
8. Свойства насыщенных растворов карбоната натрия, 2 динатрийфосфата, тринатрийфосфата и твердых фосфатов.
8.1 Растворимость в системе КагСОз 1а2НР Н2О.
8.2 Исследование плотности растворов.
8.3 Исследование вязкости растворов фосфатов натрия.
8.4 Теплоемкость растворов.
8.5 Свойства динатрийфосфата и тринатрийфосфата.
9. Технологическая схема получения динатрийфосфата и 9 тринатрийфосфата с повышенным содержанием безводных веществ.
Выводы.
Список литературы


Одним из направлений совершенствования производства фосфатов натрия является перевод их на получение более концентрированных форм продуктов: ссмиводного динатрийфосфата и восьмиводного или десятиводного тринатрийфосфата. Настоящее исследование посвящено изучению физико-химических и технологических условий процесса получения концентрированных фосфатов натрия. В результате исследования установлены оптимальные условия получения концентрированных содовой суспензии, растворов динатрийфосфата и тринатрийфосфата и кристаллизации из них хорошо фильтрующих кристаллов концентрированных фосфатов натрия. Предварительные расчеты техноэкономической оценки технологии показали, что производство тринатрийфосфата может быть реализовано с высокими экономическими показателями. Автор выражает благодарность студентам Вагиной Е. В. и Ефимовой Е. О. за активное участие в разработке технологического процесса. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР Фосфаты натрия широко применяются п различных отраслях народного хозяйства. Среди них наибольший объем производства имеет тринатрийфосфат / 1 /. В бывшем СССР он производился в количестве т/год на ПО «Корунд» г. Дзержинск, что удовлетворяло всю потребность в нем на территории СССР и стран Восточной Европы. Здесь же выпускали и динатрийфосфат в количестве 0 т/год, потреблявшийся в тех же регионах. Кроме этого в опытном цехе КазНИИгипрофосфора г. Чимкент выпускали до т/год монофосфата натрия и динатрийфосфата реактивной квалификации «Ч». В настоящее время в связи с банкротством ОАО «Корунд» производство фосфатов натрия на нем прекращено. Для удовлетворения потребительского спроса в фосфатах натрия их выпуск организован на установках малой мощности (до 0 т/год) на ЗАО «Волховский алюминиевый завод», на Владимирском ЗАО «Полицелл» (0 т/год) и на ЗАО «Славянка» п. Красные Баки» Нижегородской обл. Рынок солей фосфатов натрия на территории России обеспечен не в полной мере, особенно по динатрийфосфату и тринатрийфосфату. Сырье для производства фосфатов натрия. Для получения моно и динатрийфосфата применяют термическую фосфорную кислоту / 2 / (по ГОСТ 8-) и соду (ГОСТ -). Судя по данным стандарта, наибольшую трудность при получении мононатрийфосфата и динатрийфосфата первого сорта (пригоден для производства продуктов пищевого качества) вызовет присутствие в кислоте примеси мышьяка. Сода, применяемая для нейтрализации фосфорной кислоты, должна удовлетворять требованиям ГОСТ -Е. Марки «А» Марки «Б» (пищевой) (техн. ГОСТ -. Нормы примесей в едком натре даны в пересчете на 0% продукт. Массовая доля РаОя общ. Таким образом, при разработке технологии одно и двухзаме-щенных фосфатов необходимо обратить внимание на распределение примесей мышьяка между раствором и выделенным продуктом. Количество примесей в сырье не препятствует получению качественного тринатрийфосфата. Фазовые равновесия в растворах ортофосфатов натрия. Уендрода и Кобе в монографии Ван Везера /8/. При температуре °С в данной системе в зависимости от отношения Ка : Р2О5 возможно осаждение в твердую фазу «доде-кагидрата» тринатрийфосфата, имеющего состав: ЫазРО« • 0, ЫаОН • Н2О, переходящий в области сильно разбавленных растворов в гексагидрат Ка^Р • 6 Н2О (Рисунок 1). При более высоких температурах (более °С) отмечено осаждение равновесной твердой фазы в виде восьмиводной соли Ка*РС>4 • 8Н2О (Рисунок 2) / 2, 8 /, но по данным / 9, / при температуре выше °С равновесная твердая фаза представлена десятиводным ИазРСМ • Н2О и только выше °С - восьмиводпым тринатрийфосфатом КазРО« • 8 Н2О, линия которого переходит в линию растворимости безводной соли при 4 °С (Рисунок 3). По данным / 8 / восьмиводный тринатрийфосфат при температуре выше °С выделяет воду и твердой фазой, равновесной с раствором, становится гексагидрат КачРСМ • 6 Н2О. Как видно из рисунка 1, при степени нейтрализации фосфорной кислоты соответствующей отношению. Ыа : Р равному 2, в системе N0 - Р2О5 - Н2О при температуре °С отмечают осаждение двенадцативодного кристаллогидрата ЫагНРО^^НгО и восьмиводного кристаллогидрата КалНРО^ * 8 Н2О / 8 /. Рисунок 1 - Система Na - P2O5 - H2O при °С. Рисунок 2 - Равновесная растворимость в системе ИаШРО* - Н2О / 1 /.